CN205360647U - 一种精馏塔塔板及包括这种塔板的精馏塔 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种精馏塔塔板，包括塔盘和折流挡板，其中，所述折流挡板设置在所述塔盘上，所述塔盘包括包裹材料层和磁性材料层，所述包裹材料层包裹所述磁性材料层，塔板之间可通过磁性材料层形成磁场，强化分离过程，本实用新型还提供一种包含这种含磁性材料塔板的精馏塔，该精馏塔利用塔板间产生的磁场作用提高精馏过程的分离效率，节约能耗。

Description

一种精馏塔塔板及包括这种塔板的精馏塔
技术领域
本实用新型涉及化工精馏设备领域，尤其涉及一种精馏塔塔板以及包括这种塔板的精馏塔。
背景技术
精馏是化工生产过程中一种最为常用的分离过程，也是发展最为成熟的一种单元操作。但是对于组分间相对挥发度很小的物系，用普通的精馏工艺难以达到足够分离效果，常需要采用共沸精馏、萃取精馏等特殊精馏过程。不但加大了操作难度，而且分离成本也进一步加大，因此强化精馏传质过程成为日益受到人们重视的问题。
从目前的研究来看，强化精馏传质过程的主要途径有：一是通过改进设备结构，如改善两相流动和接触发展出的新型填料和喷射式并流填料塔板；二是引入质量分离剂(包括催化剂、反应组分、吸附剂、有机活性组分、无机电解质等)提出的各种合精馏技术。
质量分离剂的引入会对原有物系造成一定的污染，增加产物提纯工序。而引入第二能量分离剂则可避免污染原有物系。目前，通过引入磁场，利用磁化作用强化化工分离过程的精馏塔塔板鲜有报道。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种精馏塔塔板以及包括这种塔板的精馏塔，以解决目前精馏分离过程所面临的问题，本实用新型提供的精馏塔塔板之间可产生磁场，该磁场通过改变溶液内部分子间的受力情况，降低待分离物系的熵值，达到提高分离效率、降低分离成本、节约能耗的目的。
本实用新型提供了一种精馏塔塔板，其特征在于，所述精馏塔塔板包括塔盘和折流挡板，其中，所述折流挡板设置在所述塔盘上，所述塔盘包括包裹材料层和磁性材料层，所述包裹材料层包裹所述磁性材料层。
其中，折流挡板所在平面与所述塔盘所在平面相垂直。
其中，所述磁性材料层为铁铬钴系铁磁材料。
其中，所述包裹材料层为含钛、钴、镍的合金材料。
并且，所述塔盘还包括降液区和气液接触区，其中，所述降液区、所述气液接触区分别设置在所述折流挡板两侧。
其中，所述降液区还包括降液管，所述降液管的第一端与所述降液区相连，所述降液管的第二端伸入所述降液区下方。
其中，一种精馏塔塔板气液接触区包括筛孔，所述筛孔设置在所述气液接触区上。
其中，一种精馏塔塔板气液接触区包括浮阀元件，所述浮阀元件设置在所述气液接触区上。
其中，一种精馏塔塔板气液接触区包括泡罩元件，所述泡罩元件设置在所述气液接触区上。
本实用新型还提供了一种精馏塔，该精馏塔包括上述精馏塔塔板。精馏塔利用塔板之间形成的磁场，强化分离过程，提高精馏效率。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本实用新型的塔板的一个实施例的俯视图；
图2图1中A-A方向的视图；
图3本实用新型实施例的包括筛孔的塔板结构示意图；
图4本实用新型实施例的包括浮阀的塔板结构示意图；
图5本实用新型实施例的包括泡罩的塔板结构示意图；
图6本实用新型的精馏塔的一个实施例的结构示意图；
图7图6中塔板间的磁场示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本实用新型的主要思想是设计一种含磁性材料层的精馏塔塔板以及包括这种塔板的精馏塔，所述精馏塔塔板之间可产生磁场，对原料液进行磁化，改变气液传质过程的气液相组成，更好地实现气液产品的分离，提高精馏效率。
参照附图1、附图2，本实用新型提供了一种精馏塔塔板100，包括塔盘4和折流挡板2，折流挡板2设置在所述塔盘4上，并且，折流挡板2所在的平面与塔盘4所在的平面相垂直，将塔盘4分为气液接触区3和降液区1，其中，降液区1设置有降液管6，所述降液管6第一端与降液区1相连，并且降液管6的第二端伸入降液区1的下方。
参照附图2，精馏塔塔板的塔盘内部设置有磁性材料层52，该磁性材料层52使得每层塔板之间构成一个磁场，对原料液进行磁化，改变气液传质过程的气液相组成，精馏过程中为更好地实现气液产品的分离，轻组分尽可能多的出现在气相中，而重组分中则尽量多的出现在液相组成中，从而使得分离效果更好，减小能量消耗的同时，提高了精馏效率。
由于化工产品的多样性，其物化性质各不相同，多数物质会具有一定的腐蚀作用，为防止磁性材料层直接作为塔内件而遭到原料液的腐蚀，则使用防腐蚀的包裹材料层51包裹住磁性材料层52，不仅保持了精馏过程中的磁化作用，同时保护磁性材料层，延长精馏塔塔板的使用寿命。
其中，磁性材料层采用铁铬钴系铁磁材料，该材料以铁、铬、钴元素为主要成分，还含有钼和少量的钛、硅元素。加工性能好，可进行冷热塑性变形，磁性类似于铝镍钴系永磁合金，并可通过塑性变形和热处理提高磁性能。并且，它的居里温度较高为Tc＝680℃左右，使用温度可达400℃，且磁性能稳定性很好。但磁性材料层不限于铁铬钴系铁磁材料，还可以为铝镍钴系永磁合金、永磁铁氧体或稀土材料，一切可实现塔板间产生磁场效果的磁性材料层均在本实用新型的保护范围之内。
其中，为防止原料液的腐蚀作用，特别是酸物料的腐蚀作用，包裹材料层采用含有钛、钴、镍的合金，但不限于此，比如还可以为不锈钢材料，一切可实现保护或强化磁性材料层效果的材料层均在本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是，包裹材料层可以以镀层的形式包裹磁性材料层，或者以一定厚度覆盖在磁性材料层表面，本实用新型的重点在于利用包裹材料层保护磁性材料层，对包裹形式仅作示例性的说明，任何可实现包裹材料层包裹磁性材料层的包裹形式均在本实用新型的保护范围之内。
如附图3所示，本实用新型提供的精馏塔塔板可适用于筛板塔，该筛板塔盘内部设置有磁性材料层35，塔板还包括降液区31、折流挡板32、气液接触区33和筛孔34，所述筛孔34设置在所述气液接触区33上。
如附图4所示，本实用新型提供的精馏塔塔板可适用于浮阀塔，该浮阀塔塔盘内部设置有磁性材料层45，塔板还包括降液区41、折流挡板42、气液接触区43和浮阀元件44，所述浮阀元件44设置在所述气液接触区43上，其中浮阀等塔内件为非磁性材料。
如附图5所示，本实用新型提供的精馏塔塔板可适用于泡罩塔，该泡罩塔塔盘内部设置有磁性材料层55，塔板还包括降液区51、折流挡板52、气液接触区53和泡罩元件54，所述泡罩元件54设置在所述气液接触区53上，其中泡罩等塔内件为非磁性材料。
参照附图6、本实用新型还提供了一种精馏塔，该精馏塔包括上述含磁性材料层的塔板100，在操作过程中，液体由塔的上部连续进入，经降液管6逐板下降，并在各塔板上积存液层，形成液封；气体由塔底进入，在气液接触区与液体充分接触，并穿过液层而达到液面，然后升入上一层塔板。由于塔板内含有磁性材料层，故相邻塔板间易形成磁场，如图7所示，该磁场可影响物系的气液平衡关系，强化分离过程，提高精馏塔的分离效率。需要说明的是，附图7仅是示例性地对磁场进行说明，磁场具体方向与精馏塔以及精馏塔塔板的具体结构相关。
本实用新型的有益效果包括：
一、适用范围广：本精馏塔塔板可通过设计不同的气液接触元件，获得筛板塔盘、浮阀塔盘和泡罩塔盘等不同的形式，适用于多种板式精馏塔，适用范围广。
二、提高分离效率：本精馏塔运用磁场作用强化分离过程，通过磁场改变溶液内部分子间的受力情况，影响物系的气液平衡关系，提高精馏过程的分离效率。
三、节约能耗：本实用新型提供的精馏塔板及精馏塔通过引入第二能量分离剂提高分离效率，未在原有物系中引入添加物，节约精馏能耗。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种精馏塔塔板(100)，其特征在于，所述精馏塔塔板包括塔盘(4)和折流挡板(2)，其中，所述折流挡板(2)设置在所述塔盘(4)上，所述塔盘包括包裹材料层(51)和磁性材料层(52)，所述包裹材料层(51)包裹所述磁性材料层(52)。
2.如权利要求1所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述磁性材料层为铁铬钴系铁磁材料。
3.如权利要求1或2所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述塔盘(4)还包括降液区(1)和气液接触区(3)，其中，所述降液区(1)、所述气液接触区(3)分别设置在所述折流挡板(2)两侧。
4.如权利要求3所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述降液区还包括降液管(6)，所述降液管(6)的第一端与所述降液区相连，所述降液管的第二端伸入所述降液区下方。
5.如权利要求4所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述气液接触区包括筛孔，所述筛孔设置在所述气液接触区上。
6.如权利要求4所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述气液接触区包括浮阀元件，所述浮阀元件设置在所述气液接触区上。
7.如权利要求4所述的精馏塔塔板，其特征在于，所述气液接触区包括泡罩元件，所述泡罩元件设置在所述气液接触区上。
8.一种精馏塔，其特征在于，所述精馏塔包括如权利要求1～7中任一项所述精馏塔塔板。
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