CN103657131B - 大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于空分精馏设备技术领域，涉及一种大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置。它解决了现有气体分布装置气流分布不均匀等问题。本大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,设置在具有进气通道的塔式容器内，包括具有中心通道的内筒，所述的内筒的两端部分别设有呈圆环状结构的顶板和底板，且内筒、顶板和底板能与塔式容器的塔壁合围形成封闭的环形气体通道，所述的环形气体通道内竖直设有能将该环形气体通道隔断的导流机构，所述的导流结构的对称轴位于塔式容器进气通道的中心截面上，所述的顶板上均匀设有若干出气结构，所述的底板上设有若干周向均匀分布的均布孔。本发明的主要优点在于：能够实现气体均匀分布，防止涡流现象发生。
Description
技术领域
本发明属于空分精馏设备技术领域，涉及气体分布装置，尤其是涉及一种大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置。
背景技术
随着我国工业的快速发展，钢铁冶炼、石油化工、煤化工、大化肥等企业对氧氩氮的需求量急剧增加，从而带动精馏塔向着大型及特大型化发展，而气体和液体在塔内的均匀分布是塔器放大的主要问题。同时，随着填料技术的不断进步，大空隙率、低压降新型高效填料的开发，都对气体初始分布的要求越来越高，气体分布装置的优劣直接影响塔器精馏效率和产品质量。
目前，对于精馏设备中气体均布主要通过开孔或加导流板的直管，或者是加导流板的环流型气体分布装置来实现，由于气体从不同位置的小孔或导流板流出，通过每个小孔或导流板的流量均不同，并且分布器盖板上方有大面积的涡流存在，所以此类分布器较难达到很好的气体均布效果。同时，此类气体分布器进口管截面的气体分布均匀度对分布器的分布效果也有很大的影响，因此，对进口管前的管路布置也有一定的要求，增加了管路布置的复杂程度，同时也增加了人力和物力的消耗。
为了改进现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种塔器的气体分布装置[申请号：201220320561.6]，包括由至少一组合件组成的气体分布层，组合件包括第一环体、第二环体、第三环体和第四环体，第一环体的外壁通过第一支板、第二支板、第三支板分别与第二环体、第三环体和第四环体的外壁相连，所述第二环体的外壁通过第四支板与第三环体的外壁相连，第三环体的外壁通过第五支板与第四环体的外壁相连，第一环体和第三环体的外壁上均布有三个支脚，第三环体的其中一支脚上设有凸锁槽，第二环体和第四环体的外壁上均布有四个支脚，第二环体的其中一支脚上设有与所述凸锁槽相匹配的凸锁扣。
上述方案对现有塔器的气体分布技术有所改善，一定程度上使得气体分布较均匀，提高了填料和塔器的使用效率。然而，上述方案不仅结构复杂，气流损耗严重，增加了设备成本，而且均布效果不佳，容易发生偏流，同时塔器内容易产生涡流现象。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，能够实现气体的均匀分布，防止涡流现象发生，减少预分布空间，节约投资成本的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置。该装置适用于多种形式的塔式容器，并克服了分布装置进口管截面的气体分布均匀度对分布装置分布效果的影响，同时成功解决了分布装置盖板上方存在涡流的问题，实现均布的目的。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,设置在具有进气通道的塔式容器内，包括具有中心通道的内筒，所述的内筒的两端部分别设有呈圆环状结构的顶板和底板，且内筒、顶板和底板能与塔式容器的塔壁合围形成封闭的环形气体通道，所述的环形气体通道内竖直设有能将该环形气体通道隔断的导流机构，所述的导流机构的对称轴位于塔式容器进气通道的中心截面上，所述的顶板上均匀设有若干出气结构，所述的底板上设有若干周向均匀分布的均布孔。导流机构的设置使得气体的分布均匀，环形气体通道内气体的压力处处相等，能够有效避免涡流现象发生。
进一步地，在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，每个所述的出气结构包括设置在顶板上的开孔。这里的出气结构可以根据实际出气需要采取多种各样的替代方式，均匀分布的开孔能够使得出气更加均匀。
更进一步地，在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的开孔上端连接有出气管。出气管的设置能够对气体形成较好的导流作用。
再进一步地，在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的出气管上设有挡液罩。挡液罩的设置有利于气液分离，也能够防止液体倒流，进一步减少涡流现象发生的概率。
在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的导流机构沿着远离内筒的方向渐窄。这种结构能够减少气体的沿程阻力，达到更好的导流效果。
作为一种较为优化的技术方案，在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的导流机构两侧均具有弧形导流面。弧形导流面的设置能够使得气体的沿程阻力降到最低，当然，这里的导流机构也可以根据导流需要采用其他的替代方式。
在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的导流机构的中心线位于内筒的中心截面上。这种结构能够保证环形气体通道内的气体分布均匀。
在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的导流机构与内筒、顶板和底板通过焊接结构连接。
在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的均布孔沿底板的周向分布有至少两圈，且每圈均分布均匀。
在上述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置中，所述的均布孔呈条状结构。
与现有的技术相比，本大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置的优点在于：1.气体进入分布装置后将速度全部耗散，使环形气体通道内气体的压力处处相等，不但确保了通过每个均布孔的气体流量相等，而且消除了分布装置进口管截面的气体分布均匀度对分布装置分布效果的影响，使得气体分布更加均匀；2.底板上设有周向均匀分布的均布孔，使得进入分布装置后的气体向下运动，碰到液面后折而向上，充分利用了进口管与液面之间的距离，从而减小分布装置顶部的预分布空间，使得塔器设备高度降低，减少了成本；3.均布孔的设置确保了在整个分布装置圆周截面上均有等流量的气体，使得气体分布更加均匀；4.顶板上设置有出气结构，使得部分气体从出气结构中流出，消除了由于顶板没有开孔气体从气体分布装置流出后流通面积突然扩大而产生的涡流区，使得气体分布更加均匀。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图。
图2是本发明提供的主视图。
图3是本发明提供的俯视图。
图4是本发明提供的图1中导流机构的A向剖视图。
图中，中心通道1、内筒2、顶板3、底板4、环形气体通道5、导流机构6、弧形导流面61、出气结构7、开孔71、出气管72、挡液罩73、均布孔8。
具体实施方式
如图1所示，本大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,设置在具有进气通道的塔式容器内，包括具有中心通道1的内筒2，上述的内筒2的两端部分别设有呈圆环状结构的顶板3和底板4，且内筒2、顶板3和底板4能与塔式容器的塔壁合围形成封闭的环形气体通道5，在环形气体通道5内竖直设有能将该环形气体通道5隔断的导流机构6，导流机构6的对称轴位于塔式容器进气通道的中心截面上，在顶板3上均匀设有若干出气结构7，在底板4上设有若干周向均匀分布的均布孔8。导流机构6的设置使得气体的分布均匀，环形气体通道5内气体的压力处处相等，能够有效避免涡流现象发生。
作为一种较为优化的技术方案，在本实施例中，每个上述的出气结构7包括设置在顶板3上的开孔71，在开孔71上端连接有出气管72，在出气管72上设有挡液罩73。这里的出气结构7可以根据实际出气需要采取多种各样的替代方式，均匀分布的开孔71能够使得出气更加均匀。
导流机构6沿着远离内筒2的方向渐窄，在导流机构6两侧均具有弧形导流面61。弧形导流面61的设置能够使得气体的沿程阻力降到最低，当然，这里的导流机构6也可以根据导流需要采用其他的替代方式。导流机构6的中心线位于内筒2的中心截面上，上述的导流机构6与内筒2、顶板3和底板4通过焊接结构连接，均布孔8沿底板4的周向分布有至少两圈，且每圈均分布均匀，且均布孔8呈条状结构。同样地，这里的均布孔8的结构形状可以采取多种各样的替代方式，比如圆形、三角形等，只要有利于气流的均匀分布即可。
本发明的工作原理简单介绍如下：
气体进入分布装置后，被导流机构6隔断成左右两部分，分别进入到由塔式容器的塔壁与顶板3、底板4和内筒2合围形成的环形气体通道5。在气体的速度全部耗散后，一部分气体等流量的通过上述底板4上的每个均布孔8，发生向下运动，与塔式容器底部液体碰撞后折而向上运动，经过上述的中心通道1后向分布装置的顶部塔体扩散。另一部分气体等流量通过上述顶板3上的每个出气结构7后直接向分布装置的顶部塔体扩散。实现了气体在塔式容器内的均匀分布，防止了涡流现象发生，减少了预分布空间，能够节约投资成本。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了中心通道1、内筒2、顶板3、底板4、环形气体通道5、导流机构6、弧形导流面61、出气结构7、开孔71、出气管72、挡液罩73、均布孔8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,设置在具有进气通道的塔式容器内，包括具有中心通道(1)的内筒(2)，其特征在于，所述的内筒(2)的两端部分别设有呈圆环状结构的顶板(3)和底板(4)，且内筒(2)、顶板(3)和底板(4)能与塔式容器的塔壁合围形成封闭的环形气体通道(5)，所述的环形气体通道(5)内竖直设有能将该环形气体通道(5)隔断的导流机构(6)，所述的导流机构(6)的对称轴位于塔式容器进气通道的中心截面上，所述的顶板(3)上均匀设有若干出气结构(7)，所述的底板(4)上设有若干周向均匀分布的均布孔(8)。
2.根据权利要求1所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，每个所述的出气结构(7)包括设置在顶板(3)上的开孔(71)。
3.根据权利要求2所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的开孔(71)上端连接有出气管(72)。
4.根据权利要求3所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的出气管(72)上设有挡液罩(73)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的导流机构(6)沿着远离内筒(2)的方向渐窄。
6.根据权利要求5所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的导流机构(6)两侧均具有弧形导流面(61)。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的导流机构(6)的中心线位于内筒(2)的中心截面上。
8.根据权利要求7所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的导流机构(6)与内筒(2)、顶板(3)和底板(4)通过焊接结构连接。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的均布孔(8)沿底板(4)的周向分布有至少两圈，且每圈均分布均匀。
10.根据权利要求9所述的大型及特大型塔式容器用新型气体分布装置,其特征在于，所述的均布孔(8)呈条状结构。
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