CN1093013A

CN1093013A - 圆盘式双动浮阀

Info

Publication number: CN1093013A
Application number: CN 94101468
Authority: CN
Inventors: 成建; 成亚; 成枫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2014-03-01
Also published as: CN1039389C

Abstract

圆盘式双动浮阀，由平板圆盘式阀板和可均匀分布气流同时限制阀板旋转及升起高度的槽梁式支撑定位笼组成，平板圆盘式阀板中心安装有小舌形浮阀。圆盘式阀板直径一般为45～65mm，舌形浮阀升起时与阀板之间最大张角为15°～25°，舌形浮阀半圆形前端的半径R一般为8～12mm，其后端矩形长L一般为6～10mm，圆盘式阀板最大升起高度为 10～16mm。

Description

本发明涉及一种园盘式双动浮阀，是一种用于炼油、化工、石油化工和轻工等行业各种分馏塔、吸收塔、解吸塔、洗涤塔、萃取塔内的新型高效高弹性浮阀。国际专利分类号为B01D 3/18。

在已有浮阀塔技术中，上述塔内使用的塔板多数是F₁型（V-1型）浮阀塔板，在工作状态中，当阀孔气速较低时，塔板漏液严重;当阀孔气速较高时，雾沫夹带剧增。同时塔板上存在液体的严重径向返混，在塔板上的弓形板区存在着液体“滞留区”，而且塔板上液面梯度较大，这不仅大大限制了塔板的操作弹性和塔板效率提高，而且形成塔板压降过大，除此之外，F₁型浮阀的阀体易卡死、旋转和脱落，严重影响了塔的正常操作。

为了克服F₁型浮阀的缺陷，前苏联专家曾开发了一种环形浮阀塔板。环形浮阀的下侧有三个阀腿，使浮阀升降平稳，并起限位作用。工作状态，每个环形浮阀可形成内外两层鼓泡，减小了缝隙气速，使塔板压降有所降低，气相负荷上限有了一些提高，但当气相负荷较大时，气体从阀中央向上直吹较薄的液层，因而使雾沫夹带剧增，塔板效率急剧下降，从而限制了塔板的操作弹性和效率提高，不适合在气相负荷大、气液相负荷变化大的塔内使用，与F₁型浮阀相比进步不大。1970年德国stahl公司制造了VV₂双层浮阀，当气体负荷较小时，阀片先浮动，气体从阀片下阀体上侧面的窗口向外喷出。气相负荷较大时，阀体向上浮起，它提高了处理能力。但这种双层浮阀结构复杂，造价高，塔板的效率提高不显著，塔板上的液体径向返混、液体“滞留区”和液面落差大的问题均没有得到解决。

本发明的目的是提供一种园盘式双动浮阀，它能有效地克服上述现有技术的缺点。这种浮阀操作弹性大、不漏液、雾沫夹带少、塔板压降低、塔板效率高，且阀体阀片均不会旋转，脱落或卡死。

本发明的目的是这样实现的：该园盘式双动浮阀由平板园盘式阀板和可均匀分布气流同时限制阀板旋转及升起高度的槽梁式支撑定位笼组成，平板园盘式阀板中心安装有小舌形浮阀，工作状态时，舌形浮阀和平板园盘式阀板二者可以同时浮动。园盘式阀板直径一般为45～65mm，最佳为50～60mm;舌形浮阀升起时与阀板之间最大张角为15°～25°，最佳张角为18°～22°;舌形浮阀半园形前端的半径R一般为8～12mm，最佳为10mm;其后端矩形长L一般为6～10mm，最佳为8mm;园盘式阀板最大升起高度为10～16mm，最佳为12-15mm。槽梁式支撑杆共9个，其截面形状为流线型，目的是减少气体向外喷射的阻力。

本发明与现有技术相比有以下优点：1.不漏液。2.舌形浮阀的定向气流喷射，推动了液体流动，可消除塔板上的液体“滞留区”，降低了液面梯度，克服了大直径塔内液面落差大产生的气体分布不均现象，塔板压降低。3.低气相负荷运行时，小舌形浮阀在园盘式阀板未浮动之前首先张开，因而开工响应快。4.高气相负荷运行时，舌形浮阀和园盘式阀板双浮动，降低了环隙气速，抑制了雾沫夹带，提高了塔板的操作弹性和效率，操作弹性可达14∶1;塔板效率较F₁型浮阀塔提高5%左右。5.阀板和阀体不会发生旋转、脱落或卡死。6.阀制造简便易行，塔板造价与F₁型浮阀塔板比不增加。7.安装检修方便。

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1为本发明的园盘式双动浮阀结构图;

图2为本发明的园盘式双动浮阀在塔板上的安装示意图及操作时阀浮起状态示意图;

图3为本发明的园盘式阀板结构示意图;

图4为舌形浮阀结构及在阀板上升起的示意图;

图5为为舌形浮阀阀片结构简图。

下面结合附图1-5详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。

如附图1所示，园盘式双动浮阀塔板由塔板（1）和园盘式双动浮阀阀板（3）以及槽梁式支撑定位笼（2）组成。园盘式双动浮阀阀板（3）如图3所示，在园盘阀板的周边有三个外伸爪（5），其中心有一个小舌形浮阀（10），园盘阀板由厚度2～3mm的碳钢或不锈钢板冲压制成。园盘阀板的直径一般为45～65mm，外伸爪长L₂一般为5mm，宽L₁一般为12mm。小舌形浮阀如图4和图5所示，工作状态，小舌形浮阀与园盘式阀板（3）的最大夹角θ一般为15°～25°。小舌形浮阀由舌形阀面（12）、长阀腿（13）、长阀脚（14）、短阀腿（15）和短阀脚（16）组成。长阀腿（13）高一般为6～14mm，短阀腿（15）高一般为4～6mm。小舌形浮阀前端呈半园形，其半径R一般为8～12mm;后端为矩形，长L一般为6～10mm，园盘式阀板（3）中心舌形阀孔（17）长一般为16～22mm，宽一般为14～20mm。小舌形浮阀气流喷射的方向与液体流动方向一致，从而对塔板上的液体流动产生一个推动力，从而消除了液面梯度和塔板上液体“滞留区”。安装时长阀腿（13）与长阀脚（14）呈90°角，短阀腿（15）与短阀脚（16）也呈90°角，长阀腿限制和调节小舌形浮阀的张角，短阀腿保持舌形阀面自由升起和降落。

如图2，槽梁式支撑定位笼（2）由盖板（6）、槽梁式支撑杆（7）、固定爪（8）和护圈（9）组成。盖板（6）呈园形，其直径为55～70mm，槽梁式支撑杆共9个，高一般为14～18mm，其截面形状为流线型，目的是减少气体向外喷射的阻力，槽梁式支撑杆将由塔板阀孔上升的气体均匀切割为多股细气流以利于传质，同时槽梁式支撑杆（7）和盖板（6）共同限制了园盘式阀板（3）的升起高度，最大为10～16mm，两个槽梁式支撑杆之间形成一个气流窗（11），该园盘式双动浮阀共有9个气流窗，气流从气流窗中水平向外喷出，园盘阀板（3）的三个外伸爪均匀插入槽梁式支撑杆之间，从而限制了阀板（3）不会旋转，且可平稳升降，不会脱落。护圈（9）紧配合嵌入塔板园形阀孔（18）中，园形阀孔（18）的直径一般为48～65mm，护圈（9）和槽梁式支撑杆（7）以及盖板（6）均采用厚度1.0～1.5mm的薄碳钢或不锈钢板制成。安装时将护圈上的固定爪（8）弯成30°～90°角，以保证定位笼（2）与塔板（1）之间连接牢固。

当气相负荷较低时，园盘式阀板（3）停在塔板（1）上不动，小舌形浮阀首先张开，气体从舌形浮阀的张角缝隙中喷射，推动了液体流动，提高了传质效果。随着气体负荷增大，园盘式阀板（3）逐渐升起，上升气体的一部分从园盘式阀升起的环隙进入液层，另一部分气体仍通过阀板上的舌形浮阀张角缝隙喷射进入液层。工作状态，二者可以同时浮动，从而可以有效地在较大范围内调节环隙气速和缝隙气速，因而具有相当大的操作弹性。由于园盘式阀板（3）与塔板（1）之间的最小缝隙为零，因而低气速时不漏液，同时它们之间仅靠三个外伸爪接触，接触面积小，故园盘式阀板与塔板之间不会粘结或锈死。

实施例

在600×250mm矩形塔体内安装园盘式双动浮阀塔板，实验共装4块塔板，其中1块为气体分布漏液收集板，中间两块是园盘式双动浮阀塔板，最上面一层是雾沫夹带收集板。实验用水空气系统，用F₁型浮阀进行对比实验，测定了塔板压降、漏液、雾沫夹带和二氧化碳解吸传质效率数据，实验结果见表1～4。

表1 塔板压降

阀孔动能因子 m/s(kg/m³)^1/219 24

液流强度 m³/m·hr 5 20 5 20

塔板总压降(F₁型) Pa 740 840 1060 1180

园盘双动浮阀塔板总压降 Pa 640 735 840 1000

塔板压降降低 % 13.5 12.5 20.8 15.3

由表1看出园盘式双动浮阀塔板总压降较F₁型浮阀塔板低12.5～20.8%。

表2 雾沫夹带

相对塔板有效面积气相动能因子 m/s(kg/m³)^1/24.0 4.5

液流强度 m³/m·hr 30 45 30 45

F₁型浮阀塔板夹带 kg液/100kg气 3.6 6.7 5.5 16.8

园盘式双动浮阀塔板夹带 kg液/100kg气 2.0 3.2 2.3 5.5

雾沫夹带减少 % 44.4 52.2 58.2 67.3

由表2看出园盘式双动浮阀塔板较F₁型浮阀塔板雾沫夹带减少44.4～67.3%。

表3 塔板漏液

阀孔动能因子 m/s(kg/m³)^1/25 10

液流强度 m³/m·hr 5 20 5 20

F₁型浮阀塔板漏液 % 3.0 10.0 2.0 3.0

园盘式双动浮阀塔板漏液 % 1.0 2.0 0.1 0.5

漏液减少 % 66.7 80 95 83.3

由表3看出园盘式双动浮阀塔板在相同条件下较F₁型浮阀塔板漏液减少66.7～95.0%。

表4 传质效率

相对塔板有效面积动能因子 m/s(kg/m³)^1/22.0

液流强度 m³/m·hr 10.0

F₁型浮阀塔板效率 % 71.5

园盘式双动浮阀塔板效率 % 75.5

塔板效率提高 % 5.6

Claims

1、园盘式双动浮阀，由平板园盘式阀板和可均匀分布气流同时限制阀板旋转及升起高度的槽梁式支撑定位笼组成，其特征在于平板园盘式阀板中心安装有小舌形浮阀。

2、根据权利要求1所述的浮阀，其特征在于园盘式阀板直径一般为45～65mm，舌形浮阀升起时与阀板之间最大张角为15°～25°，舌形浮阀半园形前端的半径R一般为8～12mm，其后端矩形长L一般为6～10mm，园盘式阀板最大升起高度为10～16mm。

3、根据权利要求1所述的浮阀，其特征在于槽梁式支撑杆共9个，其截面形状为流线型。

4、根据权利要求1所述的浮阀，其特征在于园盘式阀板直径优选50-60mm，舌形浮阀升起时与阀板之间最大张角优选18°～22°，舌形浮阀半园形前端的半径R优选10mm，其后端矩形长L优选8mm，园盘式阀板最大升起高度优选12～15mm。