CN202036813U

CN202036813U - 组合导向固阀塔板

Info

Publication number: CN202036813U
Application number: CN2011200736534U
Authority: CN
Inventors: 李玉安; 周文勇; 叶启亮; 史贤林; 孙浩; 刘玉兰
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2021-03-18

Abstract

本实用新型设计了一种组合导向固阀塔板，塔板上由矩形导向固阀和梯形导向固阀组合而成，固阀上设有导向孔。根据塔板上液体负荷的不同，上述二种固阀具有适当的组合比率和排布形式，以消除塔板上的液面梯度和液体滞止区，使各层塔板均处于最佳操作状态，从而大大提高了全塔的操作性能。

Description

组合导向固阀塔板

【技术领域】

本实用新型涉及化工中的阀塔技术领域，具体地说，是一种组合导向固阀塔板。

【背景技术】

板式塔在化工、炼油和石油化工中广泛应用。塔板的种类很多，工业上常用的为筛孔型塔板和浮阀型塔板。筛孔型塔板加工方便、造价较低、不易堵塞，但气相负荷较小时液体易泄漏，气相负荷较大时雾沫夹带较大，因而操作弹性较小。浮阀型塔板由于塔板上具有浮动部件，气体通量能在一定范围内自动调节，因而操作弹性较大、塔板效率较高、处理能力较大，但由于塔板上具有浮动部件，因而塔板的造价较高。在浮阀型塔板中，浮阀为圆形的F1型浮阀塔板曾在工业上广泛应用，随着塔器技术的不断进步，发现F1型浮阀塔板存在某些缺点，主要有：塔板上液面梯度较大、液体返混较大、塔板上存在液体滞止区及浮阀易磨损、易脱落。为了克服F1型浮阀塔板的上述缺点，我国科技工作者做了大量的研究工作，先后开发了导向浮阀塔板(中国专利91215110.2)、具有导向作用的梯形导向浮阀塔板(中国专利92243924.9)和组合导向浮阀塔板(中国专利96229716.X)等新型浮阀塔板。其中组合导向浮阀塔板，塔板上由矩形导向浮阀和梯形导向浮阀按适当的配比组合而成，具有优异的操作性能，并已在工业上广泛应用，获得了良好效果。

近年来，根据节能降耗和增大处理能力的需求，固阀塔板(亦称固定阀塔板)的开发研究和工业应用受到了重视，国内外已开发研究了不同形式的固阀塔板，并已在工业上应用。固阀塔板的结构特点，介于筛孔塔板与浮阀塔板之间，塔板上的固阀由塔板直接冲出，不需要另外部件，其作用相当于浮阀塔板上的浮阀。固阀塔板与筛孔塔板相比，雾沫夹带较小、处理能力较大；固阀塔板与浮阀塔板相比，压降较小，处理能力较大，造价较低，结构可靠。因此，固阀塔板兼有筛孔塔板和浮阀塔板的优点，在一定程度上克服了二者所存在的缺点，具有良好的工业应用前景。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组合导向固阀塔板。

本实用新型的目的，是在对组合导向浮阀塔板的实验研究和工业应用的基础上，设计了一种组合导向固阀塔板，塔板上由塔板直接冲制出的矩形导向固阀和梯形导向固阀组合而成，固阀上没有适当的导向孔，借助塔板上矩形导向固阀和梯形导向固阀的适当配比和排布，使本实用新型的塔板具有广泛的适应性，既适用于大液流强度，也适用于小的液流强度，对于各种不同的情况，均可良好地消除塔板上的液面梯度和液体滞止区，塔板上液体返混小，塔板效率高，处理能力大，并且，由于塔板上无浮动部件，塔板造价较低，结构可靠，使用寿命长。因此，本实用新型的组合导向固阀塔板具有良好的结构特征和优异的操作性能。

本实用新型的构思是这样的：

(1)在操作中，由于矩形导向固阀对液体的推动力较小，梯形导向固阀对液体的推动力较大，当塔板上全部为矩形导向固阀时，在较大的液流强度情况下，难以完全消除液面梯度；当塔板上全部为梯形导向固阀时，在较小的液流强度情况下，由于对液体的推动力过大，会产生负的液面梯度。并且，上述二种塔板由于塔板上的固阀对液体的推力几乎没有差别，不能消除塔板上的液体滞止区。因此，为克服矩形导向固阀塔板和梯形导向固阀塔板的上述缺点，本实用新型所说的塔板上设置了一部分为矩形导向固阀，另一部分为梯形导向固阀，并采用适用的配比和排布，以满足不同情况的需要，增强了塔板的适应能力，提高了塔板的操作性能；

(2)对于液体负荷L较小的塔板，如L＜20M³/(m·h)时，可以排布较大比率的矩形导向固阀，较小比率的梯形导向固阀；且梯形导向固阀主要排布在塔板的弓形区1内，这样既保持对塔板中心区4的液体有适度的推动力，以消除塔板上的液面梯度，又可使塔板的弓形区内对液体具有较大的推动力，以消除液体的滞止区，使塔板处于良好的操作状态；

(3)随着液体负荷L的增大，梯形导向固阀的比率适当增大，矩形导向固阀的比率相应减小；梯形导向固阀主要排布在塔板弓形区内，以消除塔板上的液体滞止区；在塔板的中心区也排布一定数量的梯形导向固阀，以消除塔板上的液面梯度；排布在中心区的导向固阀优先排布在靠近液体进入塔板的一端，以减小液体泄漏；

(4)在任何情况下，梯形导向固阀在塔板上弓形区内的分布密度大于在塔板中心区的分布密度，以确保既能消除塔板上的液面梯度，又能消除塔板上的液体滞止区；

(5)在塔板上的矩形导向固阀和梯形导向固阀上，均设有适当形状的导向孔，从导向孔流出的气体不仅对塔板上的液体流动具有一定的推动作用，而且改善了塔板上的气液接触情况。

一种组合导向固阀塔板，其特征在于；塔板上由矩形导向固阀和梯形导向固阀组合而成，固阀上均设有导向孔；

所述的矩形导向固阀，由塔板上直接冲出，阀孔长度A在30～200mm范围内选取；宽度B在15～40mm范围内选取；

所述的梯形导向固阀，也由塔板上直接冲出，阀孔长度A在30～200mm范围内选取；梯形导向固阀阀孔前端的宽度B₁在10～30mm范围内选取，后端宽度B₂在20～50mm范围内选取，且必须保证B₂大于B₁；

固阀上设有导向孔，导向孔设在固阀的顶部，也或者设在固阀的前部，或者二处均设有导向孔；设在固阀顶部的导向孔的数量为1个或1个以上，开口形状为舌形或斜孔形，开口方向与塔板上的液流方向一致，张口尺度为2～6mm的范围；设在固阀前部的导向孔，为可以是圆形、三角形或多边形开孔，或者为舌孔或斜孔，开口方向与塔板上的液流方向的夹角为0～70°的范围。

与现有技术相比，本实用新型的优点：

本实用新型所说的组合导向固阀塔板，液面梯度小，液体返混小，较好地消除了塔板上的液体滞止区，具有处理能力大和效率高的特点，并且造价较低，实用寿命较长，塔板结构可靠。因此，在蒸馏、吸收、汽提等气液传质操作中，应用本实用新型的塔板用于老塔改造和新塔设计，可获得显著的经济效益。

【附图说明】

图1为液体负荷L＜20M³/(m·h)时，矩形导向固阀和梯形导向固阀在组合导向固阀塔板上的排布图；

图2为液体负荷L＞60M³/(m·h)时，矩形导向固阀和梯形导向固阀在组合导向固阀塔板上的排布图；

图3a，3b为矩形导向固阀的示意图；

图4a，4b为梯形导向固阀的示意图；

【具体实施方式】

下面将结合附图来阐明本实用新型的内容：

图1为液体负荷L＜20M³/(m·h)时，矩形导向固阀和梯形导向固阀在组合导向固阀塔板上的排布。

当塔板上液体负荷L＜20M³/(m ·h)时，塔板上矩形导向固阀5的占有比率约为60～80％；梯形导向固阀6占有率约为20～40％，在弓形区3设置梯形导向固阀；在靠近受液区1的一侧的中心区4内排布部分矩形导向固阀；

图2为液体负荷L＞60M³/(m·h)时，矩形导向固阀和梯形导向固阀在组合导向固阀塔板上的排布图。

当塔板上液体负荷L＞60M³/(m·h)时，塔板上矩形导向固阀5的占有比率约为40～60％，梯形导向固阀6占有比率约为60～40％；在靠近降液区2的一侧的中心区内排布部分矩形导向固阀；

对于塔板上的液体负荷为L＝20～60M³/(m·h)范围内，塔板上矩形导向固阀的占有比率约为50～70％，梯形导向固阀的占有比率约为50～30％，并可以根据具体情况确定。

图3a，3b为矩形导向固阀的示意图。

其中：A为矩形导向固阀阀孔的长度，A＝30～200mm；B为矩形导向固阀阀孔的宽度，B＝15～40mm。

图4a，4b为梯形导向固阀的示意图。

其中：A为梯形导向固阀的阀孔长度，A＝30～200mm；B₁为梯形导向固阀阀孔前端的宽度，B₁＝10～30mm，B₂为梯形导向固阀阀孔后端的宽度，B₂＝20～50mm，且必须保证B2大于B1。

图3a，3b和图4a，4b所示设于固阀上的导向孔，导向孔可设在固阀的顶部，也可设在固阀的前部，也可二处均设导向孔。图中所示为二处均设导向孔的情况。设在固阀顶部的导向孔(导向孔I 7)，根据固阀的长度，数量可以为1个或1个以上，开口形状为舌形或斜孔形，开口方向与塔板上的液流方向一致；设在固阀前部的导向孔(导向孔II8)，可以是圆形、三角形或多边形开孔，也可以是舌形孔或斜孔，开口方向与塔板上的液流方向的夹角为0～70°的范围。本实用新型所说的组合导向固阀塔板，在冷摸实验装置内进行了大量的实验研究。本实用新型具有如下显著优点：

(1)本实用新型的塔板与矩形固阀塔板相比，对液体负荷变化的适应性较好，无论对于较小的液流强度，还是对于较大的液流强度，均可完全消除塔板上的液面梯度和液体滞止区，从而具有较好的操作性能；

(2)本实用新型的塔板与梯形导向固阀塔板相比，不仅可避免在液流强度较小时产生负的液面梯度，并可消除塔板上的液体滞止区，从而具有较高的塔板效率；

(3)特别是当塔内各层塔板的液体负荷相差较大时，如一部分塔板的液流强度较小，另一部分塔板的液流强度较大，本实用新型可借助矩形导向固阀和梯形导向固阀的不同配比和适当的排布方式，使塔内各层塔板均处于最佳的操作状态，从而提高了全塔的综合性能；

(4)本实用新型塔板上的矩形导向固阀和梯形导向固阀上均设有导向孔，从导向孔流出的气体不仅对塔板上的液体具有一定的推动作用，而且强化了固阀顶部及前后固阀之间的气液传质作用，提高了塔板的流体力学和传质性能。

总之，本实用新型所说的组合导向固阀塔板，液面梯度小，液体返混小，较好地消除了塔板上的液体滞止区，具有处理能力大和效率高的特点，并且造价较低，实用寿命较长，塔板结构可靠。因此，在蒸馏、吸收、汽提等气液传质操作中，应用本实用新型的塔板用于老塔改造和新塔设计，可获得显著的经济效益。

Claims

1.一种组合导向固阀塔板，其特征在于：塔板由矩形导向固阀和梯形导向固阀组合而成，矩形导向固阀和梯形导向固阀上均设有导向孔。

2.如权利要求1所述的一种组合导向固阀塔板，其特征在于：所述的矩形导向固阀，阀孔长度A在30～200mm范围内选取；宽度B在15～40mm范围内选取。

3.如权利要求1所述的一种组合导向固阀塔板，其特征在于：所述的梯形导向固阀，由塔板上直接冲出，阀孔长度A在30～200mm范围内选取；梯形导向固阀阀孔前端的宽度B₁在10～30mm范围内选取，后端宽度B₂在20～50mm范围内选取，且必须保证B₂大于B₁。

4.如权利要求1所述的组合导向固阀塔板，其特征在于，所述的导向孔设在固阀的顶部，或者设在固阀的前部，或者二处均设有导向孔；设在固阀顶部的导向孔的数量为1个或1个以上，开口形状为舌形或斜孔形，开口方向与塔板上的液流方向一致，张口尺度为2～6mm的范围；设在固阀前部的导向孔，为圆形、三角形或多边形开孔，或者为舌孔或斜孔，开口方向与塔板上的液流方向的夹角为0～70°的范围。