CN109173314A - 一种精馏塔塔板和精馏塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种精馏塔塔板和精馏塔。所述精馏塔塔板包括至少两块板材，相邻所述板材之间连接形成V形槽，并且在每一块所述板材上设置有通孔，其中，所述通孔包括第一通孔，所述第一通孔设置为导向孔用以对通过所述板材的液体进行导流。根据本发明的精馏塔塔板和精馏塔，其包括由板材构成的V形槽，使得液体在自上而下流动过程中，减少液体了流速，提高了塔板效率，同时在板材上设置具有对液体导向作用的第一通孔，由于液体具有一定的流动速度，在通过第一通孔后，第一通孔对通过板材的液体进行引流同时降低了塔板压降，大大提高了水流的分散程度。与此同时，大大提高了汽液传质效率，降低了塔板压降，避免了塔板结垢风险等。

Description

一种精馏塔塔板和精馏塔

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体而言涉及一种精馏塔塔板和精馏塔。

背景技术

精馏法处理易结垢废水是一种很有效的方法，可用于分离废水中的有用物质，如氨、部分轻组分有机物等。精馏塔塔板是精馏系统的核心组件，是待处理废水与蒸汽等热源进行气液传质的场所。塔板的设计关系着精馏塔处理系统效率的高低。精馏塔在处理易结垢废水时，由于精馏塔内的高温环境，使得精馏塔内，特别是塔板上极易结垢，且水垢会逐步生长，直至彻底堵塞塔板，使得传统的浮阀、固阀、旋转阀等无法正常工作，塔板阻力快速上升，塔体压力升高等，以至于系统被迫停机，或出现严重的安全问题。对于精馏塔处理易结垢废水时出现的问题，亟需一种抗结垢性能优良，处理效果好，不易堵塞的塔板，以提高精馏系统效率和稳定性。

为此，有必要提出一种新的精馏塔塔板和餐厨废弃物处理装置，用以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种精馏塔塔板，包括：

至少两块板材，相邻所述板材之间连接形成V形槽，并且在每一块所述板材上设置有通孔，其中，

所述通孔包括第一通孔，所述第一通孔设置为导向孔用以对通过所述板材的液体进行导流。

示例性地，所述V形槽的角度的范围为10°-180°。

示例性地，包括多块所述板材，多块所述板材拼接成所述精馏塔的横截面的形状。

示例性地，所述第一通孔孔设置为矩形通孔，所述矩形通孔在所述板材的厚度方向上倾斜设置。

示例性地，所述导向孔的长的范围为7mm-8mm，所述导向孔的宽的范围为5mm-6mm。

示例性地，所述通孔还包括第二通孔，所述第二通孔设置为圆形通孔，所述圆形通孔在所述板材的厚度方向上垂直设置。

示例性地，所述第一通孔和所述第二通孔分别包括在所述板材上均匀分布的多个，并且在所述板材上交错布置。

示例性地，所述板材的长度的范围为50mm-1200mm，厚度的范围为2mm-3mm。

示例性地，靠近所述V形槽槽底的第一通孔与靠近所述V形槽槽底的所述第二通孔的中心齐平，所述靠近所述V形槽槽底的通孔与所述槽底之间的距离为5mm-6mm。

本发明还提供了一种精馏塔，包括上任意一项所述的精馏塔塔板。

示例性地，所述精馏塔包括多层所述塔板，相邻的所述塔板之间的间距为20cm-40cm。

示例性地，相邻所述塔板之间的夹角设置为45°-90°。

根据本发明的精馏塔塔板和精馏塔，其包括由板材构成的V形槽，使得液体在自上而下流动过程中，落在V形槽的棱角处并进行分散而进入沟槽内，经过沟槽两侧板材的通孔向下流动，有利于减少液体流速，从而起到分散流体的效果；同时在板材上设置具有导向作用的第一通孔，由于液体具有一定的流动速度，在通过第一通孔后，会呈现出抛物线型的轨迹，同时第一通孔对通过板材的液体进行引流的同时降低塔板压降，加之塔板板材之间具有一定的夹角，使得改变了流向的液体在塔板下侧相交，进行水力碰撞，大大提高了水流的分散程度。与此同时，蒸汽自下向上流动，通过塔板下侧的水力碰撞区，与废水进行充分的气液交换，大大提高了汽液传质效率，降低塔板压降，避免塔板结垢风险等。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的一个实施例的精馏塔塔板的结构示意图；

图2为根据本发明的一个实施例的精馏塔中在塔板附近的流体流动状态示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的在塔板上设置通孔和导向孔的截面示例图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明精馏塔塔板。显然，本发明的施行并不限于垃圾处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种精馏塔塔板，包括：

至少两块板材，相邻所述板材之间连接形成V形槽，并且在每一块所述板材上设置有通孔，其中，

所述通孔包括第一通孔，所述第一通孔设置为导向孔用以对通过所述板材的液体进行导流。

下面参考图1、图2和图3对本发明的精馏塔塔板进行示意性说明，其中图1为根据本发明的一个实施例的精馏塔塔板的结构示意图；图2为根据本发明的一个实施例的精馏塔中在塔板附近的流体流动状态示意图；图3为根据本发明的一个实施例的在塔板上设置通孔和导向孔的截面示例图。

首先参看图1，根据本发明的一个实施例的精馏塔塔板包括板材1，所述板材1包括至少两块，如图1所示，板材1包括第一板材11、第二板材12、第三板材13和第四板材14。示例性地，精馏塔塔板的可以是金属(如钢板)、陶瓷或高分子基复合材料。所述板材的尺寸依据所述精馏塔的横截面进行设计。示例性地，所述精馏塔的横截面为方形，则所有板材1(包括第一板材11、第二板材12、第三板材13和第四板材14)设置为具有相同长度和/或宽度的板材。又比如，所述精馏塔的横截面为圆形，则所述第一板材11、第二板材12、第三板材13和第四板材14的长度渐进变化，第一板材11作为直径位置板材具有最大长度，与第一板材11相连的第二板材12具有较第一板材11小的长度，与第二板材12相连的第三板材具有较第二板材12小的长度，与第三板材13相连的第四板材14具有较第三板材小的长度，依次类推，从而使所有板材最终拼接成所述精馏塔的横截面。示例性地，所述板材的长度的范围为50mm-1200mm，厚度的范围为2mm-3mm。在一个示例中，所述板材中长度最长的板材长度为800mm，其构成圆柱形精馏塔的横截面的直径，围绕长度最长的板材依次设置的其余板材的长度渐进变化，使所有板材共同构成圆柱形精馏塔的横截面，所有板材的厚度为2mm。

需要理解的是，所述板材长度的设置形式仅仅是示例性地，任何能够构成所述精馏塔塔板的设置形式，例如，在现有塔板形式下增设具有V形槽的板材，均适用于本发明。

继续参看图1，在板材1上还设置有通孔2，所述通孔2用来使流体通过塔板。

所述通孔2包括第一通孔22，所述第一通孔22设置为导向孔，用以对通过所述板材的液体进行导流。

由于在精馏塔的工艺过程中，如处理垃圾渗滤液时，渗滤液自上而下流动，蒸汽自下而上流动。蒸汽与废水在踏板上进行汽液交换。在采用本发明的塔板的精馏塔中，渗滤液在自上而下流动的过程中，在V形槽的棱角处分散(如图2中箭头A所示流动方向)，进入沟槽内，在塔板的板材上设置的通孔，使得一部分渗滤液经过V形槽两侧的板材上的通孔向下流动，有效减少了水流速度，进一步分散了渗滤液；渗滤液经过通孔后，由于具有一定的流动速度，会呈现抛物线型的轨迹，由于构成V形槽的塔板板材之间具有一定的角度，使得通过相邻板材的水流会在塔板下侧相交(如图2中箭头C所示流动方向)，从而进行水力碰撞，大大提高了渗滤液在流动过程中的分散程度，具有一定的配水盘的作用。同时，通孔设置为具有对液体进行导向作用的第一通孔，由于液体具有一定的流动速度，在通过第一通孔时，第一通孔对通过板材的液体进行引流的同时降低了塔板压降，与此同时，蒸汽自下而上流动的过程中(如图2中箭头B所示流动方向)，通过塔板下侧的水力碰撞区，与渗滤液进行充分的汽液交换，从而大大提高了汽液传质效率，提高了塔板的效率，从而降低塔板的压降，避免了塔板结垢风险。

示例性地，所述V形槽的角度的范围为10°-180°，参看图1，板材11和板材12之间组成的V形槽的角度θ的范围为10°-180°。在一个示例中，所述V形槽的角度设置为60°。

示例性地，所述第一通孔22设置为矩形通孔，并且所述矩形通孔在所述板材1的厚度方向上倾斜设置。参看图3，示出了在塔板上设置通孔和导向孔的截面示例图，其中第一通孔22在板材1的横截面上倾斜，采用倾斜设置的导向孔可以有效起到改变渗滤液穿过导向孔之后的流向，进一步分散渗滤液。示例性地，所述矩形通孔在所述板材的厚度方向上倾斜45°-60°。示例性地，所述导向孔的长为7mm-8mm，所述导向孔的宽为5mm-6mm。在一个示例中，所述导向孔的长为7mm，宽为5mm。

需要理解的是，将导向孔设置为矩形并且在板材的厚度方向上倾斜，仅仅是示例性地，任何形状、任何结构设置的可以对通过板材的液体进行倒流的通孔均适用于本发明。

示例性地，如图1和图3所示，所述通孔2还包括第二通孔21，所述第二通孔21设置为圆形通孔，所述圆形通孔在所述板材的厚度方向上垂直设置。所述第一通孔22和所述第二通孔21分别包括在所述板材上均匀分布的多个，所述导向孔与所述通孔在所述板材上交错布置。从而使，渗滤液在通过V形槽和通孔改变流向的同时，通过导向孔改变流向，两者结合起来，进一步增强了分散渗滤液的效果，进一步提高了塔板的效率，从而降低塔板的压降，避免了塔板结垢风险。

进一步，示例性地，靠近所述V形槽槽底的第一通孔22与靠近所述V形槽槽底的所述第二通孔21的中心齐平，所述靠近所述V形槽槽底的第一通孔与所述槽底之间的距离为5mm-6mm。这样的设置方式是为了在靠近槽底处留出5mm-6mm不设置孔，使落在槽底的渗滤液可以有效分散到两侧，而不是直接通过通孔，增加渗滤液流向两旁的量，减缓渗滤液通过塔板的速度，使通过塔板的汽液交换更加充分，进一步提高塔板的效率。在一个示例中，靠近所述V形槽槽底的第一通孔与靠近所述V形槽槽底的所述第二的中心齐平，并且板材1上所述第一通孔22和所述第二通孔21之间的中心距离为8mm。

本发明还提供了一种精馏塔，包括上述实施例中的精馏塔塔板，根据本发明的精馏塔塔板大大提高了渗滤液在流动过程中的分散程度，使蒸汽与渗滤液进行充分的汽液交换，大大提高了汽液传质效率；同时，在塔板的板材上设置的通孔，有效减少了水流速度，进一步分散了渗滤液，提高了塔板的效率，从而降低塔板的压降，避免了塔板结垢风险。

示例性的，所述精馏塔包括多层所述塔板，相邻的所述塔板之间的间距为20cm-40cm。多层塔板设置，可以进一步改善汽液交换效率，促进汽液传质效率。

示例性的，相邻所述塔板之间的夹角设置为45°-90°。示例性的，精馏塔内的相邻塔板之间的夹角设置为90°，即从上到下设置的第一块塔板、第二块塔板、第三块塔板之间通过下述设置形式设置：第一块塔板与第二块塔板之间呈90°，第二块塔板与第三块塔板呈90°，第一块塔板与第三块塔板平行，形成第一块塔板、第二块塔板和第三块塔板之间的交错排列的形式，进一步起到分散水流的作用。

在本发明的一个实施例中，实验测试显示，采用了本发明的精馏塔塔板，其抗结垢能力强，塔板压降小，相较传统塔板处理效率提升30％以上，同时能耗降低20％以上，非常适合处理易结垢废水，特别是生活垃圾焚烧厂和填埋厂的垃圾渗滤液。未来该型塔板在环保行业、化工行业的精馏塔中具有重要的应用价值。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (12)

1.一种精馏塔塔板，其特征在于，包括：

至少两块板材，相邻所述板材之间连接形成V形槽，并且在每一块所述板材上设置有通孔，其中，

所述通孔包括第一通孔，所述第一通孔设置为导向孔用以对通过所述板材的液体进行导流。

2.如权利要求1所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述V形槽的角度的范围为10°-180°。

3.如权利要求1所述的精馏塔塔板，其特征在于，包括多块所述板材，多块所述板材拼接成所述精馏塔的横截面的形状。

4.如权利要求1所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述第一通孔设置为矩形通孔，所述矩形通孔在所述板材的厚度方向上倾斜设置。

5.如权利要求4所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述第一通孔的长的范围为7mm-8mm，所述导向孔的宽的范围为5mm-6mm。

6.如权利要求1所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述通孔还包括第二通孔，所述第二通孔设置为圆形通孔，所述圆形通孔在所述板材的厚度方向上垂直设置。

7.如权利要求6所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔分别包括在所述板材上均匀分布的多个，并且在所述板材上交错布置。

8.如权利要求1所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述板材的长度的范围为50mm-1200mm，厚度的范围为2mm-3mm。

9.如权利要求7所述的精馏塔塔板，其特征在于，靠近所述V形槽槽底的第一通孔与靠近所述V形槽槽底的所述第二通孔的中心齐平，所述靠近所述V形槽槽底的通孔与所述槽底之间的距离为5mm-6mm。

10.一种精馏塔，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的精馏塔塔板。

11.如权利要求10所述的精馏塔，其特征在于，所述精馏塔包括多层所述塔板，相邻的所述塔板之间的间距为20cm-40cm。

12.如权利要求10所述的精馏塔，其特征在于，相邻所述塔板之间的夹角设置为45°-90°。