CN103463828A - 垂直吹膜塔板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垂直吹膜塔板。它包括一水平塔板和若干个帽罩；所述水平塔板上设有若干个板孔，所述板孔之间设有间距；所述孔板的数量与所述帽罩的数量相等；所述帽罩包括两端开口的垂直筒、顶盖和底托，所述顶盖和所述底托分别设置于所述垂直筒的上开口端和下开口端处，且所述顶盖和所底托与所述垂直筒之间均设有间隙；所述垂直筒固定于所述板孔内，且所述垂直筒与所述水平塔板之间设有间隙；所述垂直筒的横截面的形状和所述底座的形状均与所述板孔的形状相同，且所述顶盖在水平面上的投影可遮罩所述垂直筒。本发明可以使气体以水平吹破液膜的形式通过塔板，相比传统塔板不需要克服液层静压力，所以塔板压降小。

Description

垂直吹膜塔板
技术领域
本发明涉及一种垂直吹膜塔板，属于化工、石油天然气技术领域。 
背景技术
塔板是石油化工行业中精馏、吸收、解吸过程中使用的板式塔分离设备内件，其中新型垂直筛板是板式塔中典型的分离设备，由于其处理量大，传质效果好，压降低，而在工业中得到了较为广泛的应用。新型垂直筛板的工作原理为：在塔板上安置帽罩，板上液相因重力从帽罩底部缝隙流入帽罩，被从帽罩底部进入的气相吹起，提升至帽罩内，在帽罩内充分接触，完成传质。但是在大液气比工况下，气体的流量小，提升力不足，造成大量液体不能被提升至帽罩内而直接进入下一层塔板；被提升至帽罩内的少量液体由于速度低，湍流效果差，不能充分传质。因此，在大液气比工况下，目前的新型垂直筛板传质效率较差，有漏液现象。 
发明内容
本发明的目的是提供一种垂直吹膜塔板，本发明可在保留新型垂直筛板优点的同时，且可以解决现有新型垂直塔板在大液气比工况下传质效率低的问题，且结构简单、塔板压降低、塔板效率高。 
本发明所提供的一种垂直吹膜塔板，包括一水平塔板和若干个帽罩； 
所述水平塔板上设有若干个板孔，所述板孔之间设有间距；所述孔板的数量与所述帽罩的数量相等； 
所述帽罩包括两端开口的垂直筒、顶盖和底托，所述顶盖和所述底托分别设置于所述垂直筒的上开口端和下开口端处，且所述顶盖和所底托与所述垂直筒之间均设有间隙； 
所述垂直筒固定于所述板孔内，且所述垂直筒与所述水平塔板之间设有间隙；所述垂直筒的横截面的形状和所述底座的形状均与所述板孔的形状相同，且所述顶盖在水平面上的投影可遮罩所述垂直筒。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述顶盖为平板形、锥面形、球面形或椭圆面形。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述板孔可为圆形或矩形。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述板孔之间可为交错式排列或平行式排列。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述垂直筒与所述水平塔板之间通过至少4个筋板进行固定连接； 
所述筋板与所述垂直筒为中心呈对称分布。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述垂直筒与所述顶盖之间通过至少3个支撑板进行固定连接； 
所述支撑板之间为均匀分布。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述垂直筒与所述底托之间通过至少3个支腿进行固定连接； 
所述支腿之间为均匀分布。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述垂直筒与所述水平塔板之间的间隙可为1～50mm； 
所述垂直筒与所述顶盖之间的间隙可为2～80mm； 
所述垂直筒与所述底托之间的间隙可为2～80mm。 
上述的垂直吹膜塔板中，所述底托的边缘呈光滑状或齿状，当液量大时选用边缘光滑状的底托，液量小时选用边缘呈齿状的底托，更有利于液膜均匀分布。 
本发明中，所述垂直筒向下穿过所述水平塔板的深度没有限定，其可取决于工艺设计。 
与现有技术相比，本发明具有如下优点： 
1、本发明中帽罩的安装方式不同：现有技术中帽罩是安装在水平塔板之上，本发明中的帽罩安装时穿过水平塔板的板孔，即垂直筒以垂直穿过板孔的方式安装于水平塔板上，且取消了降液板、降液管和导向板的设置，这样液体在帽罩内与气体发生气液传质后，靠重力通过垂直筒与底托之间的间隙流出，落入下一层塔板，结构简单，成本降低，安装方便； 
2、本发明中帽罩上无需开喷射孔，因而加工更加简单，成本更低； 
3、本发明可以使气体以水平吹破液膜的形式通过塔板，相比传统塔板不需要克服液层静压力，所以塔板压降小。以气相水平吹破液膜方式代替传统气相提升液体的方式，有效解决了大液气比工况下气体流量小提升力不足造成漏液的问题，从而提高了塔板效率。 
附图说明
图1是本发明垂直吹膜塔板的主视结构示意图； 
图2是本发明垂直吹膜塔板一种实施例水平塔板的俯视结构示意图，本实施例中板孔的形状为圆形，板孔的排列方式为交错式； 
图3是本发明垂直吹膜塔板一种实施例水平塔板的俯视结构示意图，本实施例中板孔的形状为矩形，板孔的排列方式为交错式； 
图4是本发明垂直吹膜塔板一种实施例水平塔板的俯视结构示意图，本实施例中 板孔的形状为长条形，板孔的排列方式为平行式； 
图5是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的圆形筒帽罩主视结构示意图； 
图6是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的圆形筒帽罩俯视结构示意图； 
图7是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的矩形筒帽罩主视结构示意图； 
图8是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的矩形筒帽罩俯视结构示意图； 
图9是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的矩形筒帽罩左视结构示意图； 
图10是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的长条形帽罩主视结构示意图； 
图11是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的长条形帽罩俯视结构示意图； 
图12是本发明垂直吹膜塔板一种实施例的长条形帽罩左视结构示意图。 
图中各标记如下： 
1塔壳、2水平塔板、3帽罩、31垂直筒、32顶盖、33底托、34支撑腿、35筋板、36支腿、A，B，C间隙。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。 
如图1-图12所示，本发明提供的垂直吹膜塔板包括水平塔板2和多个帽罩3，水平塔板2固定安装在塔壳1内，水平塔板2上设有与帽罩3数量相等的板孔21。每个帽罩3包括垂直筒31、底托33和顶盖32，垂直筒31的两端均为开口设置，且底托33和顶盖32分别设置在垂直筒31的下开口端和上开口端处，且垂直筒31与顶盖32和底托33之间分别设有间隙A和间隙C，间隙A和间隙C的尺寸均为2～80mm。垂直筒31的横截面的形状和底托33的形状均与板孔21的形状相同。垂直筒31固定于板孔21内，且垂直筒31与水平塔板2之间设有间隙B，其尺寸为1～50mm。 
本发明中，顶盖32的可选择为平板形、锥面形、球面形或者椭圆面形，且顶盖32在水平面上的投影可将其下方的垂直筒31遮罩住，即是指本发明中顶盖32的形状不仅与垂直筒31的形状一致，而且其在垂直投影的面积可以大于垂直筒31的横截面积。 
本发明中，板孔21的形状可选择为圆形或者矩形。 
本发明中，板孔21的排列方式根据需要可以设计为交错式排列或平行式排列（参见图2-图4）。 
本发明中，底托33的边缘可为光滑状或齿状（图中未示）。 
实施例1、板孔为圆形的垂直吹膜塔板 
如图1、图2、图5和图6所示，为板孔为圆形的垂直吹膜塔板，在塔壳1内固装着水平塔板2，在水平塔板上设有多个板孔21，板孔21的形状为圆形，板孔21的排列方式为交错式。帽罩3包括两端均开口的垂直筒31、顶盖32和底托33，底托33为直径140mm的圆形平板，顶盖32是直径120mm的圆形平板，底托33和顶盖32分别设置在垂直筒31的下开口端和上开口端处，且垂直筒31与底托33和顶盖32之间分别设有间隙C和间隙A，底隙C的尺寸为10mm，间隙A的尺寸为15mm。 
帽罩3垂直安装于水平塔板2并穿过板孔21，垂直筒31的横截面为圆形，板孔21的直径为120mm，垂直筒31为高300mm、直径Φ100mm的圆柱筒，垂直筒31与板孔21之间留有间隙B，间隙B的尺寸为10mm；水平塔板2下方的垂直筒长度为100mm，水平塔板2上方的垂直筒长度为200mm。 
垂直筒31与水平塔板2通过四块筋板35焊接固定，垂直筒31与底托33通过3个支腿36焊接固定，垂直筒31与顶盖32通过3个支撑板34焊接固定。 
工作时，水平塔板2上的液体会通过水平塔板2与垂直筒31之间的间隙B沿着垂直筒31的壁以液膜形式均匀向下流，从下一层塔板上升的气体会在垂直筒31与底托33之间的底隙C处吹破液膜，并将液体以液滴的形式吹入帽罩3内完成传质。随后，帽罩3内的液体会在重力作用下沿底托33上表面流出帽罩3，流入下一层水平塔板；而帽罩3内的气体会继续上升，从垂直筒31与顶盖32之间的间隙A处吹出，再上升至上一层水平塔板。 
实施例2、板孔为矩形的垂直吹膜塔板 
如图3、图7、图8和图9所示，为板孔为矩形的垂直吹膜塔板，其基本结构和工作原理与实施例1中基本相同，主要的区别为：板孔21设计为矩形，同时，垂直筒31的横截面、底托33和顶盖32均为矩形；板孔21的尺寸为80×170mm；垂直筒31高300mm，横截面尺寸为60×150mm，底托33的尺寸为100×190mm，顶盖32的尺寸为80×170mm。 
实施例3、板孔为长条形的垂直吹膜塔板 
如图4、图10、图11和图12所示，为板孔为长条形的垂直吹膜塔板，其基本结构和工作原理与实施例1相同，主要的区别为：板孔21设计为长条形，同时，垂直筒31的横截面、底托33和顶盖32均为长条形；板孔21的尺寸为120×1020mm，垂直筒31横截面尺寸为100×1000mm，底托33的尺寸为120×1020mm，顶盖32的尺寸为120×1020mm。 

Claims (9)

1.一种垂直吹膜塔板，其特征在于：它包括一水平塔板和若干个帽罩；
所述水平塔板上设有若干个板孔，所述板孔之间设有间距；所述孔板的数量与所述帽罩的数量相等；
所述帽罩包括两端开口的垂直筒、顶盖和底托，所述顶盖和所述底托分别设置于所述垂直筒的上开口端和下开口端处，且所述顶盖和所底托与所述垂直筒之间均设有间隙；
所述垂直筒固定于所述板孔内，且所述垂直筒与所述水平塔板之间设有间隙；所述垂直筒的横截面的形状和所述底座的形状均与所述板孔的形状相同，且所述顶盖在水平面上的投影可遮罩所述垂直筒。
2.根据权利要求1所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述顶盖为平板形、锥面形、球面形或椭圆面形。
3.根据权利要求1或2所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述板孔为圆形或矩形。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述板孔之间为交错式排列或平行式排列。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述垂直筒与所述水平塔板之间通过至少4个筋板进行固定连接；
所述筋板与所述垂直筒为中心呈对称分布。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述垂直筒与所述顶盖之间通过至少3个支撑板进行固定连接；
所述支撑板之间为均匀分布。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述垂直筒与所述底托之间通过至少3个支腿进行固定连接；
所述支腿之间为均匀分布。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述垂直筒与所述水平塔板之间的间隙为1～50mm；
所述垂直筒与所述顶盖之间的间隙为2～80mm；
所述垂直筒与所述底托之间的间隙为2～80mm。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的垂直吹膜塔板，其特征在于：所述底托的边缘呈光滑状或齿状。
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