CN109173975B - 一种筛板塔塔盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型筛板塔塔盘，包括塔板，塔板的上表面设置有溢流堰和降液管，溢流堰与降液管之外的塔板区域设置有筛孔，降液管的进口段为П形，降液管的进口位于进口段侧壁的下端。本发明的新型筛板塔塔盘，在使用时塔板上的液相高度周期性变换，允许底部向上流动的气相阻力在塔盘各位置重新分布，改变了传质不均的问题。
Description
技术领域
本发明涉及塔盘技术领域，特别是涉及一种筛板塔塔盘。
背景技术
塔器广泛的应用于石油化工、能源动力、油气储运设备中，是进行气相和液相或液相和液相间物质传递的设备。
塔器按结构的不同分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设有一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式与塔板上液层相接触进行物质传递，常用于蒸馏、吸水、萃取等操作中。板式塔的优点是结构简单、造价低、压降小、生产能力大，混合物浓度发生阶跃式变化，应用比较广泛。
筛板塔是板式塔的一种，其工作原理为：塔体为一个圆柱形筒体，塔体内装若干层水平塔板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。操作时，液相由塔顶进入，经溢流管(一部分经筛孔)逐板下降，并在板上积存液层。气体(或蒸气)由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触，并相互作用。筛板塔普遍用作双温交换过程的冷、热塔，应用于蒸馏、吸收和除尘等。
受限于筛板塔的塔盘结构，气相与液相主要在塔盘积液层接触传质，而由于气相上升过程中分布的不均匀性，塔盘某些部位的传质质量始终维持在较低的水平，导致筛板塔操作弹性相对较小。虽然已经发明环流筛板、塔盘下带板的筛板、塔盘上带挡的筛板塔盘和突孔式塔盘等新结构，但没有完全解决传质不均匀的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种筛板塔塔盘，通过在塔板上设置溢流堰和降液管，使气相上升过程中，在塔盘处的阻力周期性的重新分布，改善某些部分气相和液相传质始终不均匀的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种筛板塔塔盘，包括塔板，所述塔板的上表面设置有溢流堰和降液管，所述溢流堰与所述降液管之外的所述塔板区域设置有筛孔，所述降液管的进口段为П形，所述降液管的进口位于所述进口段侧壁的下端。
优选地，所述降液管的管体包括依次相互连通的进口段、弯曲段和出口段。
优选地，所述溢流堰与所述降液管分别位于所述塔板的左右两侧。
优选地，所述进口段的一个底端固定于所述塔盘上，所述进口段的另一个底端与所述弯曲段的进口连通，所述降液管的进口位于所述进口段的与所述溢流堰相对设置的侧壁上。
优选地，所述弯曲段为连续弯管，所述弯曲段的出口与所述出口段的进口连通，所述出口段的出口朝下设置。
优选地，所述塔盘为多个，在相邻设置的两个塔盘中，上侧的所述塔盘的降液管将液相导流至下侧的所述塔盘的塔板上位于溢流堰一侧的没有设置筛孔的区域。
优选地，所述溢流堰的横向两端延伸至所述塔板的边缘。
优选地，所述降液管的横向两端延伸至所述塔板的边缘。
优选地，所述溢流堰与所述降液管均与所述塔板焊接相连。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的塔盘利用虹吸原理使得塔盘表面积液层厚度周期性的“潮起潮落”，使气相上升过程中，在塔盘处的阻力周期性的重新分布，改善了某些部分气相和液相传质始终不均匀的问题。与现有技术相比，其结构简单、可靠性高、不需要外部能源，可以弥补现有塔盘的不足，提高传质的均匀性，因此具有很大的推广前景和社会需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明筛板塔塔盘的顶部视角示意图；
图2是本发明筛板塔塔盘的底部视角示意图；
图3是图1的A-A剖视图；
图4是本发明筛板塔塔盘在塔器中的装配图；
附图标记说明：1溢流堰；2塔板；3降液管；3.1进口段；3.2弯曲段；3.3出口段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种筛板塔塔盘，通过在塔板上设置溢流堰和降液管，使气相上升过程中，在塔盘处的阻力周期性的重新分布，改善某些部分气相和液相传质始终不均匀的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本实施例提供一种筛板塔塔盘，包括塔板2，塔板2的上表面设置有溢流堰1和降液管3，溢流堰1与降液管3之外的塔板区域设置有筛孔。溢流堰1与降液管3可以采用焊接方式与塔板2相连，也可采用一体成型、卡接等其它方式与塔板2相连。降液管3是板式塔中供液相在板间通过的通道，本实施例中，降液管3的进口段3.1为П形，降液管3的进口位于进口段3.1侧壁的下端。
使用时，向下流动的液相首先流动至塔板2上溢流堰1一侧的没有设置筛孔的区域，液相的向下冲击动能由于塔板2和溢流堰1的阻碍被减小，液相缓慢的横向流动至塔板2上设置筛孔的区域。随着液相流速的增大，液相在从筛孔处渗流的同时，在塔板2上设置筛孔的区域将形成一层逐渐变厚的水膜。当水膜厚度变大时，降液管3内的气体被逐渐排除。当水位达到降液管3内壁顶部时，由于重力作用，液相将由降液管3向下导流排出，此时将形成虹吸现象，虹吸期间塔板2上的液位逐渐下降。当液位下降至降液管3的进口附近时，由于降液管3的进口重新暴露在空气中，降液管3吸入空气，虹吸现象被破坏，液相停止排除，水膜的厚度再次增加，如此反复构成人造“潮起潮落”，使得塔板2上的液相高度周期性变换，允许底部向上流动的气相阻力在塔盘各位置重新分布，改变传质不均的问题。
进一步的，为了降低降液管3内液相的流速，本实施例中降液管3的管体包括依次相互连通的进口段3.1、弯曲段3.2和出口段3.3，降液管3的进口位于进口段3.1顶部侧壁的下端。通过设置弯曲段3.2，使液相在降液管3内流动时多次变向，降低液相的冲击动能，使液相能够平缓的横向流动，避免液相在塔板2上分布不均。
溢流堰1与降液管3分别用于实现缓流和导液的功能，其位置可根据实际需要进行选择。本实施例中，溢流堰1和降液管3分别位于塔板2的左右两侧，使结构为П形的进口段3.1的一个侧壁与溢流堰1正对，降液管3的进口位于进口段3.1的与溢流堰1相对设置的侧壁上。该进口段3.1的一个底端固定于塔盘上，进口段3.1的另一个底端与弯曲段3.2的进口连通，弯曲段3.2为连续弯管，弯曲段3.2的出口与出口段3.3的进口连通，出口段3.3的出口朝下设置。
为了提高溢流堰1的缓流能力和降液管3的导流能力，本实施例中，溢流堰1和降液管3的横向两端延伸至塔板2的边缘，使降液管3的进口增大，并且使溢流堰1和塔体内壁围成一个封闭的侧壁，仅当液相高于溢流堰1时才会流出。
更进一步的，本实施例中的塔盘可以组合设置于塔器内，在上下相邻设置的两个塔盘中，上侧的塔盘的降液管3将液相导流至下侧的塔盘的塔板2上位于溢流堰1一侧的没有设置筛孔的区域。由于本实施例中溢流堰1和降液管3分别位于塔板2的左右两侧，相邻的两个塔盘相对转动180度即可。
本领域技术人员也可使塔盘上溢流堰1和降液管3间对应的塔板2的圆周角度为90度或其它角度，相应的，相邻的两个塔盘相对转动90度或其它角度即可。另外，本领域技术人员也可使上下相邻的两个塔盘不相对转动，仅通过特定形状的降液管3将液相导流至下侧的塔板2上位于溢流堰1一侧的没有设置筛孔的区域。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种筛板塔塔盘，其特征在于，包括塔板，所述塔板的上表面设置有溢流堰和降液管，所述溢流堰与所述降液管之外的所述塔板区域设置有筛孔，所述降液管的进口段为П形，所述降液管的进口位于所述进口段侧壁的下端。
2.根据权利要求1所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述降液管的管体包括依次相互连通的进口段、弯曲段和出口段。
3.根据权利要求2所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述溢流堰与所述降液管分别位于所述塔板的左右两侧。
4.根据权利要求3所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述进口段的一个底端固定于所述塔盘上，所述进口段的另一个底端与所述弯曲段的进口连通，所述降液管的进口位于所述进口段的与所述溢流堰相对设置的侧壁上。
5.根据权利要求4所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述弯曲段为连续弯管，所述弯曲段的出口与所述出口段的进口连通，所述出口段的出口朝下设置。
6.根据权利要求1所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述塔盘为多个，在相邻设置的两个塔盘中，上侧的所述塔盘的降液管将液相导流至下侧的所述塔盘的塔板上位于溢流堰一侧的没有设置筛孔的区域。
7.根据权利要求1所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述溢流堰的横向两端延伸至所述塔板的边缘。
8.根据权利要求1所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述降液管的横向两端延伸至所述塔板的边缘。
9.根据权利要求1所述的筛板塔塔盘，其特征在于，所述溢流堰与所述降液管均与所述塔板焊接相连。
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