CN204918038U - 应用于lpce填料塔的液体收集分布器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，包括液体收集塔和与之叠层组装为一体的液体分布器；所述液体收集塔位于液体分布器的上方。本实用新型针对核电站氚化水除氚处理的液相催化交换（LPCE）填料塔中的液体收集和分布进行了有效的结构设计，可以很好地实现了氚化水的汇集和均匀流动，提高LPCE填料塔中填料对氚化水的催化交换效率。本实用新型结构紧凑、占用空间体积小、安装和检修方便，可以在较宽流量范围内实现LPCE塔内多段填料的液体收集分布功能，因此，其能很好地满足实验室小规模及工厂大型工业生产的应用需求。

Description

应用于LPCE填料塔的液体收集分布器

技术领域

本实用新型涉及一种应用于LPCE填料塔的液体收集分布器。

背景技术

目前，对于核电站的氚化水，通常采用液相催化交换（LPCE）方法进行除氚处理，对应的气液逆流交换反应塔一般采用铂基疏水催化剂和铁、镍等亲水催化剂进行分层装填或混合装填。氚化水从塔顶进入，由液体分布器将氚化水分布至整个填料塔截面；氚化水从液体分布截面开始在填料表面形成液膜并沿填料间的空隙向下流动，不含氚的氢气则在填料空隙间向上流动。氚化水在填料塔的均匀分布，可以增强填料的传质性能，增加填料液膜厚度的均匀性，提高填料塔的传质效果。若氚化水初始分布均匀性差，便会使氚化水在填料层中产生沟流、壁流，甚至局部液泛，从而降低甚至破坏填料塔的传质性能。

根据LPCE的工艺特点，填料塔的高度通常设置较高，与一般的化工塔类似，填料要进行分段装填，段与段之间需留有一定的高度，以供安装液体收集器及液体分布器。液体收集器主要用于填料分段时收集流下的氚化水；而液体分布器则用于氚化水的再次分布，良好的液体分布器可以减小放大效应，使填料效率充分发挥出来，提高催化交换效率。

然而，市场上针对石化行业的液体收集器和液体分布器通常为独立的器件，使用时，要利用管道将两者进行连接，如此一来，不仅占用空间较大、安装和检修不便，而且整体结构较为复杂，而针对LPCE填料塔的液体收集分布器技术也未见任何文献报道。因此，本领域技术人员有必要设计一种结构简单、安装检修方便、空间占用体积小、能使气液分布均匀的液体收集分布器，以满足水降氚处理LPCE填料塔的要求。

实用新型内容

为了克服上述技术的不足，本实用新型提供了一种应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，具有结构简单、占用空间小、易于加工、并且可以同时实现LPCE氚化水收集和分布功能的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，包括液体收集塔和与之叠层组装为一体的液体分布器；所述液体收集塔位于液体分布器的上方。

具体地说，所述液体收集塔包括锥形板，通过支撑杆与该锥形板底部连接的圆台形板，与该圆台形板底部焊接为一体结构、并且直径与圆台形板大端直径相同的第一圆筒，以及开设在第一圆筒圆周面上、并且环绕第一圆筒圆周均匀分布的渗流口。

作为优选，所述渗流口的形状为矩形，并且高度为1～5mm。

具体地说，所述液体分布器包括与第一圆筒圆心重合、且用于放置第一圆筒的第二圆筒，设置在该第二圆筒底部、并且与第二圆筒焊接为一体的分流板，以及设置在该分流板上、并且按圆形阵列等间距分布的溢流管；所述不锈钢θ环填料填充在第一圆筒与第二圆筒之间的空隙。

进一步地，所述第一圆筒与第二圆筒之间的空隙填满有不锈钢θ环填料。

再进一步地，所述溢流管上端为斜口结构。

更进一步地，所有的溢流管的上端均位于同一水平高度上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过叠层组装的方式，巧妙地将液体收集塔和液体分布器合为一体，不仅结构简单、在LPCE填料塔内占用空间小、安装和检修方便，而且可以同时实现LPCE氚化水的收集和分布功能，使整个塔截面供液密度一致，液体分布均匀，消除无液区和少液区，有效提高了LPCE填料塔内填料对氚化水的催化交换效率。

（2）本实用新型中的液体收集塔采用锥形板、圆台形板和渗流口设计，在结合液体分布器中的分流板和溢流管设计后，可以将液体收集分布器上一段填料流出的氚化水进行汇集，并通过渗流模式送入分流板中，然后利用溢流管使氚化水均匀流动至下一段填料。本实用新型在氚化水和氢气不同大小流量条件下都能使用，操作弹性很大，可以满足小规模实验及大规模工业生产需求。

（3）本实用新型在第一圆筒与第二圆筒之间的空隙填满有不锈钢θ环填料，可以进一步确保氚化水在液体收集分布器中的平稳流动，消除水流波动。

（4）本实用新型性价比高、实用性强、操作灵活、且制造成本低廉，因而具有很高的使用价值和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中液体收集塔的结构示意图。

图3为本实用新型中液体分布器的结构示意图。

图4为本实用新型中溢流管的结构示意图。

其中，附图标记对应的零部件名称为：

1-锥形板，2-支撑杆，3-圆台板，4-第一圆筒，5-第二圆筒，6-分流板，7-溢流管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，本实用新型涉及核电站氚化水除氚处理的液相催化交换（LPCE）填料塔的液体分布技术范畴，尤其是一种适用于气液两相逆流工况的液体收集分布器，可以同时实现液体的收集和分布。该液体收集分布器包括液体收集塔和液体分布器，液体收集塔位于液体分布器上方，并且二者以叠层组装的方式合为一体结构。

所述的液体收集塔用于收集氚化水，如图2所示，该液体收集塔包括锥形板1，通过支撑杆2与该锥形板1底部连接的圆台形板3，与该圆台形板3底部焊接为一体结构、并且直径与圆台形板大端直径相同的第一圆筒4，以及开设在第一圆筒4圆周面上、并且均匀分布的渗流口。本实施例中，锥形板1与圆台形板3之间焊接有四根支撑杆2，每根支撑杆的直径均为Φ10，高度H=50～100mm，支撑杆在圆周方向对称分布。渗流口形状优选采用矩形形状，且矩形口的高度为1～5mm，可以确保氚化水以渗流方式向分流板7中心平稳流动。

所述的液体分布器用于提高LPCE填料塔中氚化水分布均匀性，以提高填料的催化交换效率，如图3所示，该液体分布器包括与第一圆筒4圆心重合、且用于放置第一圆筒的第二圆筒5，设置在该第二圆筒5底部、并且与第二圆筒焊接为一体的分流板6，以及设置在该分流板6上、并且按圆形阵列等间距分布的溢流管7。如图4所示，在这其中，所述的溢流管7上端为斜口结构，并且斜口朝向分流板的圆心，同时，所有溢流管的上端均处于同一水平高度上，确保各处的溢流效率相同。本实施例中，溢流管的直径为Φ10～Φ30、壁厚为1mm，可根据实际工况下氚化水和氢气的流量进行具体选型，同时，溢流管7与分流板6采用钎焊方式连接；第一圆筒4与第二圆筒5之间的空隙填充有不锈钢θ环填料，进一步保证氚化水平稳流动，消除水流波动。

上述锥形板1、圆台形板3、第一圆筒4和第二圆筒5均采用不锈钢制成，并且板厚均为1mm；而分流板6的厚度则为5mm，以保证足够的支撑强度。

根据上述结构的液体收集分布器，其实现过程如下：

首先，将本实用新型平放在LPCE填料塔内壁预先设置的支撑位上，液体收集分布器的上下均为填料。

位于本实用新型上端的填料排出的氚化水在重力作用下向下流动，并沿着锥形板1和圆台形板3的外表面向下流动，然后汇集于第一圆筒4与第二圆筒5之间的不锈钢θ环填料填充区域。

接着，氚化水经渗流口进入分流板6中，然后经溢流管7流向下一段填料。

在上述氚化水流动的同时，氢气自下而上流动，与氚化水的方向相反。从本实用新型下方的填料顶部流出的氢气首先经溢流管7向上流动，进入圆台形板3内表面所围成的空间中，然后从锥形板1与圆台形板3之间的环形空隙向上流出，并进入锥形板1与其上端填料底部所围成的空间里，最后通过气体扩散进入到上一段的填料。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非是对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，其特征在于，包括液体收集塔和与之叠层组装为一体的液体分布器；所述液体收集塔位于液体分布器的上方。

2.根据权利要求1所述的应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，其特征在于，所述液体收集塔包括锥形板（1），通过支撑杆（2）与该锥形板（1）底部连接的圆台形板（3），与该圆台形板（3）底部焊接为一体结构、并且直径与圆台形板大端直径相同的第一圆筒（4），以及开设在第一圆筒（4）圆周面上、并且环绕第一圆筒圆周均匀分布的渗流口。

3.根据权利要求2所述的应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，其特征在于，所述渗流口的形状为矩形，并且高度为1～5mm。

4.根据权利要求2或3所述的应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，其特征在于，所述液体分布器包括与第一圆筒（4）圆心重合、且用于放置第一圆筒的第二圆筒（5），设置在该第二圆筒（5）底部、并且与第二圆筒焊接为一体的分流板（6），以及设置在该分流板（6）上、并且按圆形阵列等间距分布的溢流管（7）。

5.根据权利要求4所述的应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，其特征在于，所述第一圆筒（4）与第二圆筒（5）之间的空隙填满有不锈钢θ环填料。

6.根据权利要求5所述的应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，其特征在于，所述溢流管（7）上端为斜口结构。

7.根据权利要求6所述的应用于LPCE填料塔的液体收集分布器，其特征在于，所有的溢流管的上端均位于同一水平高度上。