CN103801101A - 除沫式填料塔 - Google Patents
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Abstract
本发明技术属于填料塔的技术领域，公开了除沫式的填料塔。除沫式填料塔，包括：塔壳体（1）以及安装在塔壳体（1）内的液体分布器（2）、填料压板（3）、液体再分布装置（6）、填料支撑板（7）；塔壳体（1）内部上方设置有液体分布器（2）；液体分布器（2）设置在填料压板（3）的上方；液体再分布装置（6）设置在填料压板（3）的正下方；液体再分布装置（6）的下方设置有填料支撑板（7）。本发明除沫式的填料塔填料效率高并减轻了填料塔的重量，并且可将气体出口9处的液泡除去，避免了填料塔因液泡不能及时排出造成塔内温度过高的问题。
Description
技术领域
本发明技术属于填料塔的技术领域，具体地说涉及除沫式填料塔。
背景技术
填料塔是化工类企业中最常用的气、液传质设备之一 , 在塔体内设置填料使气液两相能够达到良好传质所需的接触状况。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
填料塔具有结构简单、便于用耐腐蚀材料制造、适于小直径塔的场合以及压降小等优点。它可使气液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却和回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。填料表面润湿性能与填料的材质有关，比较常用的有陶瓷、金属、塑料三种材料，其中陶瓷填料的润湿性能最好。
目前普遍使用的填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点，不足之处在于大直径的填料塔效率低、重量大、造价高以及清理检修麻烦且填料损坏；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
在填料塔内，气液两相的逆流并不呈理想的活塞流状态，而是存在着不同程度的犯混。造成犯混现象的原因很多，如：填料层内的沟流；液体喷淋密度过大时所造成的气体局部向下运动；塔内气液的喘流脉动使气液微团停留时间不一致等。当塔内操作气速较大或液沫夹带现象严重时，阻塞了气体和液体正常的排出，会造成塔内温度过高，从而影响气、液的传质。
因此，塔填料、塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。
发明内容
本发明的目的是提供小直径且带除沫装置的填料塔，以解决填料塔效率低、重量大以及塔内因气度较大或液沫夹带严重出现的一系列问题。
本发明的技术方案是，提供具有以下结构的填料塔：
除沫式填料塔包括：塔壳体1以及安装在塔壳体1内的液体分布器2、填料压板3、液体再分布装置6、填料支撑板7；其特征在于：塔壳体1内部上方设置有液体分布器2；液体分布器2设置在填料压板3的上方；液体再分布装置6设置在填料压板3的正下方；液体再分布装置6的下方设置有填料支撑板7。
所述的塔壳体1为一个直立式圆筒。
所述的塔壳体1的顶端设置有气体出口9，末端设置有液体出口12；塔壳体1的侧面还设置有吸收液排出口11。
所述的液体分布器2的上方，塔壳体1的顶端下方还设置有除沫装置4。
所述的除沫装置4的两侧还分别设置有气进口13和气出口14。
所述的液体分布器2上设有液体进口10；液体进口10穿过塔壳体1。
所述的填料压板3的下方与液体在分布装置6的上方形成一个填料区5。
所述的填料区5采用陶瓷作为材料。
所述的塔壳体1的下方一侧还设置有气体进口8。
本发明使用时，填料塔的塔壳体1是一直立式圆筒，底部装有填料支承板7，填料以乱堆或整砌的方式放置在填料支承板上；填料区5的上方安装填料压板3，以防被上升气流吹动；液体从塔顶经液体分布器2喷淋到填料区5上，并沿填料区5表面流下；当气体从塔底送入，经液体再分布装置，与液体呈逆流连续通过填料区5的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 在填料塔1食物顶端下方位置设置了除沫装置，可除去气体中夹带的泡沫。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明除沫式填料塔采用小直径的塔壳体1，有效提高了填料效率并且减轻了填料塔的重量；本填料塔设置了除沫装置4，从而解决了因塔内操作气速较大或液沫夹带现象严重时，阻塞气体和液体正常的排出的问题，有效避免了塔内因液气不能及时排出，造成塔内温度过高的问题；填料区5采用陶瓷作为材料，陶瓷填料的润湿性能最好，可达到良好的润湿效果；本发明的填料塔改善了填料塔的塔内件，从而改变了填料塔的工艺过程，使得整个填料的操作过程流畅，并提高了填料效率。本发明除沫式填料塔填料效率高并减轻了填料塔的重量，并且可将气体出口9处的液泡除去，避免了填料塔因液泡不能及时排出造成塔内温度过高的问题。
附图说明
附图1为本发明除沫式填料塔的结构示意图。
附图2为本发明除沫式填料塔中除沫装置4的结构示意图。
如图所示：1. 塔壳体，2. 液体分布器，3.填料压板，4.除沫装置，5.填料区，6. 液体再分布装置，7. 填料支撑板，8. 气体进口，9. 气体出口，10. 液体进口，11. 吸收液排出口，12. 液体出口，13.气进口，14.气出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如附图所示，本发明为除沫式填料塔，包括：塔壳体1、液体分布器2、填料压板3、除沫装置4、填料区5、液体再分布装置6、填料支撑板7、气体进口8、气体出口9、液体进口10、吸收液排出口11、液体出口12、气进口13、其出口14。塔壳体1以及安装在塔壳体1内的液体分布器2、填料压板3、液体再分布装置6、填料支撑板7；塔壳体1内部上方设置有液体分布器2；液体分布器2设置在填料压板3的上方；液体再分布装置6设置在填料压板3的正下方；液体再分布装置6的下方设置有填料支撑板7。
液体分布器2，在填料塔操作要求液体沿同一截面均匀分布。为使液流分布均匀，液体在塔顶的初始分布须均匀。
填料压板3安装在填料区5的上端。作用是保持填料区5为一高度固定的床层，从而保持均匀一致的空隙结构，使操作正常、稳定，防止在高压降、瞬时负荷波动等情况下，填料层发生松动或跳动。
填料区5是一个填料层，提供了气液的接触面积；填料区5的设置强化了气体的流动，降低了气相传质阻力；更新了液膜表面，降低了液相传质的阻力。填料区5的材料由陶瓷支撑，填料方式选用波纹填料。填料表面润湿性能与填料的材质有关，以陶瓷填料的润湿性能最好。波纹填料有许多波纹薄片组成，各片高度相同但长短不等，搭配组合成圆盘状，填料波纹与水平方向成45度倾角，相邻两篇反向重叠使其波纹互相垂直。圆盘填料块水平放入塔内，相邻两圆盘的波纹薄片方向互成90度角。因此，波纹填料的空隙大，阻力小，流体通量大、效率高，而且制造方便、价格低，正在想通用化、大型化方向发展。
液体再分布装置6避免了壁流想象的发生。当液体沿填料层向下流动时，有捉奸向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降，因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料支撑板7的主要用途是支撑塔内的填料，同时又能保证气液两相顺利通过。
当塔内操作气速较大，液体中会产生大量的液泡，除沫装置可将这些液泡除去，从而有效避免了塔内因液体和其不能及时排出造成塔内过热的问题。
Claims (9)
1.除沫式填料塔，包括：塔壳体（1）以及安装在塔壳体（1）内的液体分布器（2）、填料压板（3）、液体再分布装置（6）、填料支撑板（7）；其特征在于：塔壳体（1）内部上方设置有液体分布器（2）；液体分布器（2）设置在填料压板（3）的上方；液体再分布装置（6）设置在填料压板（3）的正下方；液体再分布装置（6）的下方设置有填料支撑板（7）。
2.如权利要求1 所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的塔壳体(1)为一个直立式圆筒。
3.如权利要求1所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的塔壳体（1）的顶端设置有气体出口（9），末端设置有液体出口（12）；塔壳体（1）的侧面还设置有吸收液排出口（11）。
4.如权利要求1 所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的液体分布器（2）的上方，塔壳体（1）的顶端下方还设置有除沫装置（4）。
5.如权利要求1或5 所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的除沫装置（4）的两侧还分别设置有气进口（13）和气出口（14）。
6.如权利要求1所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的液体分布器（2）上设有液体进口（10）；液体进口（10）穿出塔壳体（1）。
7.如权利要求1所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的填料压板（3）的下方与液体在分布装置（6）的上方形成一个填料区（5）。
8.如权利要求1所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的填料区（5）采用陶瓷作为材料。
9.如权利要求1所述的除沫式填料塔，其特征在于：所述的塔壳体（1）的下方一侧还设置有气体进口（8）。
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