CN108434791B - 一种高效脱挥塔内构件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效脱挥塔内构件，包括锥形顶帽、锥形塔板、支撑件，第一锥形塔板顶部设有锥形顶帽，第一锥形塔板底部与第二锥形塔板顶部通过溢流堰连接，第一锥形塔板底部设有带第一支撑件的环栅板，第二锥形塔板底部设有一圈第二支撑件，第二支撑件底端连接第三锥形塔板，第三锥形塔板底部设有一圈第三支撑件，第三锥形塔板顶部横截面高于第一锥形塔板底部横截面，本发明结构简单，与传统的卧式脱挥器如圆盘和笼式相比，立式的多层降膜脱挥反应器具有内部流动阻力小无死区、成膜性好、表面更新速率快；通量大、停留时间均一可控；抗干扰强，满足柔性化生产需求；无需外动力，节省能耗等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种内构件，特别涉及一种高效脱挥塔内构件。
背景技术
脱挥是化工生产的一个重要环节，其任务是把挥发性物质从液相转移到气相。提高脱挥效率的主要途径包括：1、提高脱挥体系温度；2、减小气相中挥发组分的分压；3、加大气液界面；4、及时更新界面。脱挥体系温度受制于工艺条件许可，减小挥发组分气相分压可通过采用惰性气体为载体或控制脱挥器操作压力来实现，加大气液界面和界面更新则主要取决于脱挥器的结构。
目前已有多种形式的脱挥器在工业装置中运行。管内降膜或流下液柱（滴）型脱挥器能提供相当大的气液界面，但界面基本不更新，且停留时间不可控，可能因时间不足影响脱挥效果。配置单轴或双轴多圆盘（网）搅拌的卧式脱挥器虽能一定程度上有效更新界面并可调整液位控制停留时间，但结构过于复杂，制造和运行成本高。为保证成膜率，这类脱挥器底部必须有足够液层深度，而液层的静压头对脱挥效果有负面影响。
随着化工特别是高分子材料近些年的发展，化工产业对于高效脱挥尤其是在高粘度体系下的高效脱挥提出了迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效脱挥塔内构件。
本发明采用的技术方案是：
一种高效脱挥塔内构件，其特征在于：包括锥形顶帽、锥形塔板、支撑件，所述锥形塔板包括从上往下依次设置的第一锥形塔板、第二锥形塔板、第三锥形塔板，所述支撑件包括第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件，所述第一锥形塔板顶部设有锥形顶帽，所述第一锥形塔板底部与第二锥形塔板顶部通过溢流堰连接，所述第一锥形塔板底部设有带第一支撑件的环栅板，所述第二锥形塔板底部设有一圈第二支撑件，所述第二支撑件底端连接第三锥形塔板，所述第三锥形塔板底部设有一圈第三支撑件，所述第三锥形塔板顶部横截面高于第一锥形塔板底部横截面。
所述锥形塔板圆锥角在15°至165°之间。
所述支撑件每根直径在0.1mm至10mm之间，长度在5cm至175cm之间，间距在1mm至60mm之间。
本发明的优点：通过设置的多层带有支撑件的环形栅缝降膜内件，在保证一定径向混合效果的同时，使锥形板上的流体通过环缝后在支撑件上呈无约束的自由降膜运动，脱挥器内部不存在死区且无反混，也不存在卧式脱挥器中存在的积液不足时成膜性差的问题；再者，高粘流体在重力作用下降膜，速度较快，同时栅板上支撑件的设置可防止流体膜的收缩，强化流体再分配，以上两个因素可使流体产生巨大的比表面积并获得理想的表面更新；同样，流体在重力作用下做自由落体运动，通量大，放大效应好；最后，多层环栅板和溢流堰的设计，耦合可调的层间距和丝间距，不仅可以使流体在反应器内的停留时间均一，而且可控；结构简单，与传统的卧式脱挥器如圆盘和笼式相比，立式的多层降膜脱挥反应器具有内部流动阻力小无死区、成膜性好、表面更新速率快；通量大、停留时间均一可控；抗干扰强，满足柔性化生产需求；无需外动力，节省能耗等优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。
图1为本发明的透视图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明支撑件与环栅板的结构图。
其中：1、锥形顶帽；2、第一锥形塔板；3、溢流堰；4、环栅板；5、第一支撑件；6、第二支撑件；7、第三支撑件；8、第二锥形塔板；9、第三锥形塔板。
具体实施方式
如图1-3所示，一种高效脱挥塔内构件，包括锥形顶帽1、锥形塔板、支撑件，锥形塔板包括从上往下依次设置的第一锥形塔板2、第二锥形塔板8、第三锥形塔板9，支撑件包括第一支撑件5、第二支撑件6、第三支撑件7，第一锥形塔板2顶部设有锥形顶帽1，与锥形顶帽1之间有空隙，第一锥形塔板2底部与第二锥形塔板8顶部通过溢流堰3连接，第一锥形塔板2底部设有带第一支撑件5的环栅板4，第二锥形塔板8底部设有一圈第二支撑6，第二支撑件6底端连接第三锥形塔板9，第三锥形塔板9底部设有一圈第三支撑件7，第三锥形塔板9顶部横截面高于第一锥形塔板2底部横截面。
锥形塔板圆锥角在15°至165°之间, 三个锥型塔板顶部中心均开有用于分布流量或供气体上升的圆形开口, 圆形开口占锥形塔板面积在5%至95%之间。
支撑件每根直径在0.1mm至10mm之间，长度在5cm至175cm之间，间距在1mm至60mm之间。
本发明应用场合包括：聚合物缩聚工程、溶剂脱挥、需要脱除低分子生成物的化学反应器、真空蒸发或解吸操作过程。
本发明的内构件的应用：熔体从锥板顶部流下时，在内构件上既有熔体堆积又有熔体产生降膜。当恒定流量的熔体从开始时落入锥板中，锥板上形成持液，熔体通过环缝流出该层锥板，此时通过环缝向下的总流量小于该锥板的总流量，该板上的持液量逐渐上升；而物料通过环缝的流量将随持液量的增加相应增大，当该层锥板上流体到达某一液位时，流出该层的总流量与流入值相等，流量达到平衡，液位维持恒定；当该板上的持液量逐渐上升并超过溢流堰高度时，部分熔体溢出溢流堰，受重力作用继续向下流动进入下一层，而该层持液器内的熔体液位达到最大值，通过环缝向下流动的熔体流量也达到平衡。相反，当流出该层的总流量大于流入值时，锥板上的持液量将下降，流出流量逐渐减小；当持液量减小到达某一值时，流出该层的总流量与流入值相等，流量达到平衡，液位同样维持恒定。因此，每层锥板上的熔体最终都会达到动态平衡，即每块板上都有一个稳定的持液量，此时整个系统处于稳态操作。熔体通过环缝在重力的作用下产生自由降膜，并在下落过程中不断更新表面。
本发明通过设置的多层带有支撑件的环形栅缝降膜内件，在保证一定径向混合效果的同时，使锥形板上的流体通过环缝后在支撑件上呈无约束的自由降膜运动，脱挥器内部不存在死区且无反混，也不存在卧式脱挥器中存在的积液不足时成膜性差的问题；再者，高粘流体在重力作用下降膜，速度较快，同时栅板上支撑件的设置可防止流体膜的收缩，强化流体再分配，以上两个因素可使流体产生巨大的比表面积并获得理想的表面更新；同样，流体在重力作用下做自由落体运动，通量大，放大效应好；最后，多层环栅板和溢流堰的设计，耦合可调的层间距和丝间距，不仅可以使流体在反应器内的停留时间均一，而且可控；结构简单，与传统的卧式脱挥器如圆盘和笼式相比，立式的多层降膜脱挥反应器具有内部流动阻力小无死区、成膜性好、表面更新速率快；通量大、停留时间均一可控；抗干扰强，满足柔性化生产需求；无需外动力，节省能耗等优点。
Claims (3)
1.一种高效脱挥塔内构件，其特征在于：包括锥形顶帽、锥形塔板、支撑件，所述锥形塔板包括从上往下依次设置的第一锥形塔板、第二锥形塔板、第三锥形塔板，所述支撑件包括第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件，所述第一锥形塔板顶部设有锥形顶帽，所述第一锥形塔板底部与第二锥形塔板顶部通过溢流堰连接，所述第一锥形塔板底部设有带第一支撑件的环栅板，所述第二锥形塔板底部设有一圈第二支撑件，所述第二支撑件底端连接第三锥形塔板，所述第三锥形塔板底部设有一圈第三支撑件，所述第三锥形塔板顶部横截面高于第一锥形塔板底部横截面。
2.根据权利要求1所述的一种高效脱挥塔内构件，其特征在于：所述锥形塔板圆锥角在15°至165°之间。
3.根据权利要求1所述的一种高效脱挥塔内构件，其特征在于：所述支撑件每根直径在0.1mm至10mm之间，长度在5cm至175cm之间，间距在1mm至60mm之间。
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