CN1299791C - 无放大效应的组合式填料精密精馏塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无放大效应的组合式填料精密精馏塔，属于精密精馏技术和装置的创新。该无放大效应的组合式填料精密精馏塔包括塔体、液体分布器、气体分布器及组合式填料，其特征在于：组合式填料由波纹板或搭片式规整填料与θ网环、鞍形环或螺线环散堆填料以及金属丝网组成，散堆填料填充于规整填料的填料片之间的空隙，每盘填料周围及下部设置金属丝网，相邻两盘组合式填料按波纹方向旋转90°放置。由于规整填料良好的径向分布能力，既保证了散堆填料在小尺度范围内发挥其良好的分离作用，又解决了气液相流动时径向分布不均的问题，同时减小了塔内的轴向返混，并且充分的利用了规整填料之间的空隙，从而提高了精馏塔的分离能力和处理量。
Description
技术领域
本发明涉及一种无放大效应的组合式填料精密精馏塔，属于精密精馏技术和装置的创新。
背景技术
近些年来，在工业生产或实验室研究中，常常需要对沸点非常接近的难分离物系(如同分异构体，同位素等)进行高清晰分离，这就要求使用分离效率高的精密精馏装置。目前精密精馏装置多用比表面积非常高的散堆填料如θ网丝环等，这种填料在小直径填料塔中的分离效率非常高，但塔径大于80-100mm时，分离效率就会明显下降；即放大效应非常明显，因此，在大规模工业应用中受到限制[1]。目前，这一问题的主要的解决方法就是采用多管塔[2]。但多管塔结构比较复杂，设计，制造和操作控制都非常困难，而且并没有从根本上解决过程的放大效应问题，只相当于设置了多个平行的小直径填料塔而已。因此开发没有放大效应的精密精馏装置成为高效分离研究的一个重点。
规整填料塔是目前工业中应用范围越来越广的一种气液传质设备，这种设备的最大优点就是在填料比表面积小于350m2/m3时几乎没有放大效应，但是填料比表面积较大时，仍然存在放大效应。因此，利用规整填料无放大效应的优点以及精密散堆填料分离效率高的优点，将两种填料组合在一起，则可以开发出一种没有放大效应的精密精馏装置。
参考文献
1.王树楹.现代填料塔技术指南.北京：中国石化出版社，1998，4
2.王树楹等.发明专利：新型多管式填料塔.专利号：90108481.6，1992
发明内容
本发明的目的在于提供一种无放大效应的组合式填料精密精馏塔。该塔分离效率高。
本发明通过下述技术方案加以实现，一种无放大效应的组合式填料精密精馏塔，该精馏塔包括塔体、液体分布器、气体分布器及组合式填料，其特征在于：组合式填料由波纹板或搭片式规整填料与θ网环、鞍形环或螺线环散堆填料以及金属丝网组成，散堆填料填充于规整填料的填料片之间的空隙，每盘填料周围及下部设置金属丝网，相邻两盘组合式填料按波纹方向旋转90°放置。
上述规整填料的水力直径，即特征尺寸约为散堆填料特征尺寸的8～10倍。
整个填料层分为两段，为了气、液相有良好的初始分布，在填料层上端设置了液体分布器，底部设置了气体分布器，同时在两段填料之间设置了液体收集器和液体再分布器。由于气液两相在规整填料内流动时会不断有规律的转向，从而获得很好的径向分布，使得在塔的水平截面上气液的分布非常均匀。同时，为了防止散堆填料从规整填料下面或侧面滑落，在每盘组合填料下部和周围均设置了金属丝网。气体和液体经各自的分布器进入填料内进行有效的传质，由于规整填料良好的径向分布能力，既保证了散堆填料在小尺度范围内发挥其良好的分离作用，又解决了气液相流动时径向分布不均的问题，同时减小了塔内的轴向返混，并且充分的利用了规整填料之间的空隙，从而提高了精馏塔的分离能力和处理量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，其中1为气体分布器，2为填料支撑，3为组合式填料，4为塔体，5为液体再分布器，6为液体收集器，7为液体分布器。
图2为图1中组合式填料的结构示意图，其中3-1为散堆填料，3-2为组片式规整填料，3-3为金属丝网。
具体实施方式
如图1～2所示，本发明由塔体、规整填料、散堆填料、液体分布器、液体收集器、液体再分布器、气体分布器、金属丝网以及填料支撑等构成。精馏塔内径为150mm，规整填料采用125X型规整填料，散堆填料采用3×3mm的铜网θ网环，其比表面积为2800m2/m3，装填在规整填料片之间的空隙内。塔内填料层高2m，分为两段，每段10盘，每盘填料高100mm，相邻各盘填料按波纹方向旋转90°，两段填料之间设置液体再分布器。液体分布器采用管式分布器。本发明的工作过程是，液相自上从液体分布器喷洒至填料层，气相从塔底由气体分布器向上流动与液体逆流接触进行传质。气、液相进入组合填料后，由于组片式波纹填料良好的径向分布作用及其规整的几何结构，气、液两相在填料塔内均匀的分布，精馏塔几乎没有放大效应，而且由于精密散堆填料的比表面积很大，因此增大了塔内气液相的接触面积，从而提高了填料塔的分离效率和处理量。常压下，该精馏塔正常操作时液相的喷淋密度最高可达30m3/(m2·h)。
Claims (2)
1.一种无放大效应的组合式填料精密精馏塔，该精馏塔包括塔体、液体分布器、气体分布器及组合式填料，其特征在于：组合式填料由波纹板或搭片式规整填料与θ网环、鞍形环或螺线环散堆填料以及金属丝网组成，散堆填料填充于规整填料的填料片之间的空隙，每盘填料周围及下部设置金属丝网，相邻两盘组合式填料按波纹方向旋转90°放置。
2.按权利要求1所述的无放大效应的组合式填料精密精馏塔，其特征在于波纹规整填料的水力直径，即特征尺寸约为散装填料特征尺寸的8倍。
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