CN115193083A - 一种用于丙酮纯化的蒸馏塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，包括塔体，还包括固定在塔体内部用于蒸馏换热的换热机构和阻挡层流的溢流机构，所述换热机构包括与塔体固连的塔板，所述塔板中心位设置有与所述塔板周向配合的转盘，所述转盘上设置有螺旋开口的换热凸管，所述换热凸管底部成型有受热凹槽，所述换热凸管中心位置水平面高于边缘部位水平面，所述转盘上端倾斜设置有若干个冲击叶片，冲击叶片设置在所述转盘圆周边缘处，用以解决在目前的蒸馏塔中，蒸汽通过换热板与原液进行换热时受限于换热面积以及原液流动性较差从而换热效率不高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及蒸馏塔领域，具体涉及一种用于丙酮纯化的蒸馏塔。
背景技术
丙酮，又名二甲基酮，是一种有机物，分子式为C3H6O，为最简单的饱和酮。是一种无色透明液体，有微香气味。易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发，化学性质较活泼，常见的丙酮纯化方法为通过蒸馏塔进行纯化。
公告号为CN113440883B的中国发明专利公开了一种循环丙烯氧化法制丙烯酸中的精制蒸馏塔，涉及化工设备技术领域，包括外壳、上隔层、下隔层、套管、气道和流道，外壳为空心的柱状结构，上隔层固连在外壳内腔上部，下隔层固连在外壳内腔下部，以使外壳分为三个空腔，从上至下分别为脱轻区、脱醋酸区和精制区，脱轻区与脱醋酸区相通，脱醋酸区和精制区相通；若干根套管间隔固连在下隔层下方的外壳内，套管内穿有加热管；气道固连在下隔层上，气道顶部延伸至上隔层下部，螺旋状的流道固连在气道外部，流道外壁与外壳内壁抵接。在对比方案以及现有领域中，大部分的蒸馏塔在进行提馏段和精馏段中均采用平板换热或凸包结构进行换热，换热面积不足，且容易发生蒸汽的堆积以及液相冷凝后附在换热板底部，影响换热面积，造成换热效率不高的问题，且即时由上往下采用逐级流动方式，槽内液体运动效果也不理想，也会影响换热效率。
发明内容
本发明提供一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，以解决在目前的蒸馏塔中，蒸汽通过换热板与原液进行换热时受限于换热面积以及原液流动性较差从而换热效率不高的技术问题。
本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔采用如下技术方案：包括塔体，还包括固定在塔体内部用于蒸馏换热的换热机构和阻挡层流的溢流机构，所述换热机构包括与塔体固连的塔板，所述塔板中心位设置有与所述塔板周向配合的转盘，所述转盘上设置有螺旋开口的换热凸管，所述换热凸管底部成型有受热凹槽，所述换热凸管中心位置水平面高于边缘部位水平面，所述转盘上端倾斜设置有若干个冲击叶片，冲击叶片设置在所述转盘圆周边缘处；
所述转盘底部设置有检测环，所述溢流机构包括配合所述检测环旋转的被动齿轮，所述被动齿轮下端通过连轴连接有底盘，所述被动齿轮上的连轴固定在支撑座内部，所述底盘上侧均匀设置有支撑杆，所述支撑杆中心位置通过弹性复位件连接所述底盘，所述支撑杆上端配合有升降盘，所述升降盘一端固定连接有溢流堰板，所述升降盘下端面侧边通过弹性支撑件配合所述支撑座。
进一步的，所述弹性复位件为复位弹簧，所述复位弹簧通过螺钉连接所述支撑杆的中心位和所述底盘的顶面，所述弹性支撑件为负重弹簧，当底盘旋转后且速度增大时，支撑杆受到离心力增大，从而四个所述支撑杆逐渐竖起，对所述升降盘进行支撑，带动所述溢流堰板升起。
进一步的，所述转盘转动连接所述塔板，所述冲击叶片通过焊接沿所述转盘圆周面固定，上一层的原液通过溢流堰板流到下一层的塔板上，此时原液冲击在冲击叶片上，使转盘能够被冲击叶片带动旋转。
进一步的，所述换热凸管通过焊接连接所述转盘，所述换热凸管开口位置与所述转盘底面平齐，换热凸管的凸起能够为提供搅动力，而底部成型的受热凹槽能够容纳更多的蒸汽，从而使蒸汽和原液的接触面积增大，提高换热效率，且同时因为换热凸管高度由内向外逐步变低，当气相中的液相被析出后，可以沿着换热凸管的底面快速滑落，避免水珠遗留在换热凸管底面，影响换热效率。
进一步的，四个所述支撑杆均匀设置在所述底盘上端，所述支撑杆顶端设置有滚轮，滚轮抵在所述升降盘底面，利用滚轮使支撑杆和升降盘接触时，减小摩擦力，提高支撑效果。
进一步的，所述升降盘滑动连接所述被动齿轮的连轴，所述升降盘通过焊接连接所述溢流堰板。
进一步的，所述塔体顶端安装有出气管，所述塔体靠近顶部一侧面安装有精馏管，所述塔体底部侧面安装有再沸管，所述塔体内部对应所述再沸管位置有加热管，原料管设置在所述塔体侧面中位。
本发明的有益效果是：本发明的通过原料管将原液灌进塔体内部，通过加热管的加热丙酮蒸汽带有部分水蒸气上升，对后续的原液通过塔板和转盘进行热交换，当原液蓄在塔板和溢流堰板围成的槽内时，底部热蒸汽冲击塔板和转盘的底部，热蒸汽同时罐在受热凹槽内部，因为转盘和受热凹槽的原因，增大的蒸汽和原液的接触面积，从而更容易将原液中的丙酮气化，以及将混合蒸汽的中的水液化，上一层的原液通过溢流堰板流到下一层的塔板上，此时原液冲击在冲击叶片上，使转盘能够被冲击叶片带动旋转，转盘带动底部的检测环旋转，检测环通过被动齿轮和底盘使支撑杆受到离心力，支撑杆将升降盘和溢流堰板撑起，保证槽内能够蓄水，旋转的同时换热凸管的凸起能够为提供搅动力，而底部成型的受热凹槽能够容纳更多的蒸汽，从而使蒸汽和原液的接触面积增大，提高换热效率，且同时因为换热凸管高度由内向外逐步变低，当气相中的液相被析出后，可以沿着换热凸管的底面快速滑落，避免水珠遗留在换热凸管底面，影响换热效率，且因为丙酮密度低，水密度高，当原液中丙酮密度相对减小时，则此时槽内液体浓度相对增高，冲击叶片搅动效果下降，转盘旋转速度降低，此时支撑杆受到离心力降低，被复位弹簧拉动复位，支撑杆带动升降盘和溢流堰板下降，当溢流堰板下降后，蓄水量变少，而底部的蒸汽受到下降后的溢流堰板的阻挡停留时间更长，则原液受热效果提高，提高丙酮析出效果。
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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的换热机构结构示意图；
图2为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的受热凹槽结构示意图；
图3为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的塔体结构示意图；
图4为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的塔体内部结构示意图；
图5为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的换热凸管结构示意图；
图6为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的溢流堰板结构示意图；
图7为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的升降盘与溢流堰板相对位置结构示意图；
图8为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的支撑杆收缩状态结构示意图；
图9为本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例的支撑杆撑开状态结构示意图。
图中：11、塔体；12、精馏管；13、原料管；14、再沸管；15、出气管；16、加热管；2、换热机构；3、溢流机构；21、塔板；22、转盘；23、冲击叶片；24、换热凸管；25、受热凹槽；26、检测环；31、溢流堰板；32、支撑座；33、被动齿轮；34、底盘；35、升降盘；36、负重弹簧；37、支撑杆；38、复位弹簧。
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。
本发明的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔的实施例，如图1至图9所示，包括塔体11，还包括固定在塔体11内部用于蒸馏换热的换热机构2和阻挡层流的溢流机构3，换热机构2包括与塔体11固连的塔板21，如图1所示，塔板21中心位设置有与塔板21周向配合的转盘22，转盘22上设置有螺旋开口的换热凸管24，如图2所示，换热凸管24底部成型有受热凹槽25，如图5所示，换热凸管24中心位置水平面高于边缘部位水平面，转盘22上端倾斜设置有若干个冲击叶片23，冲击叶片23设置在转盘22圆周边缘处；
如图5所示，转盘22底部设置有检测环26，溢流机构3包括配合检测环26旋转的被动齿轮33，被动齿轮33下端通过连轴连接有底盘34，被动齿轮33上的连轴固定在支撑座32内部，如图7所示，底盘34上侧均匀设置有支撑杆37，支撑杆37中心位置通过弹性复位件连接底盘34，支撑杆37上端配合有升降盘35，升降盘35一端固定连接有溢流堰板31，升降盘35下端面侧边通过弹性支撑件配合支撑座32。
进一步的，弹性复位件为复位弹簧38，复位弹簧38通过螺钉连接支撑杆37的中心位和底盘34的顶面，弹性支撑件为负重弹簧36，当底盘34旋转后且速度增大时，支撑杆37受到离心力增大，从而四个支撑杆37逐渐竖起，对升降盘35进行支撑，带动溢流堰板31升起。
进一步的，转盘22转动连接塔板21，冲击叶片23通过焊接沿转盘22圆周面固定，上一层的原液通过溢流堰板31流到下一层的塔板21上，此时原液冲击在冲击叶片23上，使转盘22能够被冲击叶片23带动旋转。
进一步的，换热凸管24通过焊接连接转盘22，换热凸管24开口位置与转盘22底面平齐，换热凸管24的凸起能够为提供搅动力，而底部成型的受热凹槽25能够容纳更多的蒸汽，从而使蒸汽和原液的接触面积增大，提高换热效率，且同时因为换热凸管24高度由内向外逐步变低，当气相中的液相被析出后，可以沿着换热凸管24的底面快速滑落，避免水珠遗留在换热凸管24底面，影响换热效率。
进一步的，四个支撑杆37均匀设置在底盘34上端，支撑杆37顶端设置有滚轮，滚轮抵在升降盘35底面，利用滚轮使支撑杆37和升降盘35接触时，减小摩擦力，提高支撑效果。
进一步的，升降盘35滑动连接被动齿轮33的连轴，升降盘35通过焊接连接溢流堰板31。
进一步的，塔体11顶端安装有出气管15，塔体11靠近顶部一侧面安装有精馏管12，塔体11底部侧面安装有再沸管14，塔体1内部对应再沸管14位置有加热管16，原料管13设置在塔体11侧面中位。
综上，当通过原料管13将原液灌进塔体11内部，一部分原液蓄在塔板21和溢流堰板31围成的槽内，一部分下落到塔体11底部，通过加热管16的加热丙酮蒸汽带有部分水蒸气上升，对后续的原液通过塔板21和转盘22进行热交换，当原液蓄在塔板21和溢流堰板31围成的槽内时，底部热蒸汽冲击塔板21和转盘22的底部，热蒸汽同时罐在受热凹槽25内部，因为转盘22和受热凹槽25的原因，增大的蒸汽和原液的接触面积，从而更容易将原液中的丙酮气化，以及将混合蒸汽的中的水液化，上一层的原液通过溢流堰板31流到下一层的塔板21上，此时原液冲击在冲击叶片23上，使转盘22能够被冲击叶片23带动旋转，转盘22带动底部的检测环26旋转，检测环26通过被动齿轮33和底盘34使支撑杆37受到离心力，支撑杆37将升降盘35和溢流堰板31撑起，保证槽内的蓄水量，旋转的同时换热凸管24的凸起能够为提供搅动力，而底部成型的受热凹槽25能够容纳更多的蒸汽，从而使蒸汽和原液的接触面积增大，提高换热效率，且同时因为换热凸管24高度由内向外逐步变低，当气相中的液相被析出后，可以沿着换热凸管24的底面快速滑落，避免水珠遗留在换热凸管24底面，造成水珠吸热，影响换热效率，原液中的丙酮更容易被析出，且因为丙酮密度低，水密度高，当原液中丙酮密度相对减小时，则此时槽内液体浓度相对增高，冲击叶片23搅动效果下降，转盘22旋转速度降低，此时支撑杆37受到离心力降低，被复位弹簧38拉动复位，支撑杆37带动升降盘35和溢流堰板31下降，当溢流堰板31下降后，蓄水量变少，而底部的蒸汽受到下降后的溢流堰板31的阻挡停留时间更长，则原液受热效果提高，提高丙酮析出效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，包括塔体（11），其特征在于：还包括固定在塔体（11）内部用于蒸馏换热的换热机构（2）和阻挡层流的溢流机构（3），所述换热机构（2）包括与塔体（11）固连的塔板（21），所述塔板（21）中心位设置有与所述塔板（21）周向配合的转盘（22），所述转盘（22）上设置有螺旋开口的换热凸管（24），所述换热凸管（24）底部成型有受热凹槽（25），所述换热凸管（24）中心位置水平面高于边缘部位水平面，所述转盘（22）上端倾斜设置有若干个冲击叶片（23），冲击叶片（23）设置在所述转盘（22）圆周边缘处；
所述转盘（22）底部设置有检测环（26），所述溢流机构（3）包括配合所述检测环（26）旋转的被动齿轮（33），所述被动齿轮（33）下端通过连轴连接有底盘（34），所述被动齿轮（33）上的连轴固定在支撑座（32）内部，所述底盘（34）上侧均匀设置有支撑杆（37），所述支撑杆（37）中心位置通过弹性复位件连接所述底盘（34），所述支撑杆（37）上端配合有升降盘（35），所述升降盘（35）一端固定连接有溢流堰板（31），所述升降盘（35）下端面侧边通过弹性支撑件配合所述支撑座（32）。
2.根据权利要求1所述的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，其特征在于：所述弹性复位件为复位弹簧（38），所述复位弹簧（38）通过螺钉连接所述支撑杆（37）的中心位和所述底盘（34）的顶面，所述弹性支撑件为负重弹簧（36）。
3.根据权利要求1所述的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，其特征在于：所述转盘（22）转动连接所述塔板（21），所述冲击叶片（23）通过焊接沿所述转盘（22）圆周面固定。
4.根据权利要求1所述的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，其特征在于：所述换热凸管（24）通过焊接连接所述转盘（22），所述换热凸管（24）开口位置与所述转盘（22）底面平齐。
5.根据权利要求1所述的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，其特征在于：四个所述支撑杆（37）均匀设置在所述底盘（34）上端，所述支撑杆（37）顶端设置有滚轮，滚轮抵在所述升降盘（35）底面。
6.根据权利要求1所述的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，其特征在于：所述升降盘（35）滑动连接所述被动齿轮（33）的连轴，所述升降盘（35）通过焊接连接所述溢流堰板（31）。
7.根据权利要求1所述的一种用于丙酮纯化的蒸馏塔，其特征在于：所述塔体（11）顶端安装有出气管（15），所述塔体（11）靠近顶部一侧面安装有精馏管（12），所述塔体（11）底部侧面安装有再沸管（14），所述塔体（11）内部对应所述再沸管（14）位置有加热管（16），原料管（13）设置在所述塔体（11）侧面中位。
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