CN113694555A - 一种防堵精馏塔 - Google Patents

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CN113694555A CN202110915310.6A CN202110915310A CN113694555A CN 113694555 A CN113694555 A CN 113694555A CN 202110915310 A CN202110915310 A CN 202110915310A CN 113694555 A CN113694555 A CN 113694555A
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Abstract

本申请涉及一种防堵精馏塔，其包括塔体,所述塔体内部开设有精馏腔，所述塔体内从上至下交错设置有多个筛板式塔板，多个所述筛板式塔板上均设置有微型振动马达；所述塔体顶部连接有进液管，所述塔体底部连接有出液管；所述塔体底端连接有进气管，所述塔体顶端连接有出气管。本申请通过通过多个筛板式塔板使得气液两相进行多次逆流接触，进行高效高质量的精馏，并且在精馏过程中启动微型振动马达带动筛板式塔板振动，将气体通过筛板式塔板时与液体接触时形成的杂质物料震落，使得杂质无法沉积，达到有效降低筛板式塔板堵塞概率的效果，提升精馏塔的精馏效率和精馏质量。

Description

一种防堵精馏塔
技术领域
本申请涉及精馏塔的技术领域，尤其是涉及一种防堵精馏塔。
背景技术
精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔大体上可以分为两大类：①板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。②填料塔，气液两相作连续逆流接触。
板式精馏塔按塔板结构分，有泡罩板、筛板、浮阀板、网孔板、舌形板等等。历史上应用最早的有泡罩塔及筛板塔，20世纪50年代前后，开发了浮阀塔板。现应用最广的是筛板和浮阀塔板。筛板的优点是结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高。其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
针对上述中的相关技术，发明人认为筛板式精馏塔的筛板在长时间使用容易出现筛板堵塞的现象，影响精馏塔的工作效率。
发明内容
为了改善筛板式精馏塔的筛板在长时间使用容易出现筛板堵塞的现象，影响精馏塔的工作效率的问题，本申请提供一种防堵精馏塔。
本申请提供的一种防堵精馏塔采用如下的技术方案：
一种防堵精馏塔，包括塔体,所述塔体内部开设有精馏腔，所述塔体内从上至下交错设置有多个筛板式塔板，多个所述筛板式塔板上均设置有微型振动马达；所述塔体顶部连接有进液管，所述塔体底部连接有出液管；所述塔体底端连接有进气管，所述塔体顶端连接有出气管。
通过采用上述技术方案，将需要精馏的气体通过进气管通入精馏塔内，同时液体通过进液管进入精馏腔内并在多个筛板式塔板上形成液面，气液两相通过多个筛板式塔板进行多次逆流接触，进行精馏；并且通过启动微型振动马达带动筛板式塔板振动，将气体通过筛板式塔板与液体接触时形成的杂质物料震落，达到有效降低筛板式塔板堵塞概率的效果，提升精馏塔的精馏效率和精馏质量。
优选的，多个所述筛板式塔板上均开设有多个透气孔，多个所述筛板塔板的一端均与精馏腔内壁固定连接，另一端底部均设置有用于倒流液体的导流板。
通过采用上述技术方案，通过多个筛板式塔板的设置，使得气体和液体进行多次逆流接触，同时通过多个导流板的设置便于对筛板式塔板溢出的液体进行导流，使得进入精馏腔的液体在多个筛板式塔板上进行连续流动，进一步提升筛板式塔板的精馏传质效率。
优选的，所述微型振动马达固定于导流板靠近筛板式塔板的一侧，多个所述微型振动马达外部均罩设有防水罩，多个所述防水罩底部均开设有若干个散热孔。
通过采用上述技术方案，通过防水罩的设置能够有效对微型振动马达进行保护，确保微型振动马达正常运行，同时通过散热孔的设置，确保微型振动马达的散热。
优选的，所述塔体顶部连接有吹气管，所述吹气管位于精馏腔内的一端连接有环形清理管，所述吹气管位于塔体外部的一端连接有吹气风机，所述环形清理管底部沿其周向均匀设置有多个吹气嘴，多个所述吹气嘴均呈倾斜设置。
通过采用上述技术方案，通过吹气管和环形清理管的设置，向下方的多个筛板式塔板进行吹气，进一步将可能残留在筛板式塔板的杂质物料吹离，达到有效降低筛板式塔板堵塞概率的效果，确保精馏塔的精馏效率。
优选的，所述进气管位于精馏腔内的一端的底部连接有倒漏斗状的出气罩，所述出气罩底部开口。
通过采用上述技术方案，通过倒漏斗状的出气罩设置，使得进气管通入精馏腔内的气体能够均匀进入精馏腔内，进一步提高精馏塔的精馏质量，同时由于出气罩呈倒漏斗状使得从筛板式塔板落下的液体落在出气罩上，并沿出气罩边沿垂落形成水幕，使得出气罩涌出的气体能够与水幕接触进行精馏操作，进而大大提高精馏塔的精馏效率和精馏质量。
优选的，所述精馏腔底部沿其周向设有环形布液管，所述环形布液管位于出气罩下方，所述环形布液管上沿其周向设置有多个布液喷头，多个所布液喷头喷出的水雾交叉成网，所述环形布液管与进液管连通。
通过采用上述技术方案，通过环形布液管和多个布液喷头的设置，在出气罩下方形成水网，使得出气罩涌出的气体能够与液体进行充分接触接触，进而大大提高精馏塔的精馏效率和精馏质量。同时通过水网对气体进行初步精馏，能将气体中的颗粒杂质物料去除，达到净化气体的效果，有效降低了气体与筛板式塔板接触产生杂质的概率。
优选的，多个所述布液喷头沿环形布液管周向均匀设置，多个所述布液喷头均采用水幕喷头，且多个所述布液喷头的喷头口均呈矩形扁口设置，且所述环形布液管与进液管之间设有增压水泵。
通过采用上述技术方案，多个布液喷头沿环形布液管周向均匀设置使得多个布液喷头间距一致，进而确保布液喷头喷出的水幕相互交错形成更加均匀密致的水网。同时布液喷头采用水幕喷头，其喷头口呈矩形扁口设置，使得布液喷头喷出的水流呈扁平扇形，多个扁平扇形的水流相互交叉形成水网，再加上增压水泵对液体进行增压，确保各个布液喷头喷出的扇形水流稳定且均匀，进而确保气体通过水网时既能进行初步的精馏操作，提高精馏塔的精馏效率和精馏质量。同时还能将气体中的颗粒杂质物料去除，达到净化气体的效果，有效降低了气体与筛板式塔板接触产生杂质的概率。
优选的，所述进液管连接有分布管，所述分布管呈螺旋圆盘形或S形，所述分布管底部沿其长度方向均匀开设有多个出液孔。
通过采用上述技术方案，通过分布管和出液孔的设置，使得进液管通入精馏腔内的液体能均匀洒落在多个筛板式塔板上，降低筛板式塔板堵塞概率，确保气体和液体进行多次充分接触，达到提升精馏效率和精馏质量的效果。
优选的，所述出液管和进液管共同连接有循环水泵，且所述循环水泵和进液管之间设有进液电磁阀，所述循环水泵和出液管之间设有出液电磁阀。
通过采用上述技术方案，通过循环水泵的设置，在精馏塔运行一段时间后将清洗液通过循环水泵在精馏塔内循环抽送，达到清洗精馏塔的效果，进而有效降低筛板式塔板堵塞概率，达到提升精馏效率和精馏质量的效果。
优选的，所述进液管位于塔体外部的一端包设有电加热套，所述进液管内设有用于测量液体温度的温度传感器。
通过采用上述技术方案，通过电加热套和温度传感器的设置，便于对通入精馏腔内的液体和清洗液进行加热和保温，进而有效提高精馏塔的精馏效率和清洗液清洗精馏塔的清洗效率。
优选的，所述微型振动马达、电加热套、循环水泵、进液电磁阀和出液电磁阀共同连接有用于控制其运行的PLC控制器。
通过采用上述技术方案，通过PLC控制器的设置，便于操作人员对防堵精馏塔进行操控。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过启动微型振动马达带动筛板式塔板振动，将气体通过筛板式塔板与液体接触时形成的杂质物料震落，达到有效降低筛板式塔板堵塞概率的效果，提升精馏塔的精馏效率和精馏质量；
2.通过吹气管和环形清理管的设置，向下方的多个筛板式塔板进行吹气，进一步将可能残留在筛板式塔板的杂质物料吹离，达到有效降低筛板式塔板堵塞概率的效果，确保精馏塔的精馏效率；
3.过倒漏斗状的出气罩设置，使得进气管通入精馏腔内的气体能够均匀进入精馏腔内，进一步提高精馏塔的精馏质量，同时由于出气罩呈倒漏斗状使得从筛板式塔板落下的液体落在出气罩上，并沿出气罩边沿垂落形成水幕，使得出气罩涌出的气体能够与水幕接触进行精馏操作，进而大大提高精馏塔的精馏效率和精馏质量；
4.通过环形布液管和多个布液喷头的设置，多个布液喷头喷出扇形水雾并相互交叉在出气罩下方形成水网，使得出气罩涌出的气体能够与液体进行充分接触接触，进而大大提高精馏塔的精馏效率和精馏质量。同时通过水网对气体进行初步精馏，能将气体中的颗粒杂质物料去除，达到净化气体的效果，有效降低了气体与筛板式塔板接触产生杂质的概率。
5.通过循环水泵的设置，在精馏塔运行一段时间后将清洗液通过循环水泵在精馏塔内循环抽送，达到清洗精馏塔的效果，进而有效降低筛板式塔板堵塞概率，达到提升精馏效率和精馏质量的效果。
附图说明
图1是本申请实施例中防堵精馏塔的整体结构示意图；
图2是本申请实施例中防堵精馏塔的剖面示意图；
图3是本申请实施例中筛板式塔板的结构示意图；
图4是本申请实施例中防堵精馏塔的电路框图。
附图标记说明：1、塔体；11、精馏腔；12、进液管；121、环形布液管；122、布液喷头；123、分布管；124、出液孔；125、送液电磁阀；126、增压水泵；13、出液管；131、排液电磁阀；14、进气管；141、出气罩；15、出气管；16、筛板式塔板；161、透气孔；162、导流板；163、微型振动马达；164、防水罩；165、散热孔；17、吹气管；171、吹气风机；172、环形清理管；173、吹气嘴；18、循环水泵；181、进液电磁阀；182、出液电磁阀；19、电加热套；191、温度传感器；2、PLC控制器。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种防堵精馏塔。参照图1和图2，防堵精馏塔包括塔体1,塔体1内部开设有精馏腔11，塔体1顶部连接有进液管12，塔体1底部连接有出液管13；塔体1底端连接有进气管14，塔体1顶端连接有出气管15。塔体1的精馏腔11内从上至下交错设置有多个筛板式塔板16。多个筛板式塔板16上均开设有多个透气孔161，在本实施例中，透气孔161的形状包括但不限于圆形孔、方形孔、正多边形孔、腰形孔和异形孔。多个筛板塔板的一端均与精馏腔11内壁固定连接，另一端底部均设置有用于倒流液体的导流板162。多个筛板式塔板16上均设置有微型振动马达163（见图3）。通过多个筛板式塔板16的设置，使得气体和液体进行多次逆流接触。同时通过多个导流板162的设置便于对筛板式塔板16溢出的液体进行导流，使得进入精馏腔11的液体在多个筛板式塔板16上进行连续流动，并在多个筛板式塔板16上形成液面，气液两相通过多个筛板式塔板16进行多次逆流接触，进行精馏，进一步提升筛板式塔板16的精馏传质效率。并且通过启动微型振动马达163带动筛板式塔板16振动，将气体通过筛板式塔板16与液体接触时形成的杂质物料震落，达到有效降低筛板式塔板16堵塞概率的效果，提升精馏塔的精馏效率和精馏质量。
参照图3，微型振动马达163固定于导流板162靠近筛板式塔板16的一侧，多个微型振动马达163外部均罩设有防水罩164，防水罩164外部做镀层处理，增加其耐腐蚀性。通过防水罩164的设置能够有效对微型振动马达163进行保护，确保微型振动马达163正常运行。同时为了确保微型振动马达163的散热，在每个防水罩164底部均开设有若干个散热孔165。通过散热孔165的设置，确保微型振动马达163的散热。
微型振动马达163马达轴上面有一个偏心轮，当微型振动马达163的马达轴转动的时候，偏心轮的圆心质点不在电机的转心上，使得微型振动马达163处于不断的失去平衡状态，由于惯性作用引起震动，进而带动筛板式塔板16振动。本申请中的微型振动马达163采用双轴式微型振动马达，微型振动马达163具有两个马达轴且呈对称设置，微型振动马达163具有振动频率高的特点，能够更好带动筛板式探班16振动，将气液交换时产生的杂质直接震落，使得杂质无法沉积，进而有效降低筛板式16塔板堵塞的概率。并且根据实际的生产情况，在面对气液交换不易产生杂质的生产情况时，可以采用定时启动微型振动马达163对筛板式塔板16进行振动，将筛板式塔板的透气内的杂质震落。采用定时间隔循环启动微型振动马达163，既能确保筛板式塔板16不会堵塞，同时能够有效节约微型振动马达163的能源消耗，达到绿色节能的效果。
参照图2，进液管12连接有分布管123，分布管123呈螺旋圆盘形或S形，且分布管123底部沿其长度方向均匀开设有多个出液孔124。通过分布管123和出液孔124的设置，使得进液管12通入精馏腔11内的液体能均匀洒落在多个筛板式塔板16上，降低筛板式塔板16堵塞概率，确保气体和液体进行多次充分接触，达到提升精馏效率和精馏质量的效果。
参照图2，塔体1顶部连接有吹气管17，吹气管17位于精馏腔11内的一端连接有环形清理管172，吹气管17位于塔体1外部的一端连接有吹气风机171。环形清理管172底部沿其周向均匀设置有多个吹气嘴173，多个吹气嘴173均呈倾斜设置。具体的，吹气嘴173与竖直平面形成的倾斜角度约为15-30°。通过吹气管17和环形清理管172的设置，向下方的多个筛板式塔板16进行吹气，进一步将可能残留在筛板式塔板16的杂质物料吹离，达到有效降低筛板式塔板16堵塞概率的效果，确保精馏塔的精馏效率。
参照图2，进气管14位于精馏腔11的一端的底部连接有倒漏斗状的出气罩141，出气罩141底部开口。通过倒漏斗状的出气罩141设置，使得进气管14通入精馏腔11内的气体能够均匀进入精馏腔11内，进一步提高精馏塔的精馏质量，同时由于出气罩141呈倒漏斗状使得从筛板式塔板16落下的液体落在出气罩141上，并沿出气罩141边沿垂落形成水幕，使得出气罩141涌出的气体能够与水幕接触进行精馏操作，进而大大提高精馏塔的精馏效率和精馏质量。
参照图2，精馏腔11底部沿其周向设有环形布液管121，环形布液管121位于出气罩141下方。环形布液管121上沿其周向设置有多个布液喷头122，多个所布液喷头122喷出的水雾交叉成网，环形布液管121与进液管12连通。通过环形布液管121和多个布液喷头122的设置，在出气罩141下方形成水网，使得出气罩141涌出的气体能够与液体进行充分接触接触，进而大大提高精馏塔的精馏效率和精馏质量。具体的，多个布液喷头122沿环形布液管121周向均匀设置，使得多个布液喷头122间距一致，进而确保布液喷头122喷出的水幕相互交错形成更加均匀密致的水网。多个布液喷头122均采用水幕喷头，且多个布液喷头122的喷头口均呈矩形扁口设置，使得布液喷头122喷出的水流呈扁平扇形，多个扁平扇形的水流相互交叉形成水网。并且环形布液管121与进液管12之间设有增压水泵126。增压水泵126对液体进行增压，确保各个布液喷头122喷出的扇形水流稳定且均匀。进而确保气体通过环形布液管121形成的水网和出气罩141周围形成的水幕时既能进行初步的精馏操作，提高精馏塔的精馏效率和精馏质量。同时还能将气体中的颗粒杂质物料去除，提升气体的清洁度，达到净化气体的效果，有效降低了气体与筛板式塔板接触产生杂质的概率。
参照图2，出液管13和进液管12共同连接有循环水泵18，且所述循环水泵18和进液管12之间设有进液电磁阀181，循环水泵18和出液管13之间设有出液电磁阀182。通过循环水泵18的设置，在精馏塔运行一段时间后将清洗液通过循环水泵18在精馏塔内循环抽送，达到清洗精馏塔的效果。进而有效降低筛板式塔板16堵塞概率，达到提升精馏效率和精馏质量的效果。另外，进液管12上还设有送液电磁阀125，出液管13上还设有排液电磁阀131，用于控制进液管12和出液管13的启闭。
参照图2，进液管12位于塔体1外部的一端包设有电加热套19，电加热套19内部设有呈S形或者螺旋形的电加热丝。进液管12内设有用于测量液体温度的温度传感器191。通过电加热套19和温度传感器191的设置，便于对通入精馏腔11内的液体和清洗液进行加热和保温，使得通入精馏腔11内进行精馏操作的液体和进行清洗槽操作的液体处于最佳反应温度，进而有效提高精馏塔的精馏效率和清洗液清洗精馏塔的清洗效率。
参照图4，多个微型振动马达163、电加热套19、增压水泵126、吹气风机171、循环水泵18、进液电磁阀181和出液电磁阀182共同连接有用于控制其运行的PLC控制器2。通过PLC控制器2的设置，便于操作人员对防堵精馏塔进行操控，有效提升了精馏塔的精馏效率。操作人员通过PLC控制器能够根据实际生产现状对多个微型振动马达163、电加热套19、增压水泵126、吹气风机171、循环水泵18、进液电磁阀181和出液电磁阀182进行启闭和调控。如根据实际生产需求，通过设定电加热套19对通过进液管12进入精馏腔11内的液体进行加热和保温，确保精馏腔11内气体和液体在适宜温度进行精馏反应。
本申请实施例一种防堵精馏塔的实施原理为：首先将液体通过进液管12和分布管123均匀喷淋在多个筛板式塔板16上，并在导流板162的引导下形成连续水流直至塔体1内精馏腔11腔底，同时液体在在多个筛板式塔板16上形成液面。然后通过进气管14将气体通过出气罩141送入精馏腔11，气体穿过液体垂落在气罩边形成的水幕和环形布液管121上多个布液喷头122喷出的水雾交叉形成的水网后，依次穿过多个筛板式塔板16，进行精馏，达到高效高质量精馏的目的。最后在进行精馏操作时，启动微型振动马达163带动筛板式塔板16振动，将气体通过筛板式塔板16与液体接触时形成的杂质物料震落，达到有效降低筛板式塔板16堵塞概率的效果，提升精馏塔的精馏效率和精馏质量。另外定时启动吹气风机171向下方的多个筛板式塔板16进行吹气，进一步将可能残留在筛板式塔板16的杂质物料吹离。并且在每次精馏工序完成后通过循环水泵18的设置，在精馏塔运行一段时间后将清洗液通过循环水泵18在精馏塔内循环抽送，达到清洗精馏塔的效果，进一步有效降低筛板式塔板16堵塞概率，达到提升精馏效率和精馏质量的效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防堵精馏塔，其特征在于：包括塔体(1),所述塔体(1)内部开设有精馏腔(11)，所述塔体(1)内从上至下交错设置有多个筛板式塔板(16)，多个所述筛板式塔板(16)上均设置有微型振动马达(163)；所述塔体(1)顶部连接有进液管(12)，所述塔体(1)底部连接有出液管(13)；所述塔体(1)底端连接有进气管(14)，所述塔体(1)顶端连接有出气管(15)。
2.根据权利要求1所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：多个所述筛板式塔板(16)上均开设有多个透气孔(161)，多个所述筛板塔板的一端均与精馏腔(11)内壁固定连接，另一端底部均设置有用于倒流液体的导流板(162)。
3.根据权利要求2所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：所述微型振动马达(163)固定于导流板(162)靠近筛板式塔板(16)的一侧，多个所述微型振动马达(163)外部均罩设有防水罩(164)，多个所述防水罩(164)底部均开设有若干个散热孔(165)。
4.根据权利要求1所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：所述塔体(1)顶部连接有吹气管(17)，所述吹气管(17)位于精馏腔(11)内的一端连接有环形清理管(172)，所述吹气管(17)位于塔体(1)外部的一端连接有吹气风机(171)，所述环形清理管(172)底部沿其周向均匀设置有多个吹气嘴(173)，多个所述吹气嘴(173)均呈倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：所述进气管(14)位于精馏腔(11)内的一端的底部连接有倒漏斗状的出气罩(141)，所述出气罩(141)底部开口。
6.根据权利要求5所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：所述精馏腔(11)底部沿其周向设有环形布液管(121)，所述环形布液管(121)位于出气罩(141)下方，所述环形布液管(121)上沿其周向设置有多个布液喷头(122)，多个所布液喷头(122)喷出的水雾交叉成网，所述环形布液管(121)与进液管(12)连通。
7.根据权利要求6所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：多个所述布液喷头(122)沿环形布液管(121)周向均匀设置，多个所述布液喷头(122)均采用水幕喷头，且多个所述布液喷头(122)的喷头口均呈矩形扁口设置，且所述环形布液管(121)与进液管(12)之间设有增压水泵(126)。
8.根据权利要求1所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：所述进液管(12)连接有分布管(123)，所述分布管(123)呈螺旋圆盘形或S形，所述分布管(123)底部沿其长度方向均匀开设有多个出液孔(124)。
9.根据权利要求1所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：所述出液管(13)和进液管(12)共同连接有循环水泵(18)，且所述循环水泵(18)和进液管(12)之间设有进液电磁阀(181)，所述循环水泵(18)和出液管(13)之间设有出液电磁阀(182)。
10.根据权利要求9所述的一种防堵精馏塔，其特征在于：所述进液管(12)位于塔体(1)外部的一端包设有电加热套(19)，所述进液管(12)内设有用于测量液体温度的温度传感器(191)。
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