CN115212601A

CN115212601A - 小塔板间距的筛板塔

Info

Publication number: CN115212601A
Application number: CN202210844385.4A
Authority: CN
Inventors: 陈秉焕
Original assignee: Xiamen Kaixun Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Kaixun Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-18
Filing date: 2022-07-18
Publication date: 2022-10-21

Abstract

小塔板间距的筛板塔，包括筒体、塔板和支撑架；所述塔板和支撑架安装在筒体内，支撑架设于相邻的塔板之间；塔板设有筛孔区、无孔区、溢流堰、降液管、受液槽和中心盘；中心盘设于塔板的中心，筛孔区沿着中心盘呈扇形分布，上下相邻塔板的筛孔区在水平方向交错设置；降液管、溢流堰和受液槽设于无孔区处，降液管的上端与上塔板溢流堰连接，降液管的下端插入下塔板的受液槽内，以使上塔板的液体溢出溢流堰，沿着降液管流到下塔板的受液槽。可缩小塔板间距，满足汽液有足够的分离空间，避免上下塔板的汽液干扰，从而降低塔设备高度，可以给生产制造、运输、安装带来方便，并减少因恶劣天气对塔设备的影响，也方便于运行维护保养。

Description

小塔板间距的筛板塔

技术领域

本发明涉及筛板塔技术领域，尤其涉及小塔板间距的筛板塔。

背景技术

筛板塔因具有结构简单、易于加工制造、维修方便、节省材料、生产能力大、分离效率高、操作稳定等优点，广泛用于石油、化工、轻工等行业中。筛板塔通常组合了多层的塔板，每块塔板上开有许多小孔，称为筛孔。筛板塔通常由筛孔板、溢流装置、降液装置、无孔板和外筒体等组成，液体按照一定的路线从塔板上流过，经溢流装置逐层往下流动，蒸汽自下而上穿过筛孔，经液体鼓泡而上，与液体密切接触，实现传热与传质。但是，筛板塔每块塔板的传质、传热是有限的，只能达到某个平衡点。筛板塔为了达到更高的精馏效果，往往需要几十块，或上百块，甚至更多塔板的组合，塔板间距就关系到整个筛板塔的高度。如果能够减小塔板间距，就可以减小筛板塔的高度。而影响塔板间距的重要因素是，要满足塔板上汽液有足够的分离空间，避免严重的雾沫夹带影响精馏效果，就是需要有足够的塔板间距。因此，筛板塔往往就比较高了，给制造、运输、安装、生产安全带来很多不便。如果能够减小塔板间距，又减小雾沫夹带的影响，就可以降低筛板塔的高度，而目前的塔板结构很难缩小塔板间距，也就是很难降低筛板塔的高度。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供小塔板间距的筛板塔，可以缩小塔板间距，满足汽液有足够的分离空间，避免上下塔板的汽液干扰，从而降低塔设备高度，可以给生产制造、运输、安装带来方便，并减少因恶劣天气(暴风、台风、龙卷风、雷电等)对塔设备的影响，也方便于运行维护保养。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

小塔板间距的筛板塔，包括筒体、塔板和支撑架；所述塔板和支撑架安装在筒体内，所述支撑架设于相邻的塔板之间；所述塔板设有筛孔区、无孔区、溢流堰、降液管、受液槽和中心盘；所述中心盘设于塔板的中心，所述筛孔区沿着中心盘呈扇形分布，上下相邻塔板的筛孔区在水平方向交错设置，无孔区相对筛孔区设置；所述降液管、溢流堰和受液槽设于无孔区处，降液管的上端与上塔板溢流堰连接，降液管的下端插入下塔板的受液槽内，以使上塔板的液体溢出溢流堰，沿着降液管流到下塔板的受液槽；所述支撑架呈拱形设置，支撑架上缘焊接于塔板底面，支撑架两侧缘焊接于筒体的内侧。

所述上下相邻塔板的筛孔区在水平方向交错180°设置。

所述中心盘的高度高于溢流堰。

所述中心盘的高度高于受液槽。

相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

本发明中，蒸汽上升穿过塔板筛孔区的筛孔，沿水平流动，从中心盘和支撑架之间通过，再上升穿过上一块塔板的筛孔，蒸汽的行程增大，可在较小的塔板间距的同时，雾沫也有足够的空间距离进行分离，液滴不易随着蒸汽上升到上一块塔板，保证一定的传质浓度梯度，有较好的精馏效果和塔板效率。因此，多块塔板组合起来，可以减小整塔的高度。

本发明与现有的筛板塔相比，在满足一定的空塔速度和一定的汽液比，保证一定的精馏面积，增加蒸汽的行程，减小雾沫夹带的影响，可以缩小上下塔板间距，因此，多块塔板组合起来，可以减小整塔的高度。如果需要馏份的液体或气体进入或抽出，可以设置在无孔区，减小对精馏过程的干扰。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为图1的B-B剖面示意图；

图3为图1的A-A剖面示意图；

图4为降液管和受液槽的液体流向示意图；

图5为塔板的鼓泡工况示意图；

图6为现有技术中塔板的剖面示意图；

图7为现有技术中塔板的平面示意图；

图8为本发明的尺寸参数图。

附图标记：筛孔区1，无孔区2，溢流堰3，降液管4，受液槽5，中心盘6，支撑架7，筒体8。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本实施例包括塔板、支撑架7和筒体8；所述塔板和支撑架7安装在筒体8内，所述支撑架7设于相邻的塔板之间；具体地，所述支撑架7呈拱形设置，支撑架7上缘焊接于塔板底面，支撑架7两侧缘焊接于筒体8的内侧，如图2所示；所述的塔板的中央装有中心盘6，所述塔板设有筛孔区1和无孔区2，无孔区2处还装有溢流堰3、降液管4和受液槽5；

所述塔板只有一部分有开筛孔，即为所述筛孔区1，且沿着中心盘6扇形分布，没有开筛孔的为所述无孔区2；上下相邻塔板，其筛孔区1在水平方向错开180°；

所述降液管4的上端与上塔板的溢流堰3连接，降液管4的下端插入下塔板的受液槽5内，可使上塔板的液体溢出溢流堰3，沿着降液管4流到受液槽5，形成可靠的液封，防止蒸汽从降液管4向上串气，如图4所示；

具体地，所述溢流堰3，高出塔板一定的高度，可以保持一定高度的液体；所述中心盘6是个圆柱体，其高度略高于溢流堰3和受液槽5，与筒体8在塔板上形成环流型；塔板下方的支撑架7，可增加塔板的强度，也作为改善蒸汽的流向，让大部分蒸汽从中心盘6上方通过。

本发明的工作原理如下：

工作时，液体从上一块塔板的溢流堰3溢流到降液管4，顺着降液管4流下来，达到受液槽5，溢流过受液槽5，液体在塔板上沿着筒体8和中心盘6形成的环型，流向筛孔区1；蒸汽从下一块塔板穿过筛孔区1的筛孔，与液体进行传热和传质。当蒸汽有足够的量，穿过筛孔的速度大到一定数值时，就出现一定的鼓泡，鼓泡层是紧靠塔板的液体层，在鼓泡层上形成一定量的泡沫，即为泡沫层。由于泡沫的破裂以及蒸汽喷流，形成雾沫和飞溅的液滴分散在汽相中，在泡沫层上就形成雾沫层，如图5所示。如果塔板间有足够的间距，雾沫充分分离，液滴下降在本层塔板，蒸汽就上升到上一块塔板，达到一定的精馏效果。如果塔板间距不足，雾沫随着蒸汽上升到上一块塔板，破坏了传质的浓度梯度，使精馏效果和塔板效率降低，因此，为了达到一定的精馏效果，通常塔板间就要留有较大距离。

本发明的方案，蒸汽上升穿过塔板筛孔区1的筛孔，沿水平流动，从中心盘6和支撑架7之间通过，再上升穿过上一块塔板的筛孔，如图3所示，蒸汽的行程增大，可在较小的塔板间距，雾沫也有足够的空间距离进行分离，液滴不易随着蒸汽上升到上一块塔板，保证一定的传质浓度梯度，有较好的精馏效果和塔板效率。因此，多块塔板组合起来，可以减小整塔的高度。

本发明方案与现有的筛板塔相比，在满足一定的空塔速度和一定的汽液比，保证一定的精馏面积，增加蒸汽的行程，减小雾沫夹带的影响，可以缩小上下塔板间距，因此，多块塔板组合起来，可以减小整塔的高度。如果需要馏份的液体或气体进入或抽出，可以设置在无孔区，可以减小对精馏过程的干扰。

例如，某空分设备的的精馏塔，塔筒内径为300mm，塔板间距为80mm，这段塔板数为52块，塔高为4160mm。图6是其中一块塔板的剖面图，图7是塔板平面图。经计算，筛孔区A的面积约为42539mm²。如果以相同的筛孔面积，采用本发明的方式，如图8，塔板直径为450mm，中心盘直径为240mm，筛孔区为扇形，扇形角度为150°，筛孔区即可大于原塔板的筛孔面积，塔板间距可减小为40mm，塔高降至2080mm即可，塔高降低了一半。

Claims

1.小塔板间距的筛板塔，其特征在于：包括筒体、塔板和支撑架；所述塔板和支撑架安装在筒体内，所述支撑架设于相邻的塔板之间；所述塔板设有筛孔区、无孔区、溢流堰、降液管、受液槽和中心盘；所述中心盘设于塔板的中心，所述筛孔区沿着中心盘呈扇形分布，上下相邻塔板的筛孔区在水平方向交错设置，无孔区相对筛孔区设置；所述降液管、溢流堰和受液槽设于无孔区处，降液管的上端与上塔板溢流堰连接，降液管的下端插入下塔板的受液槽内，以使上塔板的液体溢出溢流堰，沿着降液管流到下塔板的受液槽；所述支撑架呈拱形设置，支撑架上缘焊接于塔板底面，支撑架两侧缘焊接于筒体的内侧。

2.如权利要求1所述的小塔板间距的筛板塔，其特征在于：所述上下相邻塔板的筛孔区在水平方向交错180°设置。

3.如权利要求1所述的小塔板间距的筛板塔，其特征在于：所述中心盘的高度高于溢流堰。

4.如权利要求1所述的小塔板间距的筛板塔，其特征在于：所述中心盘的高度高于受液槽。