CN1698923A - 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
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。
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 (5)
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。
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°，每片旋流导流叶片长度为50-300mm。
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。
5、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°。
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