CN204364924U - 分散降液筛板塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分散降液筛板塔，包括圆筒状的塔体，沿塔体的轴向安装有若干分散降液筛板，将降液管分散设置于整个筛板面的下方，取代了传统筛板塔两侧的弓形降液管和受液区域，改变了传统筛板塔集中降液或受液方式，有效提高了筛板的有效传质面积，增加了气液通过能力；筛板上的液体经由分散在板面下方的降液管均匀降至下层筛板，从而可以方便地在两块筛板之间填充填料、催化剂等其它辅助传质或反应的固体填料或催化剂，使每两块筛板之间的空间也得以高效利用，使整个塔体空间均可充分发挥传质分离作用。

Description

分散降液筛板塔

技术领域

本实用新型属于传质分离技术领域，涉及分散降液筛板塔。

背景技术

在精馏、吸收、萃取等传质设备中，筛板以其结构简单、造价低廉等优势一直被广泛应用，但是筛板操作弹性低、易堵塞、有效传质区域小、筛板之间的空间无法有效利用等缺点限制了筛板塔在一些领域中的应用，为了克服筛板的缺点，使其更好的应用于工业过程中，出现了大量改进型筛板，通常筛板塔从减少筛板阻力和液沫夹带量来改变气液接触状态，提高筛板气液处理能力等方面进行改进，如多降液管塔板(MD塔板)、导向筛板和新型垂直筛板等，这些改进型的筛板在处理通量、筛板效率等方面有所提高，然而，筛板之间的液层空间(淋降区)基本处于传质的盲区，如何有效的利用筛板之间的空间并有效发挥其传质作用往往被人们忽略。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分散降液筛板塔，提高了筛板的开孔面积和有效传质面积，显著增加了气体通量，提高了塔板传质效率，同时分散降液筛板塔的特殊结构使得每两块筛板之间的空间也可以得到高效利用，使整个塔体空间充分发挥传质分离的作用。

本实用新型所采用的技术方案是，分散降液筛板塔，包括圆筒状的塔体，沿塔体的轴向安装有若干筛板。

本实用新型的特点还在于，

其中降液管为垂直贯穿塔盘的圆形管，降液管的上端管口与塔盘的上侧表面平齐，降液管的下端管口由塔盘的下侧表面垂直向下伸出20～50mm。

其中降液管的内径不小于气孔的直径，各气孔之间的孔间距为气孔直径的3～5倍，降液管的圆心位于气孔孔心距围成的三角形的中心，降液管的管心距为降液管内径的3～5倍。

其中降液管及塔盘的材质为碳钢、不锈钢或玻璃钢。

其中相邻2块筛板的安装应在水平面投影上错开60度或60度的整数倍的方位角。

其中每2块筛板之间填充有填料或催化剂。

其中填料选自拉西环、鲍尔环、矩鞍环、金属丝网等散堆或整装填料中的一种；其中催化剂选自固体负载型、分子筛型、固体酸中的一种。

本实用新型的有益效果是，将降液管分散设置于整个筛板面的下方，取代了传统筛板塔两侧的弓形降液管和受液区域，改变了传统筛板塔集中降液或受液方式，充分提高了筛板的有效传质面积，增加了气液通过能力；筛板上的液体经由分散在板面下方的降液管均匀降至下层筛板，从而可以方便地在两块筛板之间填充填料、催化剂等其它辅助传质或反应的载体，使每两块筛板之间的空间也得以高效利用，使整个塔体空间充分发挥传质分离作用或在分离的同时完成化学反应等过程。

附图说明

图1是本实用新型分散降液筛板塔在塔体设备中的装配剖视图；

图2是本实用新型分散降液筛板塔中筛板的俯视图；

图3是本实用新型分散降液筛板塔中筛板的局部剖视图。

图中，1.降液管，2.气孔，3.法兰孔，4.塔盘，5.筛板，6.塔体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型分散降液筛板塔，如图1所示包括圆筒状的塔体6，沿塔体6的轴向安装有若干筛板5，如若想提高传质效率或同时完成某种化学反应，每2块筛板5之间还可填充用于传质的填料或催化剂。

如图2所示，筛板5包括塔盘4，塔盘4的中部(虚线圆形区域内)均匀设置有若干气孔2及若干降液管1，塔盘4的边缘均匀开有若干法兰孔3，筛板5通过法兰孔3密封安装在塔体6上，每3个气孔2呈正三角形排列组成一个气孔组，降液管1设置在每个气孔组形成的正三角形的中心位置处，其中气孔组的数量和降液管1的数量取决与塔盘4上的有效开孔面积。

如图3所示，降液管1为垂直贯穿塔盘4的圆形管，降液管1的一端端口与塔盘4的一侧表面平齐，降液管1的另一端端口由塔盘4的另一侧表面向下伸出，降液管1及塔盘4的材质采用碳钢，若传质介质具有腐蚀性，则可采用不锈钢或玻璃钢等材料。

常规设计中，降液管1的内径不小于气孔2的直径，各气孔2之间的孔间距为气孔2直径的3～5倍，降液管1的圆心位于气孔2孔心距围成的正三角形的中心，降液管1的管心距为降液管内径的3～5倍，这样可有效防止过量的液体从气孔2中流至下层塔盘4上。

安装筛板时，装配结构如图1所示，将降液管1向下伸出塔盘4的端口朝下，将筛板5通过法兰孔3安装在塔体6上，也可以将筛板5安装在塔体6内壁预留的塔板支撑件上。

相邻筛板5的安装应在水平面投影上错开60度或60度的整数倍的方位角，这样，上层塔板的降液管将会对准下层塔板不开孔的三角形中心处，从而有效的防止了液体冲击造成的液体流动短路，延长液体在板上停留时间，保证传质的有效进行。

本实用新型分散降液筛板塔的工作原理为，筛板5安装在塔体6中，塔体6中的气体通过气孔2自下而上移动(图1中向上的箭头为气体移动方向)，塔体6中的液体自上而下流动(图1中向下的箭头为液体流动方向)，筛板5上的液体经由分散在塔盘4下方的降液管1流向下层塔盘4的过程中，与逆流而上的气体充分接触从而发生淋降传质，液体淋降到塔盘4上时，与从气孔2上升的气体产生逆流鼓泡或泡沫接触，从而进行气液传质，同时，液体溅落在下层筛板5上产生的冲击作用，也会强化筛板5板面上的气液传质过程，气液传质后液体由于自身重力的作用从降液管1中淋降到下一层筛板5上，气体则由压力的推动流向上一层筛板5，逐次往复直至完成传质任务。

根据传质分离要求，塔体6中需要安装多层筛板5以完成传质任务，因此筛板5在塔体6中的安装数量由传质要求确定，本发明分散降液筛板塔在多级安装时，每两块筛板5的塔盘4之间可以填充一定的填料用于对传质过程进行强化，也可以根据需要装填合适的催化剂，以完成伴随化学反应的传质分离过程。

本实用新型的筛板塔还可广泛用于精馏、反应精馏、吸收、解吸、萃取等传质分离过程。

本实用新型分散降液筛板塔，通过在塔盘4上开设多组由3个气孔2组成的正三角形气孔组，将降液管1设置在正三角形气孔组中间，此种设计可以将降液管1尽可能多分散在塔盘上，此外，降液管1设计在塔盘4盘面上，形成淋降区，可使多个筛板5在塔体6中工作时，筛板5两两之间的空间都可进行传质，此种筛板5在塔体6中多层安装后，全塔上下全部的空间都在连续传质，相较于传统的普通泡沫工况的板式塔间歇式或阶梯式的传质，本次设计使得传质空间的利用率得到了大幅度提高，同时增加了塔板板面上的有效传质区域面积，也增加了气体和液体的有效通道面积，从而提高了气体和液体的通量，具有良好的流体力学性能和传质性能。

并且除了在塔盘平面上形成鼓泡或泡沫传质区外，降液管1设计在塔盘4盘面下方，气液在两块筛板5之间的空间亦可逆流接触，形成淋降传质区；分散而均匀降落的液体可溅落在下层筛板5的板面上，又形成喷溅传质区；由于两块筛板5之间均匀降液，从而可以方便地在两块筛板5之间填充填料、催化剂等其它辅助传质或反应的固相载体，使每两块筛板5之间的空间也可以得到高效利用，使整个塔体6空间充分发挥传质分离的作用，此外，由于分散降液筛板取消了传统筛板两侧的受液区和降液区，使其气液的通过能力有较大的提高，也即分散降液筛板具有较大的生产能力。

分散自降筛板塔能够达到空间利用最大化，其气孔2分布于整个塔盘4，能够细化气体通道，使鼓泡更均匀，优化了塔板气液的接触状况，使气液接触更充分，克服死区，初步实验结果表明，分散自降筛板具有良好的流体力学性能和传质性能。

本实用新型中，分散自降筛板成正三角形分布的大量圆形降液管分散于整个塔盘，取代了传统筛板塔两侧的弓形降液管，从塔板结构上还是在塔板上的安装排布上都有新的变化，实验表明这种新型塔板良好的流体力学性能和传质性能。

本次设计的初步实验结果表明：在同一塔径下，与传统筛板塔相比，分散降液筛板的升气孔面积增加了27.4％；降液管面积基本不变，这意味着液量保持不变的情况下，气体通量可以增加27.4％，因此，分散降液筛板塔的气体通量显著大于普通筛板塔。

在适当的气液负荷条件下，分散降液筛板与传统筛板相比，其传质效率提高了0.2～7.5％、板压降减小了17.0％～40.3％，而且分散降液筛板气液分布均匀，漏液量较小，雾沫夹带量较少。

本实用新型具有如下特征：分散降液筛板的有效传质区域包括淋降区、泡沫区和溅落区，且塔盘的通量、利用率增加，从而提高了处理能力和传质效率；相邻两层塔板的降液管相互错开一定位置的设计，使气相沿液流夹道通过，气相阻力大部分来源于液膜，大大降低塔板压降，相邻两层筛板之间还可以根据需要填充适合的填料或催化剂以强化传递、反应等过程，有效克服了传统筛板塔塔板上的液面落差较大、气液通量较小、传质效率较低、筛板之间的空间无法利用等缺点，可广泛用于化工传质分离过程。

Claims (9)

1.分散降液筛板塔，其特征在于：包括圆筒状的塔体(6)，沿塔体(6)的轴向安装有若干筛板(5)。

2.根据权利要求1所述的分散降液筛板塔，其特征在于：所述筛板(5)包括塔盘(4)，塔盘(4)的中部均匀设置有若干气孔(2)及若干降液管(1)，塔盘(4)的边缘均匀开有若干法兰孔(3)，筛板(5)通过法兰孔(3)安装在塔体上或安装在塔体(6)内壁预留的塔板支撑件上。

3.根据权利要求2所述的分散降液筛板塔，其特征在于：每3个所述气孔(2)呈正三角形排列组成一个气孔组，每个气孔组形成的正三角形的中心位置处设置一个降液管(1)。

4.根据权利要求2或3所述的分散降液筛板塔，其特征在于：所述降液管(1)为垂直贯穿塔盘(4)的圆形管，降液管(1)的上端管口与塔盘(4)的上侧表面平齐，降液管(1)的下端管口由塔盘(4)的下侧表面垂直向下伸出20～50mm。

5.根据权利要求4所述的分散降液筛板塔，其特征在于：所述降液管(1)的内径不小于气孔(2)的直径，各气孔(2)之间的孔间距为气孔(2)直径的3～5倍，降液管(1)的圆心位于气孔(2)孔心距围成的三角形的中心，降液管(1)的管心距为降液管内径的3～5倍。

6.根据权利要求5所述的分散降液筛板塔，其特征在于：所述降液管(1)及塔盘(4)的材质为碳钢、不锈钢或玻璃钢。

7.根据权利要求1所述的分散降液筛板塔，其特征在于：相邻2块筛板(5)的安装应在水平面投影上错开60度或60度的整数倍的方位角。

8.根据权利要求1所述的分散降液筛板塔，其特征在于：每2块筛板(5)之间填充有填料或催化剂。

9.根据权利要求8所述的分散降液筛板塔，其特征在于：所述填料选自拉西环、鲍尔环、矩鞍环、金属丝网等散堆或整装填料中的一种；所述催化剂选自固体负载型、分子筛型、固体酸中的一种。