CN104492115B - 锯齿状塔板 - Google Patents

Abstract

锯齿状塔板，包括塔板本体，所述塔板本体的纵向截面呈锯齿形状，所述塔板本体包括倾斜板、呈正“V”字形状的底部和呈倒“V”字形状的顶部，所述呈正“V”字形状的底部的两边对称设置有向上倾斜的扇板，所述扇板与底部之间形成空隙，所述倾斜板设置有若干个阀片，阀片向着塔板本体上方翘起，阀片只有一端与倾斜板固定，阀片的中间与倾斜板分离，阀片的中间向上拱起，另一端悬空位于倾斜板的上方，顶部设置有自然下垂的引流绳。本发明锯齿形状的塔板本体延长气体和液体通过的时间，进而延长传质时间，扇板和阀片增加气体和液体通过塔板本体的路径，增加气体和液体的接触传质时间，提高传质效率。

Description

锯齿状塔板

技术领域

本发明涉及锯齿状塔板，它是一种安装在化工塔设备中的塔板，属于化工设备领域。

背景技术

塔设备是石油和化工领域常用的一种气液、液液接触传质设备，主要包括板式踏板和填料式塔板。高效填料踏板效果高，并且生产能力大，但是由于造价高，而且不适合于高压和易结焦的场合。相对于填料塔，普通板式塔由于其造价低廉，在常压和高压工况中国得到广泛的应用。

但是在大液量吸收、精馏等工况中由于液气比非常大，例如水水洗脱碳的液气摩尔比高达100以上。对于此类工况，普通的板式塔往往也能发挥优势：塔板上的受液区往往占据了很大塔截面积，造成塔的处理能力低。如采用填料塔，为了能通过大液量，塔径会设计得很大，气体以极低的气速通过填料层，传质小效率低，用水量大，能耗高。

固定浮阀塔板具有生产能力大，塔板效率高，加工及维护成本低等优点，在石油化工领域有着广泛的应用。目前，工业上的固定浮阀塔板主要为圆形固定浮阀和条形固定浮阀两种，这两种固定浮阀主要有以下特征：直接在塔板平面上冲出圆形和条形突起，将其边缘开口作为气相通道，阀片前后各有一条阀腿与塔板相连接，来支撑阀片，阀腿与塔板平面的夹角约为90度。对于圆阀，气体出口为一圆弧，从出口前半部喷出的气体对板上液流有一定的推动作用，而从出口后半部喷出的液体对板上液流有阻止作用，前后两种作用相互削弱。对于条形固定浮阀，气体喷出方向与液流方向垂直，不但没有推液作用，而且，相邻的两个阀片喷出的气体方向相对，造成严重的对喷现象，容易引起返混和雾沫夹带，削弱塔板的传质功能，降低塔板效率。舌形塔板上设有倾斜的舌孔，使喷出气流的方向接近水平，因而雾沫夹带大为减少，同时气流对液流有推进作用，因此气液流通过能力均较高，气体通量大，液面落差小，无返混现象，能够降低塔板压降。舌形塔板具有塔板效率高，板上液层较薄，塔板压力降小的优点。但是舌形塔板对负荷波动的适应能力差，操作弹性小，严重的气相夹带现象可能导致板效率下降，同时由于塔板上液层太薄，液体停留时间短，气液接触不充分，板效率显著降低。

塔板和填料复合主要有溢流式塔板复合填料和穿流式塔板复合填料，由于穿流式塔板结构简单、易于填料复合，是最为理想的塔板填料复合形式。但现有穿流塔板复合填料，由于规整填料的液泛使复合塔板的弹性和负荷能力受到限制。

发明人经过检索发现专利号200510094252.6公开了菱形固定浮阀。但是由于两个阀腿的存在，对喷和返混现象不能完全解决。在石油化工、石油炼制、化工、轻工、环保、医药及原子能等工业部门，塔板和填料广泛应用于蒸馏、吸收、萃取、吸收、洗涤、冷却等化工单元过程。填料具有分离效率高、压降小、处理能力大等优点，但成本较大，操作弹性小，对配套塔内件要求高；塔板操作弹性大、抗堵塞、成本低、分离效率相对较大，但压降将较大，处理能力较低。塔板按有无降液管可分为溢流式塔板和穿流式塔板，相比之下，现有穿流式塔板结构简单，塔内空间利用率高，成本低，处理能力大，但汽液接触时间短，传质效率低，操作弹性小。理想的塔内件应同时具有低压降、高效率、大操作弹性、抗堵塞、低成本、大处理能力和塔内空间利用率高的特性。将塔板和填料复合是实现理想塔内件的有效途径之一。纤维束填料是一种新近开发的气液相均为连续相的高表面积挂网式柔性填料，液泛气速高达8m/s以上，传质效率高，压降仅为普通规整填料的1/2-1/3。

发明人经过检索还发现专利201310401260.5，专利名称为垂直吹膜塔板，它包括一水平塔板和若干个帽罩；水平塔板上设有若干个板孔，板孔之间设有间距；孔板的数量与所述帽罩的数量相等；帽罩包括两端开口的垂直筒、顶盖和底托，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，且顶盖和所底托与所述垂直筒之间均设有间隙；垂直筒固定于所述板孔内，且垂直筒与所述水平塔板之间设有间隙；垂直筒的横截面的形状和底座的形状均与所述板孔的形状相同，且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。但是本发明需要逐个安装帽罩，安装工程浩大，每个帽罩均需垂直安装，安装的要求高，塔内帽罩的定期检修成本高。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了锯齿状塔板，具体的技术方案如下：

锯齿状塔板，包括塔板本体，所述塔板本体的纵向截面呈锯齿形状，所述塔板本体包括倾斜板、呈正“V”字形状的底部和呈倒“V”字形状的顶部，所述呈正“V”字形状的底部的两边对称设置有通孔，所述通孔上方设置有扇板，所述扇板的一侧与倾斜板固定连接，另一侧悬空位于通孔的上方，所述倾斜板设置有若干个阀片，阀片向着塔板本体上方翘起，阀片只有一端与倾斜板固定，阀片的中间与倾斜板分离，阀片的中间向上拱起，另一端悬空位于倾斜板的上方。

所述顶部设置有自然下垂的引流绳。

所述引流绳的直径从上向下逐渐减小，引流绳表面设有螺旋的纹路。

所述阀片中间拱起部分的下表面设置有波浪形状的褶皱。

所述阀片为圆弧形状，或者拱起部分的中间设置成与倾斜板相同倾斜度的平板形状。

本发明的工作原理和有益效果是：

本发明作为一个整体结构安装固定在气液传质塔内，塔板本体水平设置在气液传质塔内，塔板本体的四周与气液传质塔的额内壁固定，塔板本体与气液传质塔互为垂直。

本发明的塔板根据气液传质塔的高度在塔内设置若干层，每层塔板之间设置预留适当的距离。

使用过程中，气体介质从气液传质塔的底部进入塔内，从气液传质塔的顶部排出，液体介质从气液传质塔的顶部进入塔内，从气液传质塔的底部排出。气体介质和液体介质在气液传质塔中接触，发生传质过程。

气体介质从气液传质塔的底部进入到塔体内，气体首先达到塔板本体的下表面，气体在塔板本体的顶部会汇集到一起，部分气体会凝聚成水，聚集在引流绳表面，从引流绳上聚集成水珠，从引流绳上滴落下来。部分气体在塔板本体的底部的扇板与底部之间的空隙中上升进入到塔板本体的上方，部分气体在流过倾斜板时，从倾斜板上的阀片的空隙中上升到塔板本体的上方，使得气体分成若干线路进入到气液传质塔的顶部，气体在气液传质塔的内的流过路径根据抬气体中的含水量分别选择不同的路径，也使得气体中的水分能被聚集滴落到气液传质塔中，气体充满塔板本体的顶部，向下溢流到阀片处，穿过阀片的空隙，上升到塔板本体上方，气体在气液传质塔内的流动很缓和，与液体也能更加充分和缓慢地接触，延长接触传质时间。

液体从气液传质塔的顶部喷淋下来后，滴落到塔板本体的上表面，从扇板与塔板本体的底部的空隙中流到塔板本体的下方，该空隙使得液体呈布状流下去，增加液体与气体的直接接触面积和接触的交织程度；当液体的喷淋的速度很快时，液体可能会浸没到阀片处，从阀片与倾斜板之间的空隙中流下去。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1的A向视图，

附图标记列表：1—塔板本体，2—倾斜板，3—底部，4—顶部，5—扇板，6—阀片，7—引流绳。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

锯齿状塔板，包括塔板本体1，所述塔板本体1的纵向截面呈锯齿形状，所述塔板本体1包括倾斜板2、呈正“V”字形状的底部3和呈倒“V”字形状的顶部4，所述呈正“V”字形状的底部3的两边对称设置有向上倾斜的扇板5，所述扇板5与底部3之间形成空隙，所述倾斜板2设置有若干个阀片6，阀片6向着塔板本体1上方翘起，阀片6只有一端与倾斜板2固定，阀片6的中间与倾斜板2分离，阀片6的中间向上拱起，另一端悬空位于倾斜板2的上方。本发明，锯齿形状能增大塔板本体1与气体和液体的接触面积，增加传质面积，呈正“V”字形状的底部3，使得底部3的上方能承接少量的液体，使得液体向着倾斜边溢出，液体能够从倾斜边上的阀片6与倾斜边之间的空隙中流出，增加液体的流动区域。同样，呈倒“V”字形状的顶部4，使得顶部4的下方能容纳少量的气体，使得气体向着倾斜边溢出，气体能够从倾斜边上的阀片6与倾斜边之间的空隙中流出，并上升，增加气体的流动区域，增加气体与液体的才接触时间。

所述顶部4设置有自然下垂的引流绳7。引流绳7能将顶部4的气体中的水蒸气汇集形成水珠，并通过引流绳7滴落下去。

所述引流绳7的直径从上向下逐渐减小，使得引流绳7表面的水珠汇聚，引流绳7表面设有螺旋的纹路，螺旋的纹路使得水珠形成水流，并将引流绳7四周的水珠形成一条水流，然后导流到引流绳7的底部3，将水流滴落下去。

所述阀片6中间拱起部分的下表面设置有波浪形状的褶皱。波浪形状的褶皱增加气体与阀片6的接触时间，使得气体中的热能能更充分地传递给阀片6，提高传质效率。

所述阀片6为圆弧形状，或者拱起部分的中间设置成与倾斜板2相同倾斜度的平板形状。该结构使得阀片6的下表面能容纳更多的气体，增加气体与阀片6的接触量和接触时间，提高传质效率。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.锯齿状塔板，包括塔板本体，其特征是所述塔板本体的纵向截面呈锯齿形状，所述塔板本体包括倾斜板、呈正“V”字形状的底部和呈倒“V”字形状的顶部，所述呈正“V”字形状的底部的两边对称设置有通孔，所述通孔上方设置有扇板，所述扇板的一侧与倾斜板固定连接，另一侧悬空位于通孔的上方，所述倾斜板设置有若干个阀片，阀片向着塔板本体上方翘起，阀片只有一端与倾斜板固定，阀片的中间与倾斜板分离，阀片的中间向上拱起，另一端悬空位于倾斜板的上方；

所述顶部设置有自然下垂的引流绳。

2.根据权利要求1所述的锯齿状塔板，其特征是所述引流绳的直径从上向下逐渐减小，引流绳表面设有螺旋的纹路。

3.根据权利要求2所述的锯齿状塔板，其特征是所述阀片中间拱起部分的下表面设置有波浪形状的褶皱。

4.根据权利要求3所述的锯齿状塔板，其特征是所述阀片为圆弧形状，或者拱起部分的中间设置成与倾斜板相同倾斜度的平板形状。