CN1256162C - 液相分区错流流动的汽液充分混合高效传质塔盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液相分区错流流动的汽液充分混合高效传质塔盘，属于精馏、吸收和解吸等的传质、传热塔内件结构技术。该塔盘是在筛孔塔板，浮阀塔板或喷射型塔板上，采用分隔板将塔板分成间距相等或不等的平行条形区间，每个条形区间的一端设置降液管，另一端设置受液盘，相邻的两条条形区间的同一端相间设置降液管和受液盘。本发明的有益效果是，可以在保持塔板原有结构简单这一优点的前提下使汽液分布更为均匀，从而显著提高传质效率，本发明塔盘的效率比普通塔板的效率可提高20%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种液相分区错流流动的汽液充分混合高效传质塔盘，属于精馏、吸收、和解吸等的传质、传热塔内件结构技术。
背景技术
汽液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。由于板式塔结构简单、成本低廉、易于放大而且在设计与操作方面已具备了比较成熟的经验，因此在当前工业上的大型设备仍以板式塔为主。但板式塔与高效规整填料相比其通量比较小，效率也较低。其一般形式为在塔板两端分别设置受液盘和降液管作为液相的进出通道，气相由塔板上呈一定分布形式的气相通道(筛孔、泡罩、浮阀、喷射孔)进入与液相接触发生传质作用。
通过用CFD对不同的进口条件下传质过程进行模拟计算发现，气液流动分布显著影响传质效率。由图2可以看出，汽液分布越均匀传质效率越高。在传统的单降液管塔板上由于全部液相流向相同，所以液相的浓度分布趋势为由进口向出口逐渐降低，因此其传质效率也逐渐降低。与液相的浓度分布相对应，气相也存在相同的趋势。从而使气液相在上、下层塔板的进口处分布不均匀，其结果是即使采取措施使塔的进口处分布均匀，也只能保证靠近进口处的少数塔板的高效率(如图2中的Case2)。而且对于较大直径的塔在靠近塔壁的非开孔区，由于气相对液相的扰动作用较小，会出现传质效率较低的滞流区，这也是传统塔板效率较低的一个原因。
发明内容
为了克服传统塔板尤其是大型塔板传质效率较低的缺点，本发明的目的在于提供了一种液相分区错流流动的汽液充分混合高效传质塔盘，该塔盘在保持气液通过塔板后气相浓度均匀分布，从而提高传质效率。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种液相分区错流流动的汽液充分混合高效传质塔盘，其特征在于，在筛孔塔板，浮阀塔板或喷射型塔板上，采用分隔板将塔板分成间距相等或不等的平行条形区间，每个条形区间的一端设置降液管，另一端设置受液盘，在相邻的两条条形区间的同一端分别设置降液管和受液盘。
上述的分隔板高度为100-200mm；
上述塔盘，每条形区间宽度为200-400mm；
上述的降液管为圆形、矩形、三角形或D字形。
上述受液盘的上面开设锯形齿。
上述的分隔板焊接于塔板上或由螺钉连接于塔板上。
本发明的有益效果是，可以在保持塔板原有结构简单这一优点的前提下使汽液分布更为均匀从而显著提高传质效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1.受液盘，2.降液管，3.出口堰，4.隔板，5.螺栓与螺母。
图2是一个20块筛板塔的板效率曲线图与一个20块本发明塔盘塔的板效率曲线图。图中：EMV为气相Merphree效率，n为塔盘序号；■-Casel为本发明塔的传质效率曲线；-Case2为筛板塔的传质效率曲线。
具体实施方式
当塔盘直径小于800mm的情况下，采用塔盘整体制造，即塔盘上的气相通道、降液管、受液盘和出口堰等部件及分隔板按条形区间方案制成整体塔盘后，直接焊接于塔内；当塔盘直径大于800mm的情况下，采用塔盘分块制造，即每块条形区的降液管、受液盘、出口堰、隔板等部件单独制造成一体，然后再将制好的各个条形区块件在塔内焊接或用螺栓与螺母连接成为整体塔盘。
现以塔盘直径为2440mm的本发明塔盘为实施例，对本发明加以详细说明：塔板上气液鼓泡区分隔为7个区间，其中中间5个区间的区间宽度为360mm，两侧弓形区区间宽度为300mm，隔板高度200mm。该塔盘上的受液盘接受塔内的上一层塔盘降液管下流的液相，于是，该塔盘上的各条形区内的液相流动方向，由受液盘1向降液管2的方向流动，整个塔盘各个条形区的液相以形成总体的错流流动，这样液相分布在较小的区域内，使流动与混合更为均匀，并且每个条形区均有较大的气相流通面积，从而有效消除大型塔板所固有的低效率滞流区。液体的分区错流流动使得相邻区域的气相发生混合，使板间气体的浓度分布很均匀。这样可以保证整个塔各板的进出口条件处于理想的状况，使各板效率均维持在较高的水平，图2中的Casel给出了以相对挥发度1.25的双组分介质进行塔板效率计算，可以看出本发明塔盘的效率比普通塔板的效率提高20％以上。
Claims (6)
1、一种液相分区错流流动的汽液充分混合高效传质塔盘，其特征在于：在筛孔塔板，浮阀塔板或喷射型塔板上，采用分隔板将塔板分成间距相等或不等的平行条形区间，每个条形区间的一端设置降液管，另一端设置受液盘，相邻的两条条形区间的同一端分别设置降液管和受液盘。
2、按权利要求1所述的塔盘，其特征在于：分隔板高度为100-200mm。
3、按权利要求1所述的塔盘，其特征在于：每条形区间宽度为200-400mm。
4、按权利要求1所述的塔盘，其特征在于：降液管为圆形、矩形、三角形或D字形。
5、按权利要求1所述的塔盘，其特征在于：受液盘上面开设锯形齿。
6、按权利要求1所述的塔盘，其特征在于：分隔板焊接于塔板上或由螺钉连接于塔板上。
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