CN113713415A - 一种低能耗化工脱轻塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工设备技术领域,具体的说是一种低能耗化工脱轻塔:包括塔体、风扇和电机,所述塔体内部竖直安装有风扇,所述风扇数目为一个以上;所述电机与塔体外壁固定连接,所述电机输出端贯穿塔体塔壁与其中一个风扇固定连接,相邻的两个风扇扇叶相互接触,所述扇叶的内部开设有腔室,所述腔室内部填充有金属填料,所述腔室腔壁上对称开设有进液孔,所述进液口与腔室连通;本发明通过风扇的应用以及扇叶腔室的设计,增大气体与液体接触时间的同时,提高了气体与液体接触的面积,从而提高脱轻塔的传质效果。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域,具体的说是一种低能耗化工脱轻塔。
背景技术
在化工设备中,精馏塔是极其常见的一种设备,而脱轻塔是精馏塔的一种;脱轻塔是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转移到气相中,而气相中的重组分转移到液相中,从而实现分离的目的。
现有技术中的脱轻塔,一般是以塔内的金属填料作为气体和液体的接触面,塔底通有通气孔,塔顶设有进液口,两者在脱轻塔的填料层进行接触,从而达到传质的目的;但是在现有的脱轻塔工作过程中,由于金属填料层是固定的,受此局限性,会导致气体和液体接触不充分,从而影响传质的效率和质量;而且在液体流入塔的过程中,液体会有逐渐向塔壁聚集的趋势,从而发生壁流现象,壁流现象会造成气体液体分布不均匀,导致传质效果差。
鉴于此,为了克服上述技术问题,本发明设计了一种低能耗化工脱轻塔,解决了上述技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:现有的脱轻塔工作过程中,由于金属填料层是固定的,受此局限性,会导致气体和液体接触不充分,从而影响传质的效率和质量;而且在液体流入塔体内的过程中,液体会有逐渐向塔壁聚集的趋势,从而发生壁流现象,壁流现象会造成气体液体分布不均匀,导致传质效果差。
本发明提供的一种低能耗化工脱轻塔,包括塔体、风扇和电机,所述塔体内部竖直安装有风扇,所述风扇数目为一个以上;所述电机与塔体外壁固定连接,所述电机输出端贯穿塔体塔壁与其中一个风扇固定连接,相邻的两个风扇扇叶相互接触,所述扇叶的内部开设有腔室,所述腔室内部填充有金属填料,所述腔室腔壁上对称开设有进液孔,所述进液口与腔室连通;
所述塔体顶端开设有出气口,所述塔体一侧设有进液口,所述塔体远离进液口的一侧设有循环管道与塔底相连通,所述循环管道靠近塔底的一侧设有电控阀门,所述循环管道内的液体通过水泵再次送回至塔体内;所述塔底的一侧设有进气口,所述进气口靠近塔体内壁的一端设置有防油透气膜。
优选的,所述扇叶由硬质材料制成,所述扇叶上的进液孔远离腔室的一端内径大于进液口靠近腔室一端的内径。
优选的,所述塔体内位于进液口一侧的塔壁上竖直设有一个以上凸起的气囊,所述气囊表面开有两个对称的液孔,所述气囊远离塔体内壁的一端设有出气孔;所述气囊接触的塔壁内开有通气道,所述通气道一端与气囊相连通,所述通气道远离气囊的一端与进气口连通。
优选的,所述扇叶远离风扇的一端由缓冲海绵包裹。
优选的,所述塔体内远离进液口一侧的塔壁上固定连接有一个以上的弹簧,所述弹簧远离塔壁的一端固定连接有挡块,所述挡块与缓冲海绵接触。
优选的,所述电机的转速为15r/min。
本发明的有益效果如下:
1.本发明提供的一种低能耗化工脱轻塔,通过风扇的应用以及扇叶腔室的设计,增大气体与液体接触时间的同时,提高了气体与液体接触的面积,从而提高脱轻塔的传质效果。
2.本发明提供的一种低能耗化工脱轻塔,通过在塔体内壁上设置气囊,减少塔体内壁上发生壁流现象的概率,从而降低气液体分布不均的现象,进一步提高气体与液体的接触面积以及接触时间,进一步提高传质效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图;
图2是本发明的侧视图;
图3是风扇的剖视图;
图4是图1中A处的局部放大图;
图中:塔体1、风扇2、扇叶3、出气口4、进液口5、循环管道6、水泵7、电控阀门8、进气口9、通气道10、气囊11、挡块12、弹簧13、电机14、防油透气膜15、缓冲海绵31、进液孔32、腔室33、金属填料34、腔壁35、液孔111、出气孔112。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
本发明提供的一种低能耗化工脱轻塔,包括塔体1、风扇2和电机14,所述塔体1内部竖直安装有风扇2,所述风扇2数目为一个以上;所述电机14与塔体1外壁固定连接,所述电机14输出端贯穿塔体1塔壁与其中一个风扇2固定连接,相邻的两个风扇2扇叶3相互接触,所述扇叶3的内部开设有腔室33,所述腔室33内部填充有金属填料34,所述腔室33腔壁35上对称开设有进液孔32,所述进液口5与腔室33连通;
所述塔体1顶端开设有出气口4,所述塔体1一侧设有进液口5,所述塔体1远离进液口5的一侧设有循环管道6与塔底相连通,所述循环管道6靠近塔底的一侧设有电控阀门8,所述循环管道6内的液体通过水泵7再次送回至塔体1内;所述塔底的一侧设有进气口9,所述进气口9靠近塔体1内壁的一端设置有防油透气膜15。
液体从进液口5进入塔体1后,电机14和进气口9开始运作,电机14输出端带动风扇2旋转,与电机14输出端连接的风扇2旋转的同时,扇叶3与其他风扇2扇叶3接触并提供动力,使其他风扇2开始旋转,液体从塔顶落到塔底的过程中与转动的扇叶3接触,使液体四散,提高液体与气体的接触面积,进而提高传质效果;液体溅散开的同时,会有一部分的液体顺着扇叶3上的进液孔32流入扇叶3腔室33内,附着在腔室33内的金属填料34上,增大液体与金属填料34的接触面积;随着气体逐渐上升,气体也会从扇叶3的进液孔32进入到扇叶3腔室33中,与金属填料34接触,进一步使液体与气体在腔室33内充分接触,进一步提高传质的效果,且在扇叶3的转动过程中,腔室33内的金属填料34会持续晃动,进一步的提高气体、液体与金属填料34的接触面积,从而进一步提高传质效果;附着在金属填料34上的液体随着风扇2的转动,也会从扇叶3的进液口5流出,然后与塔内液体汇合并流入循环管道6,循环管道6通过水泵7将液体再次送回塔顶,进行第二次的传质。
作为本发明的一种具体实施方式,所述扇叶3由硬质材料制成,所述扇叶3上的进液孔32远离腔室33的一端内径大于进液口5靠近腔室33一端的内径。
风扇2的扇叶3由铝合金材料制造而成,减少扇叶3转动时以及与其他扇叶3接触时发生的弹性抖动,使腔室33内的液体抖出,提高扇叶3转动时腔室33内附着在金属填料34上液体的稳定性,从而提高传质效果;扇叶3上的进液孔32远离腔室33的一端内径大于进液口5靠近腔室33一端的内径,扇叶3在转动时,液体从进液孔32内径大的一端流入,使得腔室35内能够收集更多的液体,使进入腔室33的气体与更多的液体接触,提高传质效果,当腔室35内的液体在扇叶3转动过程中流出时,液体从进液孔32的内径小的一端流出到进液孔32的内径大的一端,延缓液体流出的时间,进一步提高腔室33内液体与气体的接触时间,从而进一步提高传质效果。
作为本发明的一种具体实施方式,所述塔体1内位于进液口5一侧的塔壁上竖直设有一个以上凸起的气囊11,所述气囊11表面开有两个对称的液孔111,所述气囊11远离塔体1内壁的一端设有出气孔;所述气囊11接触的塔壁内开有通气道10,所述通气道10一端与气囊11相连通,所述通气道10远离气囊11的一端与进气口9连通。
液体下落与扇叶3接触后,有一部分液体四散在塔体1内壁上,溅散在内壁上的液体会流经气囊11,通过气囊11的液孔111流入气囊11内,防止壁流现象的产生,从而防止气液体分布不均匀的现象;液体流入气囊11的同时,进气口9的气体一部分会顺着通气道10通往气囊11,从而与流入气囊11内的液体充分接触,提高传质效果;气体不仅在气囊11内与液体接触,也会通过气囊11顶端的出气孔吹向扇叶3,与气囊11外的液体接触,进一步扩大气体与液体接触面积,从而进一步提高传质效果。
作为本发明的一种具体实施方式,所述扇叶3远离风扇2的一端由缓冲海绵31包裹。
在相邻风扇2的扇叶3接触时,缓冲海绵31使扇叶3在接触时减少抖动,进一步提高扇叶3腔室33内附着在金属填料34上液体的稳定性,进一步提高腔室33内的传质效率;在液体与扇叶3接触时,会有部分液体被缓冲海绵31吸入,而气体在上升过程中也会通过海绵,进入海绵与液体接触,进一步提高传质效率;扇叶3的转动过程中,不同扇叶3上的缓冲海绵31会相互接触,缓冲海绵31也会与气囊11接触,从而对缓冲海绵31进行挤压,使其内部液体流出,流出的液体被旋转的扇叶3甩出,增大了液体与气体的接触面积,进一步提高传质效率。
作为本发明的一种具体实施方式,所述塔体1内远离进液口5一侧的塔壁上固定连接有一个以上的弹簧13,所述弹簧13远离塔壁的一端固定连接有挡块12,所述挡块12与缓冲海绵31接触。
在风扇2旋转过程中,扇叶3上的缓冲海绵31会与挡块12接触,挡块12进一步的挤压缓冲海绵31,使缓冲海绵31中的液体流出,在挡块12挤压缓冲海绵31的同时,挡块12也受到缓冲海绵31的作用,在弹簧13的作用下上下跳动,对落下的液体拍打,从而增强对液体四散的效果,进一步使液体与气体充分接触,进一步提高传质效率。
作为本发明的一种具体实施方式,所述电机14的转速为15r/min。
电机14的转速控制在15r/min,使风扇2在旋转时,防止扇叶3内部的液体因转速过快而被甩出。
具体工作流程如下:
液体从进液口5进入塔体1后,电机14和进气口9开始运作,电机14输出端带动风扇2旋转,与电机14输出端连接的风扇2旋转的同时,扇叶3与其他风扇2扇叶3接触并提供动力,使其他风扇2开始旋转,液体从塔顶落到塔底的过程中与转动的扇叶3接触,使液体四散,提高液体与气体的接触面积,进而提高传质效果;液体溅散开的同时,会有一部分的液体顺着扇叶3上的进液孔32流入扇叶3腔室33内,附着在腔室33内的金属填料34上,增大液体与金属填料34的接触面积;随着气体逐渐上升,气体也会从扇叶3的进液孔32进入到扇叶3腔室33中,与金属填料34接触,进一步使液体与气体在腔室33内充分接触,进一步提高传质的效果,且在扇叶3的转动过程中,腔室33内的金属填料34会持续晃动,进一步的提高气体、液体与金属填料34的接触面积,从而进一步提高传质效果;附着在金属填料34上的液体随着风扇2的转动,也会从扇叶3的进液口5流出,然后与塔内液体汇合并流入循环管道6,循环管道6通过水泵7将液体再次送回塔顶,进行第二次的传质;
风扇2的扇叶3由铝合金材料制造而成,减少扇叶3转动时以及与其他扇叶3接触时发生的弹性抖动,使腔室33内的液体抖出,提高扇叶3转动时腔室33内附着在金属填料34上液体的稳定性,从而提高传质效果;扇叶3上的进液孔32远离腔室33的一端内径大于进液口5靠近腔室33一端的内径,扇叶3在转动时,液体从进液孔32内径大的一端流入,使得腔室35内能够收集更多的液体,使进入腔室33的气体与更多的液体接触,提高传质效果,当腔室35内的液体在扇叶3转动过程中流出时,液体从进液孔32的内径小的一端流出到进液孔32的内径大的一端,延缓液体流出的时间,进一步提高腔室33内液体与气体的接触时间;
液体下落与扇叶3接触后,有一部分液体四散在塔体1内壁上,溅散在内壁上的液体会流经气囊11,通过气囊11的液孔111流入气囊11内,防止壁流现象的产生,从而防止气液体分布不均匀的现象;液体流入气囊11的同时,进气口9的气体一部分会顺着通气道10通往气囊11,从而与流入气囊11内的液体充分接触,提高传质效果;气体不仅在气囊11内与液体接触,也会通过气囊11顶端的出气孔吹向扇叶3,与气囊11外的液体接触,进一步扩大气体与液体接触面积,从而进一步提高传质效果;
在相邻风扇2的扇叶3接触时,缓冲海绵31使扇叶3在接触时减少抖动,进一步提高扇叶3腔室33内附着在金属填料34上液体的稳定性,进一步提高腔室33内的传质效率;在液体与扇叶3接触时,会有部分液体被缓冲海绵31吸入,而气体在上升过程中也会通过海绵,进入海绵与液体接触,进一步提高传质效率;扇叶3的转动过程中,扇叶3上的缓冲海绵31会相互接触,缓冲海绵31也会与气囊11接触,从而对缓冲海绵31进行挤压,使其内部液体流出,流出的液体被旋转的扇叶3甩出,增大了液体与气体的接触面积;
在风扇2旋转过程中,扇叶3上的缓冲海绵31会与挡块12接触,挡块12进一步的挤压缓冲海绵31,使缓冲海绵31中的液体流出,在挡块12挤压缓冲海绵31的同时,挡块12也受到缓冲海绵31的作用,在弹簧13的作用下上下跳动,对落下的液体拍打,从而增强对液体四散的效果,进一步使液体与气体充分接触,进一步提高传质效率;电机14的转速控制在15r/min,使风扇2在旋转时,防止扇叶3内部的液体因转速过快而被甩出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种低能耗化工脱轻塔,其特征在于:包括塔体(1)、风扇(2)和电机(14),所述塔体(1)内部竖直安装有风扇(2),所述风扇(2)数目为一个以上;所述电机(14)与塔体(1)外壁固定连接,所述电机(14)输出端贯穿塔体(1)塔壁与其中一个风扇(2)固定连接,相邻的两个风扇(2)扇叶相互接触,所述扇叶的内部开设有腔室(33),所述腔室(33)内部填充有金属填料,所述腔室(33)腔壁(35)上对称开设有进液孔(32),所述进液口(5)与腔室(33)连通;
所述塔体(1)顶端开设有出气口(4),所述塔体(1)一侧设有进液口(5),所述塔体(1)远离进液口(5)的一侧设有循环管道(6)与塔底相连通,所述循环管道(6)靠近塔底的一侧设有电控阀门(8),所述循环管道(6)内的液体通过水泵(7)再次送回至塔体(1)内;所述塔底的一侧设有进气口(9),所述进气口(9)靠近塔体(1)内壁的一端设置有防油透气膜(15)。
2.根据权利要求1所述的一种低能耗化工脱轻塔,其特征在于:所述扇叶由硬质材料制成,所述扇叶上的进液孔(32)远离腔室(33)的一端内径大于进液口(5)靠近腔室(33)一端的内径。
3.根据权利要求1所述的一种低能耗化工脱轻塔,其特征在于:所述塔体(1)内位于进液口(5)一侧的塔壁上竖直设有一个以上凸起的气囊(11),所述气囊(11)表面开有两个对称的液孔(111),所述气囊(11)远离塔体(1)内壁的一端设有出气孔;所述气囊(11)接触的塔壁内开有通气道(10),所述通气道(10)一端与气囊(11)相连通,所述通气道(10)远离气囊(11)的一端与进气口(9)连通。
4.根据权利要求1所述的一种低能耗化工脱轻塔,其特征在于:所述扇叶远离风扇(2)的一端由缓冲海绵(31)包裹。
5.根据权利要求1所述的一种低能耗化工脱轻塔,其特征在于:所述塔体(1)内远离进液口(5)一侧的塔壁上固定连接有一个以上的弹簧(13),所述弹簧(13)远离塔壁的一端固定连接有挡块(12),所述挡块(12)与缓冲海绵(31)接触。
6.根据权利要求1所述的一种低能耗化工脱轻塔,其特征在于:所述电机(3)的转速为15r/min。
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