CN207169079U - 一种具有组合式集液分布器的精馏塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有组合式集液分布器的精馏塔，包括有塔体，塔体的顶端设置有冷凝器，冷凝器的下方设置有第二集液器，第二集液器的底部向上延伸有中心管，中心管的下端连接有用于将有机液体均匀分布在塔体内的分布器，所述第二集液器、分布器与塔体的内壁之间设置有用于蒸汽进入冷凝器的通道；所述第二集液器还连接有出液管第二集液器内的液面逐渐升高后通过中心管进入分布器内，有机液体在分布器的作用下呈物态均匀向塔体下端滴落，在有机液体向下运动的过程中与向上运动的蒸汽接触，增加了“气‑液”的接触面积，大大提高了精馏塔的精馏效果，从而增加了精馏的效率，进而减少生产相同产品所需要的能量，降低了生产过程中的能源消耗。

Description

一种具有组合式集液分布器的精馏塔

技术领域

本实用新型涉及精馏塔技术领域，更具体地说，涉及一种具有组合是集液分布器的精馏塔。

背景技术

精馏是分离液体混合物最常用的一种操作，它通过气液两相的直接接触，利用组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相传递，使气液两相之间的传质过程，进行精馏操作的装置一般为精馏塔，精馏过程中，塔内气液两相是靠塔底再沸器提供热量所产生的蒸汽和塔顶回流建立起来的，它的作用就是把相对挥发度接近的物质通过精馏而使组分分离。

公告号为CN206167967U的中国专利文件公开了一种设置有集液器、液体分布器和冷却结构的精馏塔，包括塔体，塔体内设置有填料层，填料层为多层间隔设置，每相邻两层填料层之间均设置有集液器，最上层的填料层的上部设置有液体分布器，所述液体分布器包括与回流管连接的分水器，分水器下方连接分布板，分布板的截面呈重复连接的锥形面或由上至下直径逐渐减小的曲形面，分布板上布满出水孔，分水器和分布板通过连接杆安装于塔体上。

上述技术方案中，通过设置集液器，将壁流收集至集液槽内，且收集的壁流将由底板上的开孔流出，当集液槽内的液体高度达到第一溢流孔的高度，则由内环壁上的第一溢流孔流出，收集的液体通过底板上的开孔和内环壁上的第一溢流孔均匀分布到整个精馏塔，但是在实际使用过程中，分水器喷射出来的液体仍需通过分布板的聚集后通过水孔向下滴落，减少的冷却后的液体与上升气体的接触面积，影响到精馏塔的精馏效率，增加了生产过程中能源的消耗，现有技术存在改进之处。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有组合式集液分布器的精馏塔，通过在塔体的顶端设置集液器，通过集液器将精馏塔内的蒸汽转化成液体，通过集液器内的中心管将液体引入分布器内，使液体成雾状与上升的蒸汽接触，增加“气-液”的接触面积，通过提高精馏塔的精馏效率，从而降低生产过程中能源消耗。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种具有组合式集液分布器的精馏塔，包括有塔体，所述塔体的顶端设置有冷凝器，所述冷凝器的下方设置有第二集液器，所述第二集液器的底部向上延伸有中心管，所述中心管的下端连接有用于将有机液体均匀分布在塔体内的分布器，所述第二集液器、分布器与塔体的内壁之间设置有用于蒸汽进入冷凝器的通道；所述第二集液器还连接有出液管。

通过采用上述技术方案，从塔体底端上升的蒸汽穿过第二集液、分布器与塔体内部之间的通道后进入冷凝器内，蒸汽在冷凝器的作用下转化成有机液体，有机液体在重力的作用下向塔体的下端滴落，在滴落过程中先进入第二集液器内，作业者可以通过出液管将第二集液器内收集的有机液体导出精馏塔；第二集液器内的液面逐渐升高后通过中心管进入分布器内，有机液体在分布器的作用下呈物态均匀向塔体下端滴落，在有机液体向下运动的过程中与向上运动的蒸汽接触，增加了“气-液”的接触面积，大大提高了精馏塔的精馏效果，从而增加了精馏的效率，进而减少生产相同产品所需要的能量，降低了生产过程中的能源消耗。

本实用新型进一步设置为：所述第二集液器的上方设置有两端贯通的第一集液器，所述第一集液器的上端边缘抵接于塔体的内壁上，所述第一集液器的下端为缩口结构，所述第一集液器的下端与所述第二集液器的上端上下相对设置。

通过采用上述技术方案，经冷凝器冷却后的有机液体一部分会直接穿过第一集液器直接进入第二集液器内，但是由于有机液体在下落过程中，沿塔体内壁流动的阻力更小，有机液体会附着在塔体内壁向下流动，从而导致这部分有机液体无法进入分布器内，第一集液器的上端与塔体内壁相抵接，使得塔体内壁上的有机液体沿第一集液器流至第一集液器的下端，缩口结构使第一集液器下端的有机液体经过聚集有向下滴落；通过第一集液器器提高了有机液体进入第二集液器以及均布器的有机液体量，减少直接下落的有机液体量，从而提高了组合式集液分布器对有机液体的处理效率。

本实用新型进一步设置为：所述第二集液器上端的直径大于第一集液器下端的直径。

通过采用上述技术方案，第二集液器上端的直径较大，使通过第一集液器向下滴落的有机液体均能够进入第二集液器内，进一步提高了有机液体进入第二集液器以及均布器的有机液体量，避免了有机液体直接下落至塔体下端，从而提高了组合式集液分布器对有机液体的处理效率，

本实用新型进一步设置为：所述第一集液器与第二集液器之间设置有用于蒸汽进入第一集液器的间隔。

通过采用上述技术方案，设置间隔后穿过通道的蒸汽通过间隔进入第一集液器，经过第一集液器后进入冷凝器内，避免第一集液器影响蒸汽的蒸腾作用，保证精馏塔的连续生产。

本实用新型进一步设置为：所述中心管自第二集液器底部向上延伸，所述中心管的上端低于第二集液器的顶端。

通过采用上述技术方案，当第二集液器内的液面上升至与中心管高度平齐后，有机液体沿中心管向下流至分布器内，有效的避免了由于液面上升超过第二集液器顶端而发生的溢流现象，保证第二集液器内能够存有用于取出的物料并且不会影响分布器的工作。

本实用新型进一步设置为：所述第二集液器呈上宽下窄的圆锥型结构，所述出液管连接于第二集液器的下端。

通过采用上述技术方案，在出液管出料时第二集液器内的有机液体沿第二集液器的内壁向下流动，在实际生产过程中在提取成品时，第二集液器内的有机液体能够排空，避免残留在第二集液器内的有机液体影响成品的组分。

本实用新型进一步设置为：所述出液管呈倾斜设置，所述出液管倾斜较高端与第二集液器连接。

通过采用上述技术方案，倾斜设置的出液管使出液管能够排空，保证提取成品时，出液管内没有残留的有机液体，保证取出的成品组分。

本实用新型进一步设置为：所述分布器包括有莲蓬状的分布盘，所述分布盘的直径大于第二集液器上端的直径。

通过采用上述技术方案，从塔体底端向上运动的蒸汽先与分布盘接触，由于分布盘的直径较大，能够有效的避免向上运动的蒸汽直接冲击在第二集液器上，使蒸汽缓慢的通过通道向上运动；分布盘对向上蒸腾的蒸汽起到缓冲作用，使蒸汽缓慢的进入冷凝器内，避免大量蒸汽进入冷凝器内影响冷凝器的工作

本实用新型进一步设置为：所述塔体上设置有与分布盘平齐的观察窗口，所述出液管上连接有截断阀。

通过采用上述技术方案，当作业者通过视窗观察到分布器滴落液体时，可判断出第二集液器内有机液体的液面已与中心管上端平齐，作业者可以打开截断阀将第二集液器内收集的有机液体取出，进一步提高了精馏塔的可操作性。

本实用新型进一步设置为：所述塔体的顶端设置有用于测量塔顶温度的测温套管，所述测温套管与分布盘平齐。

通过采用上述技术方案，与分布盘平齐的测温套管能够测量发生“气-液”接触后的蒸汽的温度，由于“气-液”接触后会发生冷热交换，与与分布盘平齐的测温套管能够测量出发生冷热交换后的蒸汽温度，进一步提高了测温套管检测的精度。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

组合式集液分布器能够将对向上运动的蒸汽、向下滴落的有机液体进行收集以及在分配，第二集液器底部向上延伸的中心管能够保证第二集液器内存有部分待取出的液体，通过中心管下端连接的分布器将中心管内流出的有机液体均匀的向下喷射，向下滴落的有机液体与向上运动的蒸汽接触，从而提高了“气-液”的接触面积，增加了精馏效率，从而减少了精馏过程中所需要的能量。

附图说明

图1为一种具有组合式集液分布器的精馏塔的整体结构示意图；

图2为一种具有组合式集液分布器的精馏塔的内部结构示意图。

图中：1、塔体；2、冷凝器；3、集液器；31、第一集液器；32、第二集液器；4、分布器；41、分布盘；5、间隔；6、中心管；7、截断阀；8、出液管；9、测温套管；10、窗口；11、进液管；12、填料层；13、通道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种具有组合式集液分布器的精馏塔，包括有塔体1，塔体1的下端产生蒸汽，有机液体的蒸汽从塔体1的下端上升至塔体1的顶端，在塔体1的顶端设置有用于将蒸汽转化成液体的冷凝器2，结合图2所示，冷凝器2的下方设置有用于收集有机液体的集液器3，集液器3连接有用于将有机液体均匀撒向塔体1下端的分布器4，分布器4下方设置在填料层12，使有机液体通过填料层12再次进入塔体1内进行精馏，避免塔体1顶端的有机液体顺着塔体1的内壁向塔体1底部流动。

结合图2所示，集液器3包括有与冷凝器2连接的第一集液器31以及位于第一集液器31下方的第二集液器32，第一集液器31的下端与第二集液器32的上端上下相对设置，第一集液器31与第二集液器32之间设置有用于蒸汽进入冷凝器2的间隔5，蒸汽从间隔5进入第一集液器31内继续上升并进入冷凝器2内，经冷凝器2处理后的蒸汽转化成液体，通过第一集液器31进入第二集液器32内，本方案中第一集液器31为上下两端贯通设置，第一集液器31的上端抵接于塔体1的内壁上，使塔体1内壁上的有机液体也能够进入位于第一集液器31下方的第二集液器32内；第一集液器31的下端呈缩口设置，第二集液器32上端的直径大于第一集液器31下端的直径，使通过第一集液器31流出的有机液体能够进入第二集液器32内。

如图2所示，第二集液器32呈上宽下窄的圆锥型结构，第二集液器32的中心处向上延伸有中心管6，中心管6的上端低于第二集液器32的顶端，当第二集液器32内的有机液体液面高度高度中心管6的上端时，有机液体进入中心管6内；中心管6的下端设置有由于向下喷撒有机液体的分布器4，第二集液器32、分布器4与塔体1内壁之间设置有用于蒸汽上升的通道13，分布器4与包括有莲蓬状的分布盘41，为了避免第二集液器32的外壁上附着有机液体，分布盘41的直径大于第二集液器32上端的直径，分布盘41对向上蒸腾的蒸汽起到缓冲作用，使蒸汽缓慢的进入冷凝器2内，避免大量蒸汽进入冷凝器2内影响冷凝器2的工作。

第二集液器32的下端还连接有用于取出有机液体的出液管8，出液管8上设置有用控制通断的截断阀7，出液管8的一端与第二集液器32相连，另一端延伸至塔体1外，为了避免出液管8内残留有机液体，本方案中出液管8呈倾斜设置，倾斜较高的一端与第二集液器32相连。

为了测量塔体1顶端的温度以确定有机产物的组分，塔体1上还连接有用于测量塔体1顶端温度的测温套管9，测温套管9与分布盘41相平齐，通过确定塔体1顶端的温度来确定有机液体的组分。

为了便于作业者区分第二集液器32内有机液体是否盛满，塔体1顶端设置有与分布盘41平齐的视窗，作业者通过观察分布器4是否有有机液体滴落来判断第二集液器32内有机液体是否盛满。

具体实施过程：

塔体1下端的蒸汽向塔体1顶端运动，向上蒸腾的蒸汽冲击在分布盘41上，使蒸汽在通道13内向上运动，蒸汽穿过第一集液器31与第二集液器32之间的间隔5后穿过第一集液器31进入冷凝器2内；

蒸汽进入冷凝器2后转化成有机液体，有机液体在重力的作用下向下运动，有机液体从第一集液器31下落至第二集液器32内，在第二集液器32内的液面逐渐升高，当液面与中心管6的上端平齐时，第二集液器32内的有机液体通过中心管6进入分布器4内；有机液体进入分布器4后，在分布盘41的作用下将有机液体均匀的分布在塔体1内；

当作业者通过视窗观察到分布器4滴落液体时，可判断出第二集液器32内的有机液体已满，作业者可以打开截断阀7将第二集液器32内收集的有机液体取出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种具有组合式集液分布器的精馏塔，包括有塔体（1），所述塔体（1）的顶端设置有冷凝器（2），其特征在于，所述冷凝器（2）的下方设置有第二集液器（32），所述第二集液器（32）的底部向上延伸有中心管（6），所述中心管（6）的下端连接有用于将有机液体均匀分布在塔体（1）内的分布器（4），所述第二集液器（32）、分布器（4）与塔体（1）的内壁之间设置有用于蒸汽进入冷凝器（2）的通道（13）；所述第二集液器（32）还连接有出液管（8）。

2.根据权利要求1所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述第二集液器（32）的上方设置有两端贯通的第一集液器（31），所述第一集液器（31）的上端边缘抵接于塔体（1）的内壁上，所述第一集液器（31）的下端为缩口结构，所述第一集液器（31）的下端与所述第二集液器（32）的上端上下相对设置。

3.根据权利要求2所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述第二集液器（32）上端的直径大于第一集液器（31）下端的直径。

4.根据权利要求2所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述第一集液器（31）与第二集液器（32）之间设置有用于蒸汽进入第一集液器（31）的间隔（5）。

5.根据权利要求1所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述中心管（6）自第二集液器（32）底部向上延伸，所述中心管（6）的上端低于第二集液器（32）的顶端。

6.根据权利要求5所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述第二集液器（32）呈上宽下窄的圆锥型结构，所述出液管（8）连接于第二集液器（32）的下端。

7.根据权利要求6所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述出液管（8）呈倾斜设置，所述出液管（8）倾斜较高端与第二集液器（32）连接。

8.根据权利要求1所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述分布器（4）包括有莲蓬状的分布盘（41），所述分布盘（41）的直径大于第二集液器（32）上端的直径。

9.根据权利要求8所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述塔体（1）上设置有与分布盘（41）平齐的观察窗口（10），所述出液管（8）上连接有截断阀（7）。

10.根据权利要求8所述的一种具有组合式集液分布器的精馏塔，其特征在于，所述塔体（1）的顶端设置有用于测量塔顶温度的测温套管（9），所述测温套管（9）与分布盘（41）平齐。