CN105498267A - 一种六边形固阀塔板 - Google Patents

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牛亚娟
陈克奉
郭标勇
陈超
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid

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Abstract

本发明提供了一种六边形固阀塔板，包括塔板、以及固设于塔板上的固阀单元，所述固阀单元包括阀片、与所述阀片相连接的两个阀腿、设置于所述阀片与所述两个阀腿在塔板上的正投影上的阀孔、以及由阀片和两个阀腿的平行于液流方向的两侧与所述塔板形成的两个侧向通气孔，所述阀片为六边形，所述两个阀腿固定连接于塔板上且相对设置于阀片的两端。本发明六边形固阀塔板具有独特的几何结构，使其具有合理的结构特征和良好的液体力学性能，大大增加了板式塔塔板单位面积的开孔率，提高了板式塔的处理能力，最大开孔率比通用固阀提高20％左右，对新塔设计，可降低塔径；对旧塔改造，可提高处理能力。

Description

一种六边形固阀塔板
技术领域
本发明涉及炼油、石油化工中的塔设备用结构内件，特别涉及一种六边形固阀塔板。
背景技术
在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药和环保等部门，塔设备均属量大面广的重要单元设备，其耗资一般占投资总额的20％左右，有些甚至高达50％。塔器广泛应用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作根据塔设备内部气液接触部件的结构形式，塔设备可分为两类：板式塔和填料塔，现有技术中最常用的精馏塔板是浮阀塔板。但是浮阀塔板加工制作成本较高，增加了加工、安装和维修的工作量，且容易被粘度较大的物料堵塞从而造成塔板不能在使用。
固阀塔板具有浮阀塔板的优点，而且在一定程度上克服了浮阀的不足之处，固阀一般是由塔板整体冲压的，结构简单，制造方便，因而造价较低，应用也较广泛。特别适用于物系较脏、易堵塞、结焦的场合。但由于阀体是固定的，造成了其操作弹性小，不适合负荷波动大的工况，且现有固阀塔板的开孔率有限，从而使得塔板处理能力不够高。
发明内容
为解决现有技术通用固阀塔板的上述问题，本发明提供了一种六边形固阀塔板，可增大塔板开孔率，提高单个固阀效率，增大操作弹性，提高处理能力，同时加强塔板上汽液接触传质，提高塔板的传热传质效率。
本发明提供了一种六边形固阀塔板，包括塔板、以及固设于所述塔板上的固阀单元，所述固阀单元包括阀片、与所述阀片相连接的两个阀腿，设置于所述阀片与所述两个阀腿在所述塔板上的正投影上的阀孔、以及由所述阀片和所述两个阀腿的平行于液流方向的两侧与所述塔板形成的两个侧向通气孔，所述阀片为六边形，所述两个阀腿固定连接于所述塔板上且相对设置于所述阀片的两端。
本发明中，所述阀片为正六边形。
本发明中，所述阀片沿平行于液流方向的最大长度为10～100mm，所述阀片沿垂直于液流方向的最大长度为10～100mm。
本发明中，所述两个阀腿相对设置于所述阀片的六边形的两个对角上，或所述两个阀腿相对设置于所述阀片的六边形的两个对边上。
本发明中，所述两个侧向通气孔的面积之和等于或小于所述阀孔的面积。
本发明中，所述两个阀腿与所述塔板之间形成的夹角为10-45°。
本发明中，所述两个阀腿的高度均为2-20mm。
本发明中，所述两个阀腿的宽度不相等，其中上游阀腿宽度为6-25mm，下游阀腿宽度为4-15mm。
本发明中，所述六边形固阀塔板包括多个固阀单元，其中一部分固阀单元的所述两个阀腿的高度相等，另一部分固阀单元的所述两个阀腿的高度不相等，其中上游阀腿低，下游阀腿高，所述阀片近上游处与所述塔板间形成仰角。
本发明中，所述固阀单元由所述塔板本体直接冲压而成。
本发明的有益效果是：本发明六边形固阀塔板的独特的几何结构，使其具有合理的结构特征和良好的液体力学性能，大大增加了板式塔塔板单位面积的开孔率，提高了板式塔的处理能力。最大开孔率比通用固阀提高20％左右，对新塔设计，可降低塔径；对旧塔改造，可提高处理能力。
进一步地，本发明的六边形固阀塔板，通过在塔板的进液位置及较长液体流程的中间位置，设置部分上下游阀腿不等的固阀单元，使液流前进的动力增强，液体不会向液流的反方向流动，避免了返混；降低了塔盘的液面落差，液面更加平稳，气体分布更均匀，提高了塔盘的传质传热效率。
本发明的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
图1是本发明六边形固阀塔板的立体结构示意图；
图2(a)及图2(b)是本发明一实施方式中六边形固阀塔板的剖面图和俯视图；
图3(a)及图3(b)是本发明另一实施方式中六边形固阀塔板的剖面图和俯视图；
图4是本发明六边形固阀塔板的多个固阀单元的排布示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种六边形固阀塔板，包括塔板10、以及固设于塔板10上的固阀单元，所述固阀单元包括阀片20、与阀片20相连接的两个阀腿31、32，设置于阀片20与阀腿31、32在塔板10上的正投影上的阀孔40、以及由阀片20和阀腿31、32的平行于液流方向的两侧与塔板10形成的两个侧向通气孔(其中一侧向通气孔为图中51所示，另一侧向通气孔图中未示出)，所述阀片20为六边形，阀腿31、32固定连接于塔板10上且相对设置于阀片20的两端。所述阀片20与塔板10相分离，并通过阀腿31、32固定在塔板10上。阀孔40为贯通通孔。
本发明实施方式中，所述阀片20的六边形可以为正六边形。
本发明实施方式中，所述阀片20沿平行于液流方向的最大长度为10～100mm，所述阀片20沿垂直于液流方向的最大长度为10～100mm。
本发明一实施方式中，所述两个阀腿31、32相对设置于所述阀片20的六边形的两个对角上。此时，所述阀片20沿平行于液流方向的最大长度即为阀腿31、32所在的两个对角间的对角线长度，所述阀片20沿垂直于液流方向的最大长度即为六边形两对边之间的距离。这样设置阀片的六边形一对边与液流方向平行，对促进液体流动效果好，使液面更加平稳，气体分布更均匀，增强传质传热效果。
本发明另一实施方式中，所述两个阀腿31、32相对设置于所述阀片20的六边形的两个对边上。此时，所述阀片20沿平行于液流方向的最大长度即为六边形两对边之间的距离，所述阀片20沿垂直于液流方向的最大长度即为阀腿31、32所在的两个对角间的对角线长度。
本发明实施方式中，所述两个侧向通气孔51的面积之和等于或略小于所述阀孔40的面积，此设置的目的是在出口处产生强烈的扰动，促进汽液交换传质。所述阀孔40的面积与所述阀片20与所述两个阀腿31、32在所述塔板10上的正投影的面积相近，所述阀孔40的面积略小于所述正投影的面积。
本发明实施方式中，所述两个阀腿31、32与所述塔板10之间形成的夹角为10-45°。
本发明实施方式中，所述两个阀腿31、32为片状结构，所述两个阀腿31、32的宽度可设置为相等也可设置为不相等。在本发明一优选实施方式中，所述两个阀腿31、32的宽度不相等，其中上游阀腿31宽度为6-25mm，下游阀腿32宽度为4-15mm。上游阀腿宽，下游阀腿窄，可以形成梯形，这样气体对液体可以起到向前推动的作用，推动液体在水平方向上的流动，使液体不会向液流的反方向流动，避免返混；减少了液面梯度和弓形部位的液体滞止区。
本发明实施方式中，所述两个阀腿31、32的高度均为2-20mm，所述两个阀腿31、32的高度可设置为相等也可设置为不相等。本发明一实施方式中，如图2(a)和2(b)所示，所述两个阀腿31、32的高度相等，其中图2(a)为六边形固阀塔板沿I-I’的剖面图，图2(b)为六边形固阀塔板的俯视图。本发明另一实施方式中，如图3(a)和3(b)所示，所述两个阀腿31、32的高度不相等，其中上游阀腿31低，下游阀腿32高，所述阀片20近上游处与所述塔板10间形成仰角，仰角为2-15°，其中图3(a)六边形固阀塔板沿I-I’的剖面图，图3(b)为六边形固阀塔板的俯视图。
本发明六边形固阀塔板的独特的几何结构，使其具有合理的结构特征和良好的液体力学性能，大大增加了板式塔塔板单位面积的开孔率，提高了板式塔的处理能力，其最大开孔率比通用固阀提高20％左右，对新塔设计，可降低塔径；对旧塔改造，可提高处理能力。
在实际应用中，本发明六边形固阀塔板包括多个固阀单元，本发明对所述多个固阀单元在塔板上排列方式不作特殊限定。本发明一优选实施方式中，所述多个固阀单元中，部分固阀单元的两个阀腿31、32的高度相等，另一部分固阀单元的两个阀腿31、32的高度不相等，具体地，如图4所示，在塔板10的进液位置及较长液体流程的中间位置，设置部分上下游阀腿高度不等的固阀单元，使液流前进的动力增强，液体不会向液流的反方向流动，避免返混；从而降低了塔盘的液面落差，液面更加平稳，气体分布更均匀，最终提高了塔盘的传质传热效率。
本发明实施方式中，阀片20平行于液流方向的两侧具体是指，阀片20在沿平行于液流方向上的阀腿31、32与塔板10两连接处的连线(即图1中I-I’)的两侧所有侧边。
本发明实施方式中，所述固阀单元由所述塔板10本体直接冲压而成。即本发明实施方式中的六边形固阀塔板为一体成型的构件。

Claims (10)

1.一种六边形固阀塔板，其特征在于，包括塔板、以及固设于所述塔板上的固阀单元，所述固阀单元包括阀片、与所述阀片相连接的两个阀腿、设置于所述阀片与所述两个阀腿在所述塔板上的正投影上的阀孔、以及由所述阀片和所述两个阀腿的平行于液流方向的两侧与所述塔板形成的两个侧向通气孔，所述阀片为六边形，所述两个阀腿固定连接于所述塔板上且相对设置于所述阀片的两端。
2.如权利要求1所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述阀片为正六边形。
3.如权利要求1或2所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述阀片沿平行于液流方向的最大长度为10～100mm，所述阀片沿垂直于液流方向的最大长度为10～100mm。
4.如权利要求1或2所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述两个阀腿相对设置于所述阀片的六边形的两个对角上，或所述两个阀腿相对设置于所述阀片的六边形的两个对边上。
5.如权利要求1所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述两个侧向通气孔的面积之和等于或小于所述阀孔的面积。
6.如权利要求1所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述两个阀腿与所述塔板之间形成的夹角为10-45°。
7.如权利要求1所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述两个阀腿的高度均为2-20mm。
8.如权利要求1所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述两个阀腿的宽度不相等，其中上游阀腿宽度为6-25mm，下游阀腿宽度为4-15mm。
9.如权利要求1所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述六边形固阀塔板包括多个固阀单元，其中一部分固阀单元的所述两个阀腿的高度相等，另一部分固阀单元的所述两个阀腿的高度不相等，其中上游阀腿低，下游阀腿高，所述阀片近上游处与所述塔板间形成仰角。
10.如权利要求1所述的六边形固阀塔板，其特征在于，所述固阀单元由所述塔板本体直接冲压而成。
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