CN203030028U - 排管式液体分布器及使用该液体分布器的冷却塔 - Google Patents
排管式液体分布器及使用该液体分布器的冷却塔 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及排管式液体分布器及使用该液体分布器的冷却塔，包括布设有布液孔的布液管，各布液管外侧设置有用于限制布液孔喷射液体的下落范围的阻挡体，所述阻挡体设置有与布液孔相对设置的用于阻挡布液孔喷射的液体并导引液体分布流下的导流面。本实用新型可避免壁流的产生和流速不稳定时部分填料层无法被喷淋到的现象，使液体分布均匀，改善精馏效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及冷却塔用的液体分布器，尤其涉及一种排管式液体分布器及使用该液体分布器的冷却塔。
背景技术
冷却填料塔是化工生产中广泛使用的气液直接接触传质设备。它具有结构简单、传质效率高、压降小、装置灵活等优点。性能良好的冷却塔除了填料本身的因素外，塔内件结构的合理性起着重要的作用。液体分布器是空水冷塔内十分重要的内件。塔内均匀的液体分布是塔良好操作的必要条件之一。而良好均匀的液体分布关键取决于液体分布器，故液体分布器的设计是十分重要的。
现有的液体分布器类型繁多，结构各异，采用较多的分布器形式为孔盘式分布器和排管式分布器，孔盘式分布器包括液体分布盘和升气筒，液体分布盘可水平固定于支撑圈上，底盘上均匀布置液体分布孔和升气筒，液体通过底盘上的分布淋降到填料表面；孔盘式分布器的喷淋点密度较小，塔壁周边缺少喷淋点，气相通道较小，气体通过时压降较大，气速较高，当直径较大时，容易出现液相混合不均的现象，从而影响初始分布质量。因此现在多采用排管式分布器，现有的排管式分布器结构如授权公告号为CN 202538633 U的中国专利“排管式液体分布器”，包括布设有布液孔的布液管，布液管包括沿左右延伸的中心管和中心管底部沿其轴线方向设置的多个沿中心管径向延伸的布液管，布液管与中心管连通，所述中心管一端为液体进口，另一端通过盲板设置封堵为盲端，所述布液管的轴线与中心管的下部外边缘在同一水平面上，所述布液管朝向塔内填料的一侧布设有分支布液孔。液体由进料口进入中心管后分配到与中心管连通的各布液管中，从布液管上设置的分支布液孔喷射到填料上。这种排管式液体分布器使用在空水冷塔直径较大时，液体经分支布液孔喷出后大部分液体喷射到塔壁后，会产生壁流，由于空水冷塔直径较大，因此其他部分填料不能被润湿，降低空水冷塔的精馏效果；当液体流量变化较大时，各分支布液孔流速不稳定，喷淋面积不同，影响液体的均匀分布。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种液体分布均匀的排管式液体分布器。本实用新型还提供一种使用上述排管式液体分布器的冷却塔。
为解决上述问题，本实用新型中排管式液体分布器采用的技术方案是：
排管式液体分布器，包括布设有布液孔的布液管，各布液管外侧设置有用于限制布液孔喷射液体的下落范围的阻挡体，所述阻挡体设置有与布液孔相对设置的用于阻挡布液孔喷射的液体并导引液体分布流下的导流面。
所述布液管包括设有液体进口的中心管和与中心管连通的沿中心管径向延伸的至少一个分支布液管，所述中心管和分支布液管上分别布设有用于喷射液体的中心布液孔和分支布液孔。
所述分支布液管两两对称的设置于所述中心管两侧，所述分支布液管与所述中心管通过法兰连接。
所述中心管的与液体进口相对的一端为盲端。
所述阻挡体包括各分支布液管相对两侧分别设置的一对左挡液板和右挡液板，所述导流面为左挡液板和右挡液板与相应分支布液管相对一侧的表面。
所述每对左挡液板和右挡液板通过沿分支布液管径向延伸的支撑板固定设置于相应分支布液管两侧。
本实用新型提出的使用上述排管式液体分布器的冷却塔采用的技术方案是：
冷却塔，包括塔高沿上下方向延伸的塔体，所述塔体内沿塔高方向间隔设置有至少一层填料层，所述填料层上方设置有排管式液体分布器，所述排管式液体分布器包括布设有布液孔的布液管，各布液管外侧设置有用于限制布液孔喷射液体的下落范围的阻挡体，所述阻挡体设置有与布液孔相对设置的用于阻挡布液孔喷射的液体并导引液体分布流下的导流面。
所述布液管包括设有液体进口的中心管和与中心管连通的沿中心管径向延伸的至少一个分支布液管，所述中心管和分支布液管上分别布设有用于喷射液体的中心布液孔和分支布液孔，所述中心布液孔和分支布液孔分别设置于所述中心管和分支布液管朝向其下方的填料层的一侧。
所述分支布液管两两对称的设置于所述中心管两侧，所述分支布液管与所述中心管通过法兰连接。
所述阻挡体包括各分支布液管相对两侧分别设置的一对左挡液板和右挡液板，所述导流面为左挡液板和右挡液板与相应分支布液管相对一侧的表面，所述每对左挡液板和右挡液板通过沿分支布液管径向延伸的支撑板固定设置于相应分支布液管两侧。
本实用新型提出的排管式液体分布器及使用该液体分布器的冷却塔，进入布液管的液体从布液孔中喷出，由于布液管外侧设置有阻挡体而被阻挡体阻挡，从而可限制液体的喷射范围，避免液体喷射较远时无法使靠近布液管处的填料层润湿；喷射到阻挡体上的液体沿阻挡体的导流面分布并落下，因此当液体流量不稳定时，流速较大的分支布液孔中喷出的液体喷射到阻挡体上并沿阻挡体的导流面分布并降下到填料层上，从而使流速较小的布液孔无法喷淋到的填料层能够被沿导流面流下的液体润湿，使液体分布均匀。本实用新型可避免壁流的产生和流速不稳定时部分填料层无法被喷淋到的现象，使液体分布均匀，改善精馏效果。
进一步的，中心管与分支布液管通过法兰连接，结构简单，便于装配，加工成本低，便于更换部件。
进一步的，中心管一端封闭，可以使流入中心管的液体被均匀分散到各分支布液管，从而使液体分布更加均匀。
进一步的，中心布液孔和分支布液孔分别设置于中心管和分支布液管朝向下方的填料层的底部，避免中心管和分支布液管中死液区的存在，改善液体初始分布质量，提高传质效率，从而达到良好的分离效果，有良好的可操作性和实用性。
附图说明
图1是本实用新型中排管式液体分布器的实施例的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是图1的C向视图；
图5是本实用新型中冷却塔的实施例1的结构示意图，也是排管式液体分布器的一种使用状态图；
图6是本实用新型中冷却塔的实施例2的结构示意图，也是排管式液体分布器的另一种使用状态图。
具体实施方式
本实用新型中冷却塔的实施例1如图5所示，下面结合附图对本实施例的具体实施方式进行详细说明：
本实施例中冷却塔为空气冷却塔，包括沿上下方向延伸的筒形塔体211，所述塔体上、下两端分别采用上封头213、下封头203封堵，所述上封头上开设有用于将空冷塔内的分馏气体排出的排气口214，所述下封头焊接固定在用于支撑塔体的裙座202上，并通过地脚螺钉201固定在地面上，所述塔体上开设有用于向塔体内输送气体的进气口204，所述进气口上方的塔内沿塔高方向间隔设置有两层填料层209，上层填料层为聚丙烯鲍尔环，下层为增强型聚丙烯鲍尔环，所述每层填料层底部通过填料支架205支撑，上部设有填料压板206，两层填料层之间设有液体收集器208，所述上层填料层的上方设置有第一排管式液体分布器210、下层填料层与上层填料层之间设有第二排管式液体分布器207，所述第一排管式液体分布器的上方设置有丝网除沫器212，所述第一排管式液体分布器和第二排管式液体分布器结构相同，如图1～4所示，包括布设有布液孔的布液管，所述布液管包括轴线沿左右方向延伸的中心管1，中心管1一端为液体进口2，另一端通过底板10封堵为盲端，中心管1朝向填料一侧的底部布设有中心布液孔9，中心管1沿其轴线延伸方向间隔设置有分支布液管连接口，所述分支布液管连接口为分置于所述中心管径向两侧的各五个，所述各分支布液管连接口上设置有连接法兰3，通过各连接法兰连接有沿中心管径向延伸的分支布液管7，所述分支布液管远离中心管一端通过封闭板11封堵，所述相邻分支布液管之间构成气体通道，所述各分支布液管朝向填料一侧的底部布设有分支布液孔6，所述各分支布液管外侧设置有阻挡体，所述阻挡体为各分支布液管相对两侧设置的左挡液板4和右挡液板5，所述左挡液板4和右挡液板5分别通过至少两个支撑板8固定于相应分支布液管两侧，所述各挡液板与相应分支布液管相对的一侧为用于阻挡布液孔喷射的液体并导引液体分布流下的导流面。所述中心管的盲端通过连接板13与塔体上设置的第一连接板12位置可调连接，连接板与第一连接板上设置有用于调节两者相对位置的长孔。
工作时，原料气体从进气口204进入空气冷却塔中，气体向上流动，液体从第一排管式液体分布器210的液体进口进入中心管1后，一部分从中心管底部设置的中心布液孔喷淋到下方设置的填料层上，其余部分进入与中心管连通的各分支布液管中，通过分支布液管底部设置的分支布液孔喷射到分支布液管外的相对两侧设置的左挡液板和右挡液板上，沿相应挡液板的导流面分布并落到填料上，空气冷却塔中底部的气体通过相邻分支布液管之间的气体通道上升。在各分支布液管相对两侧均设置有左挡液板和右挡液板，当空气冷却塔直径较大时，各分支布液孔中喷出的液体被相应的左挡液板和右挡液板阻挡，避免了壁流产生，使液体分布均匀；当液体流量变化较大时，各分支布液孔流速不一致，流速大的分支布液孔喷淋出的液体喷射到挡液板上并沿其导流面分布并落下，弥补流速小的分支布液孔无法喷淋到的填料层，从而使液体分布均匀。液体从上层填料层向下流动，被其下部设置的液体收集器收集并重新输送到第二排管式液体分布器，第二排管式液体分布器与第一排管式液体分布器结构相同，液体通过第二排管式液体分布器被重新均匀分布在下层填料层上，从而使上升的气体与填料层中的液体充分传质。
本实用新型中液体分布器采用排管式结构，相邻分支布液管中间构成气体通道，减小液体流通面积、增大了气体的流通面积，气体通道面积超过空水冷塔截面积的70%。
在本实施例中在中心管两侧分别设置有沿其径向延伸的五个分支布液管，在本实用新型的其他实施例中也可分别设置一个、两个或三个以上的多个分支布液管。
在本实施例中阻挡体为各分支布液管外相对两侧均设置的左挡液板和右挡液板，在其他实施例中也可设置为导流面沿其轴向延伸的柱状结构的阻挡体；在本实施例相邻两个分支布液管之间设置有两个挡液板，在本实用新型的其他实施例中也可在相邻两布液管之间设置一个挡液板或柱状阻挡体。
在本实施例中布液管包括中心管和沿中心管径向延伸的、与中心管连通的分支布液管，在中心管与中心管径向两侧设置的布液管通过法兰连接，并在底部布设有中心布液孔，在本实用新型的其他实施例也可采用如背景技术中的中心管与布液管的结构或将布液管设置为多个分支布液管绕一中心向四周辐射设置的辐射状结构，所述液体进口设在该中心处。
在本实施例中中心布液孔和分支布液孔分别设置于中心管和分支布液管的朝向填料层一侧的底部，避免中心管和分支布液管中死液区的存在，改善液体初始分布质量，提高传质效率，从而达到良好的分离效果，有良好的可操作性和实用性，在本实用新型的其他实施例中也可使中心布液孔和分支布液孔沿中心管和分支布液管圆周壁布设或设置于中心管和分支布液管圆周壁的其他位置。
在本实施例中，中心管和分支布液管一端为分别通过底板和封闭板封堵而形成盲端，在本实用新型的其他实施例中也可将中心管和分支布液管设为通孔或采用将底板与中心管一体设置、封闭板与分支布液管一体设置的方式。
本实用新型中冷却塔的实施例2如图6所示，与上述实施例不同的是，本实施例中的冷却塔为水冷塔，所述水冷塔包括沿上下方向延伸的筒形水冷塔体304，所述塔体下端采用封头303封堵，所述上方为锥形结构310，上方开设有用于将水冷却塔内的气体排出的排气口，所述封头焊接固定在用于支撑塔体的支承座302上，并通过地脚固定螺栓301固定在地面上，所述塔体上开设有用于向塔体内输送气体的进气口，进气口上方的塔体内设置有塔体填料层306，塔体填料层为聚丙烯鲍尔环，塔体填料层底部支撑有支撑架305，上部设有压板307，所述塔体填料层的上方设置有排管式液体分布器308，排管式液体分布器的上方设置有除沫器309。所述排管式液体分布器的结构与上述实施例1中相同，不同的是该水冷却塔中由于只有一层塔体填料层，不需对液体进行重新分配，因此，不设置液体收集器。实施方式也与上述实施例中相同，在此不再赘述。
在实施例1和实施例2中，使用的排管式液体分布器分别为2个和1个，在其他实施例中也可以根据情况设置3个以上。
本实用新型中排管式液体分布器的实施例如图1～图4所示，其结构与上述实施例中排管式液体分布器的结构相同，在此不再赘述。
Claims (10)
1.排管式液体分布器，包括布设有布液孔的布液管，其特征在于：各布液管外侧设置有用于限制布液孔喷射液体的下落范围的阻挡体，所述阻挡体设置有与布液孔相对设置的用于阻挡布液孔喷射的液体并导引液体分布流下的导流面。
2.根据权利要求1所述的排管式液体分布器，其特征在于：所述布液管包括设有液体进口的中心管和与中心管连通的沿中心管径向延伸的至少一个分支布液管，所述中心管和分支布液管上分别布设有用于喷射液体的中心布液孔和分支布液孔。
3.根据权利要求2所述的排管式液体分布器，其特征在于：所述分支布液管两两对称的设置于所述中心管两侧，所述分支布液管与所述中心管通过法兰连接。
4.根据权利要求3所述的排管式液体分布器，其特征在于：所述中心管的与液体进口相对的一端为盲端。
5.根据权利要求2～4中任意一项所述的排管式液体分布器，其特征在于：所述阻挡体包括各分支布液管相对两侧分别设置的一对左挡液板和右挡液板，所述导流面为左挡液板和右挡液板与相应分支布液管相对一侧的表面。
6.根据权利要求5所述的排管式液体分布器，其特征在于：所述每对左挡液板和右挡液板通过沿分支布液管径向延伸的支撑板固定设置于相应分支布液管两侧。
7.冷却塔，包括塔高沿上下方向延伸的塔体，所述塔体内沿塔高方向间隔设置有至少一层填料层，所述填料层上方设置有排管式液体分布器，所述排管式液体分布器包括布设有布液孔的布液管，其特征在于：各布液管外侧设置有用于限制布液孔喷射液体的下落范围的阻挡体，所述阻挡体设置有与布液孔相对设置的用于阻挡布液孔喷射的液体并导引液体分布流下的导流面。
8.根据权利要求7所述的冷却塔，其特征在于：所述布液管包括设有液体进口的中心管和与中心管连通的沿中心管径向延伸的至少一个分支布液管，所述中心管和分支布液管上分别布设有用于喷射液体的中心布液孔和分支布液孔，所述中心布液孔和分支布液孔分别设置于所述中心管和分支布液管朝向其下方的填料层的一侧。
9.根据权利要求8所述的冷却塔，其特征在于：所述分支布液管两两对称的设置于所述中心管两侧，所述分支布液管与所述中心管通过法兰连接。
10.根据权利要求8～9任意一项所述的冷却塔，其特征在于：所述阻挡体包括各分支布液管相对两侧分别设置的一对左挡液板和右挡液板，所述导流面为左挡液板和右挡液板与相应分支布液管相对一侧的表面，所述每对左挡液板和右挡液板通过沿分支布液管径向延伸的支撑板固定设置于相应分支布液管两侧。
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