CN104107560B - 一种高通量塔板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板式塔内件，包括塔板，所述塔板由多个降液单元和鼓泡单元组成，降液单元为凹形，边缘、侧壁及底部开孔；鼓泡单元为凸形，边缘、侧壁及顶部开孔。本发明的塔板可以有效增加鼓泡面积，进一步提高气液相处理能力；自清洗作用使其具有较强的抗堵能力，适用于比较脏的物系。

Description

一种高通量塔板

技术领域

本发明涉及气液传质领域的分馏塔（精馏塔）内件领域，更进一步说，涉及一种板式塔内件。

背景技术

板式塔的历史比较长，内件也有多种。从最早的泡罩塔板，发展到筛板、浮阀塔板，都有不同的应用范围。泡罩塔板、筛板、浮阀塔板均带降液管，不仅减少了鼓泡面积，使负荷受到限制，而且抗堵性能差。

公开号为CN1110868A的中国专利提供一种塔板，其板面平直，其特征是在板面上开有小固阀或小动阀，阀面均呈梯形。与普通筛板塔比较操作弹性有所增加。与传统的泡罩塔板，发展到筛板、浮阀塔板相比，其处理量和抗堵性并没有大的改进。

发明内容

为解决现有技术中存在的抗堵性差、鼓泡面积受限制的问题，本发明提供了一种板式塔内件，可大幅度增加鼓泡面积，提高气液相处理能力。同时，特殊的塔板结构具有自清洗作用，增强了抗堵性。

本发明的目的是提供一种高通量且抗堵性好的板式塔内件。

所述塔板包括由多个降液单元和多个鼓泡单元组成，降液单元为凹形，边缘、侧壁及底部开孔；鼓泡单元为凸形，边缘、侧壁及顶部开孔。

降液单元的凹形横截面优选为圆形、正方形或正六边形；

鼓泡单元的凸形横截面优选为圆形、正方形或正六边形。

圆形、正方形或正六边形的当量直径（当量直径=1.128×,A为横截面积）优选为10-1000mm；

凹形深度为1-200mm，优选5-100mm；凸形高度为1-200mm,优选5-100mm；优选凹形深度和凸形高度一致；

所述开孔的直径优选为3-25mm。

相邻降液单元间隔距离为30-3000mm；

相邻鼓泡单元间隔距离为30-3000mm。

优选：降液单元在塔板上呈直线分布；鼓泡单元在塔板上呈直线分布；更优选，降液单元组成的直线互相平行，鼓泡单元组成的直线互相平行；

降液单元组成的直线同鼓泡单元组成的直线之间的夹角为0-90°（含90°），优选地：降液单元组成的直线同鼓泡单元组成的直线之间的夹角为90°。

所述塔板还可设置有降液管。

当塔板的数量大于一个时，平行设置于塔内。

具体地，

本发明的塔板是一种高通量塔板；多个塔板从上至下平行设置在塔中；塔板由降液单元和鼓泡单元组成；降液单元为凹形，边缘、侧壁及底部开孔；鼓泡单元为凸形，边缘、侧壁及顶部开孔；多个所述降液单元、呈间隔一定距离分布在塔板上；多个所述鼓泡单元间隔一定距离分布在塔板上；降液单元的凹形、鼓泡单元的凸形的横截面为圆形或多边形，每个降液单元的尺寸可以相同或不同，每个鼓泡单元的尺寸可以相同或不同；降液单元的尺寸与鼓泡单元的尺寸可以相同或不同；降液、鼓泡单元开孔尺寸可以为均一值或不同值；降液、鼓泡单元可沿某一方向延伸连接为带状降液、鼓泡单元；降液单元连线（或带状降液单元）与鼓泡单元连线（或带状鼓泡单元）夹角范围为90°（含90°）。

在相邻两层所述塔板间。液体自降液单元流到下层塔板，气体自鼓泡单元穿过后升至上层塔板；

所述降液单元所开孔作为液体通道，孔尺寸视需要而定，直径通常3-25mm；

所述鼓泡单元所开孔作为气体通道，孔尺寸视需要而定，直径通常3-25mm，优选为6-15mm；

所述的塔板，除降液单元外，也可设置有传统的弓型+矩形且下部需要密封盘的降液管，降液管底隙和侧隙有严格要求，必须满足液封的作用。溢流堰高度一般为30-80mm。

本发明是通过以下方式来实现：

1）设计降液单元、鼓泡单元的平面形状与当量直径，平面几何形状优选圆形、正方形或正六边形，当量直径一般为10-1000mm，依据物料性质、操作条件不同确定；优选地，降液单元、鼓泡单元的平面形状的当量直径取同一值。

2）将降液单元与鼓泡单元交错排布，使之呈点状分布。液相朝多个方向流动，实现对塔板各区域的有效冲刷，降低结垢风险。多个降液、多个鼓泡单元可沿某一方向延伸连接为带状降液、鼓泡单元。优选地，多个带状降液单元互相平行排列、多个鼓泡单元互相平行排列。

3）降液单元立体形状为凹形，边缘、侧壁及底部开孔，凹形深度一般为1-100mm；鼓泡单元立体形状为凸形，边缘、侧壁及顶部开孔，凸形高度一般为1-100mm。优选地，凹形深度与凸型高度取同一值。凹形的降液单元与凸形的鼓泡单元组合使塔板呈曲面设计，可有效消除液体分布的梯度，增大气液接触机会，同时塔板有效面积增大，提高了气相处理能力。

4）降液单元连线（或带状降液单元）与鼓泡单元连线（或带状鼓泡单元）夹角范围为0-90°（含90°），优选地降液单元连线与鼓泡单元连线呈90°。

5）通过调整降液、鼓泡单元间距，可实现对鼓泡区与降液区之间流径的进一步调整，以保证气液相充分接触，提高传质效率。一般地，降液单元之间间距为30-3000mm，鼓泡单元之间间距为30-3000mm，降液、鼓泡单元间距为0-3000mm。

6）所述降液区所开孔作为液体通道，孔尺寸视需要而定，直径通常3-25mm。

7）所述鼓泡区所开孔作为气体通道，孔尺寸视需要而定，直径通常3-25mm。

8）所述的塔板，除降液单元外，也可设置有传统的弓型+矩形且下部需要密封盘的降液管，降液管底隙和侧隙有严格要求，必须满足液封的作用。溢流堰高度一般为30-80mm。

9）在相邻两层所述塔板间，应采用水平安装。液体自降液单元流到下层塔板，气体自鼓泡单元穿过后升至上层塔板。

本发明的特点：

1、塔板有效面积大，塔板采用曲面设计，可有效提高气相处理能力；

2、降液区与鼓泡区交错排布，液相朝多个方向流动，实现对塔板各区域的有效冲刷，降低结垢风险；

3、多个凹形降液单元的设计可有效降低塔板安装水平度不够的影响，操作弹性增强。

4、塔板采用曲面设计，结构强度大，可采用较薄的材料以节省投资。

相对于传统塔板与牺牲了传质效率的现有高通量塔板，本发明实现了在保持高传质效率下的高通量，可较传统塔板处理能力高出20%-50%。

附图说明

图1是本发明的板式塔内件侧视图；

图2是本发明的塔板三维结构示意图（正方形排列，未体现开孔情况）;

图3是本发明塔板府视图示意图（正方形排列，未体现开孔情况）；

附图标记说明：

1：塔壁，2：塔板，3：鼓泡单元，4：降液单元

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例：

乙烯装置汽油分馏塔，其进料为裂解气，塔内液相中可能有焦粒易发生堵塞。传统的设计采用带降液管的固阀或筛板塔盘。某80万吨乙烯装置欲扩能到80万吨/年，汽油分馏塔直径11.5米，原设计采用固阀塔板，在塔壳不动的前提下，采用本发明的塔板可满足要求。具体方案为；

拆除原塔的21块固阀塔板和降液管，保留支撑圈。将支撑圈补齐后安装本发明的塔板。塔板采用等尺寸的鼓泡单元和降液单元，正方形排列。两个相临降液单元距离为80mm，两个相临鼓泡单元距离也为80mm。鼓泡单元和降液单元的凸起/下凹尺寸为10mm，开孔。

Claims (13)

1. 一种板式塔内件，包括塔板，其特征在于：

所述塔板由多个降液单元和多个鼓泡单元组成，降液单元为凹形，边缘、侧壁及底部开孔；鼓泡单元为凸形，边缘、侧壁及顶部开孔；降液单元和鼓泡单元间隔排列，降液单元与鼓泡单元交错排布，呈点状分布，凹形的降液单元与凸形的鼓泡单元组合使塔板呈曲面设计。

2.如权利要求1所述的板式塔内件，其特征在于：

降液单元的凹形横截面为圆形、正方形或正六边形；

鼓泡单元的凸形横截面为圆形、正方形或正六边形。

3.如权利要求2所述的板式塔内件，其特征在于：

凹形深度为1-100mm；凸形高度为1-100mm。

4. 如权利要求1所述的板式塔内件，其特征在于：

所述开孔的直径为3-20mm。

5. 如权利要求1所述的板式塔内件，其特征在于：

相邻降液单元间隔距离为30-3000mm；

相邻鼓泡单元间隔距离为30-3000mm 。

6.如权利要求1所述的板式塔内件，其特征在于：

降液单元在塔板上呈直线分布；鼓泡单元在塔板上呈直线分布。

7.如权利要求6所述的板式塔内件，其特征在于：

降液单元组成的直线互相平行，鼓泡单元组成的直线互相平行。

8. 如权利要求7所述的板式塔内件，其特征在于：

降液单元组成的直线同鼓泡单元组成的直线之间的夹角为0-90º。

9.如权利要求8所述的板式塔内件，其特征在于：

降液单元组成的直线同鼓泡单元组成的直线之间的夹角为60º或90º。

10. 如权利要求9所述的板式塔内件，其特征在于：

降液/鼓泡单元的排列方式优选为正三角形或正方形排列。

11.如权利要求1 所述的板式塔内件，其特征在于：

所述塔板设置有降液管。

12.如权利要求1~11之一所述的板式塔内件，其特征在于：

当塔板的数量大于一个时，平行设置于塔内。

13.如权利要求12所述的板式塔内件，其特征在于：

上层塔板的降液单元位于下层塔板的鼓泡单元的正上方。