CN201154241Y - 填料式导向塔板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种填料式导向塔板，属于化工过程中的汽－液传质分离设备。主要由塔板(1)、传质元件、降液管(3)、受液板等元件组成。传质元件包括有升气管(6)、填料段(7)，在塔板上开有升气孔(8)。升气管(6)固定在塔板上并置于升气孔的正上方，并且升气管(6)的流通截面大于或等于升气孔的面积，在升气管(6)中装有填料段(7)。在传质元件的正上方设置有挡板(5)。化工过程中的气液传质分离，在该塔内可实现填料塔的多级并流操作，使分离效率和生产能力大为提高。本实用新型结构简单，造价低廉，经济效益明显。

Description

填料式导向塔板

技术领域

本实用新型涉及一种填料式导向塔板，属于化工过程中的汽-液传质分离设备。

背景技术

汽-液传质过程中广泛应用的塔设备主要有板式塔和填料塔两大类型。现有比较典型的大通量塔板存在分离效率低、生产能力还有待提高等问题。例如工业中应用较多的垂直筛板，其雾沫夹带量大，塔板效率不够高。其原因主要是由于塔板上存在液面落差而导致不同部位液层厚度不同、气体的穿透阻力不同，在塔板下游液层较薄易被气流吹开，上游液层较厚气流难以突破等弊病；同时垂直筛板的帽罩内没设置任何元件，造成空间浪费。故在塔内件上要进行大的变革，以显著提高通量和分离效率是可行的。

实用新型内容

本实用新型克服了现有板式塔的上述缺陷，并加设填料段，提供了一种填料式导向塔板，在塔内可实现填料塔的多级并流操作。其结构简单，造价低廉，分离效率和生产能力大幅度提高。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。包括有塔板1、受液盘、降液板3和传质元件，在塔板1的液体入口处设置凸台2。传质元件包括有升气管6、填料段7和挡板5。在塔板1上开有升气孔8，升气管6固定在塔板1上并置于升气孔8的正上方，升气管6中装有填料段7，在填料段7以上部位的升气管6壁上开设筛孔4，升气管6上方安装有挡板5；在塔板板面上还开设有导向孔9。

所述的导向孔9的三面与塔板1相连，一面开口，开口方向与塔板1上液体流动方向一致；位于导向孔9正下方的塔板部分开有通孔。

所述的升气管6的下端与塔板1之间保持10～50mm的间隙。

所述的挡板5与升气管6顶端之间保持有5～50mm的间隙。

所述的塔板1的开孔率5～30％。

所述的传质元件在塔板1上采取正三角形或正方形排列。

本实用新型与已有技术相比具有的突出特点：

一、本实用新型在塔板板面上开设导向孔，使得气体从中通过时沿着水平方向前进，引导塔板上的液体向前稳定流动。消除了液面落差，塔板上不同部位气液接触更加均匀，传质效率提高；加设导向孔后，全塔各部位液面达到了均匀一致，所以生产能力要比普通塔板有大幅度提高。

二、在塔板传质元件内加设填料段，可以起到如下作用：1)减少雾沫夹带，允许更高的气流速度，进而提高塔的通量和生产能力；2)发挥高效填料分离效率高的优势，当气体携带液体进入填料段后，可克服靠强制流动使气液在填料表面分布均匀，传质主要阻力气膜和液膜极薄且不断更新，在填料表面实现汽-液两相二次传质，因而传质效率可大大提高。

附图说明

图1是填料式导向塔板示意图；

图2是传质元件分布示意图；

图3是传质元件(圆筒形)主视图；

图4是传质元件俯视图；

图5是升气管C-C截面剖视图；

图6是升气管A-A截面剖视图；

图7是方形传质元件主视图；

图8方形传质元件俯视图；

图9是方形升气管D-D截面剖视图；

图10是方形传质元件分布示意图；

图11是导向孔的主视图；

图12是导向孔的剖视图

图中：1、塔板，2、凸台，3、降液板，4、筛孔，5、挡板，6、升气管，7、填料段，8、升气孔，9、导向孔。

具体实施方式

鉴于提高精馏塔通量和分离效率的重要意义，依据在研究高效导向筛板和高效填料方面所取得的理论和技术成果，采用导向型塔板、新垂直筛板和高效填料塔相结合的新方法，以开发通量更大、分离效率更高的“填料式导向塔板”精馏塔。

本实施例中提供一种新型的并流喷射式复合塔，是在塔板上安装主要由升气管、挡板和填料段构成的传质元件。具体的实施方案参照附图详细说明如下：

填料式导向塔板基本结构包括塔板1、受液盘、降液板3和传质元件，塔板上设置导向孔9和凸台2，具体如图1所示。传质元件置于塔板1上所开升气孔8的上方，包括升气管6、填料段7和挡板5，升气管6的下端设置的脚与塔板1焊接，升气管6的下端面与塔板1之间保持一定的间隙，约10～50mm。塔板1上开多个升气孔8，在每层塔板1上可分布多个传质元件。传质元件在塔板上采取正三角形排列，如图2所示，还可采取正方形排列以及其他分布方式。

导向孔9是设置在塔板1上的多个突起，其三面与塔板1相连，一面开口，开口方向指向溢流堰，与塔板上液体流动方向一致。开口细长，其长度远大于高度，位于导向孔9正下方的塔板部分为贯通塔板的通孔，如图11、12所示。在塔板板面上，合理地开设与液体粘度、密度、表面张力等相关的导向孔，可起到将塔板上液体接近于“零梯度”流动，上下游液流之间消除了液面落差，塔板上不同部位汽液接触更加均匀，传质效率提高；同时，原来是下游液层较薄处液体被气体吹开，即局部气速达到最大时，就是生产能力最大值，上游部分由于液层较厚而且密实，尚有部分气体难以突破的地方而气速极小(从而影响了生产能力)。加设导向孔后，全塔各部位液面达到了均匀一致，总体平均气速达到最大时，才是生产能力的最大值，所以生产能力要比普通塔板有大幅度提高。

图3中，8为塔板升气孔，6为升气管。升气管下端与塔板焊接，二者之间保持10～50mm的间隙。升气管中装有一定形状和体积的填料段7，填料段可以是散装填料或规整填料。升气管上半部壁上开筛孔4，如图5所示；升气管上方罩有挡板5，采用焊接或者连接件连接的方式固定在升气管顶部，挡板与升气管之间保持一定距离的间隙，5～50mm。

本实施中在传质元件内装有填料段，结合了填料的分离效率高、塔压降低、能有效抑制雾沫夹带等优势。

传质元件总高度为塔板间距的2/3左右，一般为100～500mm。塔板升气孔开孔边缘倒出圆角，或采用其他有利于减小流动阻力的结构，升气管置于升气孔的正上方。升气管的流通截面应大于或等于塔板所开升气孔的面积。升气管既可以采用图3中所示的圆形管，也可采用图7所示的方形管。方形升气管底部开槽结构如图9所示，升气管顶端开筛孔及气体吹出方向如图10中箭头方向。

填料式导向塔板的操作过程如下：气体从塔板下方以一定的速度通过塔板升气孔，而塔板上的液体经过升气管与塔板之间的10～50mm的间隙之后被具有一定速度的气体夹带，气液并流通过升气管内的填料，进行混和传质过程并完成气液分离，气体向上进入上一层塔板的开孔，液体下降到下一层塔板。在每一层塔板上都进行上述过程，填料式导向塔板从而在气液总体逆流的情况下，实现多级并流操作。

采用本实施例中的填料式导向塔板进行汽液传质分离，操作弹性为30～150％，与一般浮阀塔板相比，生产能力高出80～150％，分离效率高出20～40％。

Claims (6)

1、填料式导向塔板，包括有塔板(1)、受液盘、降液板(3)和传质元件，在塔板(1)的液体入口处设置凸台(2)；其特征在于：所述的传质元件包括有升气管(6)、填料段(7)和挡板(5)；在塔板(1)上开有升气孔(8)，升气管(6)固定在塔板(1)上并置于升气孔(8)的正上方，升气管(6)中装有填料段(7)，在填料段(7)以上部位的升气管(6)壁上开设筛孔(4)，升气管(6)上方安装有挡板(5)；在塔板板面上还开设有导向孔(9)。

2、根据权利要求1所述的填料式导向塔板，其特征在于：所述的导向孔(9)的三面与塔板(1)相连，一面开口，开口方向与塔板(1)上液体流动方向一致；位于导向孔(9)正下方的塔板部分开有通孔。

3、根据权利要求1所述的填料式导向塔板，其特征在于：所述的升气管(6)的下端与塔板1之间保持10～50mm的间隙。

4、根据权利要求1所述的填料式导向塔板，其特征在于：所述的挡板(5)与升气管(6)顶端之间保持有5～50mm的间隙。

5、根据权利要求1所述的填料式导向塔板，其特征在于：所述的塔板(1)的开孔率5～30％。

6、根据权利要求1所述的填料式导向塔板，其特征在于：所述的传质元件在塔板(1)上采取正三角形或正方形排列。

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