CN1323743C - 气液旋流式高效降液管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气液旋流式高效降液管,属于用于化工、石化领域分离塔的塔内件技术。该降液管包括内外两个直径不同的圆管构成,在两个圆管间隙之间设置旋流导流叶片。所述旋流导流叶片是在两个圆管间隙之间设置的,形状为条形、扇形或三角形,且与水平有一定倾斜角。本发明优点在于液体在旋流导流叶片的引导下做旋转运动,产生的离心力加速气体与液体的分离,分离后的气体通过内管壁上的气体孔进入内管上升,而液体从内外管间环隙旋转流入到下层塔板上的受液盘。这种结构降液管大大提高了除气能力,避免了被释放气体的二次夹带,从而可以减小降液管占有塔板面积,增大塔板有效区面积,提高塔板效率及通量。

Description

气液旋流式高效降液管
技术领域
本发明涉及一种气液旋流式高效降液管,属于用于化工、石化领域分离塔的塔内件技术。
背景技术
塔板作为精馏、吸收等单元操作设备中不可缺少的塔内件,有将近200年的发展历史。为了寻求高效率、大通量型塔板,对塔板的研究从未间断。气液错流型塔板结构按液流方向可分为三部份:降液区(受液盘)、有效区、降液区(降液管)。其中,受液区接收来自上层塔板的液体;有效区为气、液间接触传质、传热提供了必要的空间,有效区面积越大,塔板效率就越高,生产能力越大:降液管主要有两个作用:①使塔板上液体顺利流入到下层塔板;②为释放被进入降液管液体夹带的气体提供足够的空间。因此,为防止夹带气体造成液体流动阻力增大、以及由气相返混造成塔板效率下降问题,降液管设计时必须给予认真考虑。对于塔直径一定的塔板,有效区和降液区面积的大小是相互抵制的,为了增加有效区面积提高塔板通量、效率,降液区所占面积就必须减少。为此,对降液管形式的研究一直是科研人员寻求提高塔板通量、效率的一个主要方向。到目前为止,商用降液管形式主要由以下三种:即图1中所示A-标准型,B-倾斜型,C-阶梯型。这三种形式降液管的共同特点是:液体溢流进入,被夹带的气体慢慢从液体中分离并从降液管空间上升,其中一部分返回到上层塔板;但是还有一部分气体被进入降液管的液体再次夹带,从而造成气体分离不彻底,降液管所占板面积就不能显著减少,有效区面积也就不能明显增大,液体处理量就无法提高。
发明内容
本发明目的在于提供一种气液旋流式高效降液管,该降液管特别适用于处理液量大、易发泡物系的精馏、吸收塔,可防止气体的二次夹带,显著提高降液管的除气能力,明显减小降液管面积,从而大大提高塔板通量、效率。
本发明是通过下述技术方案加以实现的,一种气液旋流式高效降液管其特征在于:
该降液管由内外两个直径不同的圆管构成,在两个圆管间隙之间设置旋流导流叶片,所述的旋流导流叶片形状为条形、扇形或三角形;每片旋流导流叶片与水平夹角为10-80度,每片旋流导流叶片长度为50-300mm。
上述的内管端口高于外管50~300mm,外管上端口为平口或者开有锯齿。
上述的旋流导流叶片为2-3层,每层间距为50-400mm,相邻两层旋流导流叶片旋转角方向一致。
上述的内管壁上于旋流导流叶片下方设置长方形舌形开孔,舌片向下伸出,且与轴向夹角为10-90度。
本发明优点在于液体在旋流导流叶片的引导下做旋转运动,产生的离心力加速气体与液体的分离,分离后的气体通过内管壁上的气体孔进入内管上升,而液体从内外管间环隙旋转流入到下层塔板上的受液盘。这种降液管大大提高了除气能力,避免了气体的二次夹带,从而可以减小降液管占有塔板面积,增大塔板有效区面积,提高塔板通量、效率。
附图说明
图1为现有的降液管结构示意图,图中A为标准型,B为倾斜型,C为阶梯型。
图2为本发明降液管在塔板上的布置正视图,图中1-受液盘,2-有效区,3-本发明降液管。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明降液管结构示意图,图中3-1-降液管内管,3-2-内管上开的舌形孔,3-3-降液管外管,3-4-旋流导流叶片。
图5为图4的俯视图。
图6为图4中M2舌形孔放大图。
图7为图5旋流导流叶片处A-A剖视图。
具体实施方式
结合附图对本发明加以进一步说明:
现以塔直径为2500mm、板间距550mm的F-1浮阀塔板、使用本发明降液管来改造旧标准型降液管为实施例,对本发明加以详细说明:在降液区并排布置2个本发明降液管,外管直径为400mm,外管上端口为平形,内管直径为150mm,内、外管高450mm,内管上端口设置高出外管上端口150mm,在内管壁上沿轴向均匀设置有4排宽50mm、高60mm的长方形孔8个,共有气孔32个,舌片和轴向间夹角为60度;沿径向扇形旋流导流叶片长度为250mm,共有两层旋流导流叶片,两层间距为150mm,每层均匀布置9个扇形叶片,叶片倾角(与水平方向)为20度,旋流导流叶片轴向高度为50mm,通过把旋流导流叶片焊接在内外管间固定内外管的相对位置。经过改造后的塔来精馏分离丙烷-丙烯物系,经计算通量提高了达30%以上,效率提高了10%以上。

Claims (4)

1.一种气液旋流式高效降液管,其特征在于该降液管由内外两个直径不同的圆管构成,在两个圆管间隙之间设置旋流导流叶片,所述的旋流导流叶片形状为条形、扇形或三角形;每片旋流导流叶片与水平夹角为10-80度,每片旋流导流叶片长度为50-300mm。
2.按权利要求1所述的气液旋流式高效降液管,其特征在于内管端口高于外管50~300mm,外管上端口为平口或者开有锯齿。
3.按权利要求1所述的气液旋流式高效降液管,其特征在于旋流导流叶片为2-3层,每层间距为50-400mm,相邻两层旋流导流叶片旋转角方向一致。
4.按权利要求1所述的气液旋流式高效降液管,其特征在于内管壁上于旋流导流叶片下方设置长方形舌形开孔,舌片向下伸出,且与轴向夹角为10-90度。
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