CN207805632U

CN207805632U - 自旋转式立体旋流筛板及筛板塔

Info

Publication number: CN207805632U
Application number: CN201721406444.0U
Authority: CN
Inventors: 张少峰; 高伟; 马旭; 黄佳乐; 张嘉静; 郝会云; 唐猛; 王璐莎; 刘琛; 张轶硕
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2018-09-04
Anticipated expiration: 2027-10-27

Abstract

本实用新型提供了一种自旋转式立体旋流筛板及筛板塔，涉及塔设备的技术领域，包括旋转轴、旋流筛板、内筒和外筒；所述内筒与所述外筒同轴设置；用于使所述旋流筛板自转的所述旋转轴设置在所述内筒内；在所述内筒与所述外筒中间设置所述旋流筛板，且所述旋流筛板上设置有孔，解决了现有技术中存在的传质效率低、能耗高和生产成本高的技术问题。

Description

自旋转式立体旋流筛板及筛板塔

技术领域

本实用新型涉及塔设备技术领域，尤其是涉及一种自旋转式立体旋流筛板及筛板塔。

背景技术

塔设备在化工、石化等生产行业中应用广泛，主要进行精馏、吸收、解吸、气体的增湿及冷却等单元操作。塔设备按内构件形式的不同，常分为板式塔与填料塔两大类，相较于填料塔，板式塔具有处理能力大，阻力能耗低，抗堵性能出众，造价低廉等优势。

塔板是板式塔设备中的核心构件，是气(汽)液或液液两相充分接触的主要场所，以此达到两相间传热与传质的目的。塔板性能的优劣直接影响着产品的质量及性能、工厂的生产产值、能耗以及经济效益。现有的塔板多是采用具有降液管形式设计，且只适合气下液上的逆流流动形式，此类型塔板因气液流通面积较小，且会受液泛的影响，造成处理能力较低，往往适合处理量较小的精馏场合，在脱硫、除尘、吸收等需要大气液通量的场合往往表现不佳。近年来，学者将工作重点放在不设降液管式的穿流型塔板上。穿流型因其塔板流通面积大，压降低，能够适用于气液逆流与气液并流两种流动形式，气液逆流时能够显著提高液泛上限，气液并流时更能够成倍提高气液通过能力；并且穿流型塔板因其流通面积大，抗堵性能强，在处理含尘气体时具有明显的优势。因此，穿流型塔板更加适用于脱硫除尘，催化加氢、洗气、增湿等气液大通量场合，开发高效，性能出众的穿流型塔板是现阶段塔板研究工作者的一项重点内容。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供自旋转式立体旋流筛板及筛板塔，以缓解了现有技术中存在的传质效率低、能耗高和生产成本高的技术问题。

第一方面，本实用新型提供的一种自旋转式立体旋流筛板，包括：旋转轴、旋流筛板、内筒和外筒；

所述内筒与所述外筒同轴设置；

用于使所述旋流筛板自转的所述旋转轴设置在所述内筒内；

在所述内筒与所述外筒中间设置所述旋流筛板，且所述旋流筛板上设置有孔。

进一步地，所述旋转轴包括：轴和滚珠；

所述轴穿设在所述内筒内，且所述滚珠设置在所述轴的端部。

进一步地，所述自旋转式立体旋流筛板还包括：封堵机构；

所述封堵机构可拆卸的设置在所述内筒上，所述封堵机构用于封堵所述内筒的内部通道。

进一步地，相邻所述旋流筛板间隔设置，相邻所述旋流筛板中间设置有通过流体的螺旋通道。

进一步地，在所述内筒和所述外筒之间设置有用于支撑所述内筒的支架，所述支架设置在所述自旋转式立体旋流筛板的端面处。

进一步地，所述内筒截面积小于所述外筒总截面积的10％。

进一步地，所述孔均匀设置在所述旋流筛板上。

进一步地，所述旋流筛板上的所述孔的直径为4mm－10mm，所述孔的开孔率大于等于25％且小于40％。

进一步地，所述旋流筛板上沿和下沿间扭转角度为30°－60°，所述旋流筛板的数量为6－20块。

第二方面，本实用新型提供的一种筛板塔，包括：第一方面任一项所述的自旋转式立体旋流筛板。

采用本实用新型提供的自旋转式立体旋流筛板及筛板塔具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种自旋转式立体旋流筛板，包括：旋转轴、旋流筛板、内筒和外筒；内筒与外筒同轴设置；用于使旋流筛板自转的旋转轴设置在内筒内；在内筒与外筒中间设置旋流筛板，且旋流筛板上设置有孔。当气液两相穿过立体旋流筛板及其上下空间区域时，旋流筛板会转动，使得气液两相具有三种流动形态，分别为在两旋流筛板间的旋流、贴近壁面的穿孔流以及自旋流动，这样的设计使得气液两相的三种流动状态相互作用，能够有效地增强气液混合程度，从而达到强化传质、传热的目的。

并且，自旋转式立体旋流筛板传质效率高，与其他类型塔板相比，在达到相同传质效果的前提下，能够减少塔板的安装数量。自旋转式立体旋流筛板压降低，能有效节约水泵、风机等能量消耗。自旋转式立体选流筛板通量大，处理能力强，在相同处理量的情况下，能够减小塔径，节约制作成本。自旋转式立体旋流筛板抗堵性能出色，在含尘气体的净化处理上具有明显的优势。自旋转式立体旋流筛板结构简单，可拆卸式设计便于安装与维护。

本实用新型提供的筛板塔具有上述自旋转式立体旋流筛板具有的一切有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的自旋转式立体旋流筛板的立体结构示意图；

图2为本实用新型的自旋转式立体旋流筛板的外支架；

图3为本实用新型的自旋转式立体旋流筛板的内部负责旋转的滚珠结构；

图4为本实用新型的自旋转式立体旋流筛板的旋转轴的剖视图。

图标：100－旋转轴；110－轴；120－滚珠；200－旋流筛板；210－孔；300－内筒；400－外筒；500－封堵机构；600－支架。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

近年来，学者将工作重点放在不设降液管式的穿流型塔板上。穿流型因其塔板流通面积大，压降低，能够适用于气液逆流与气液并流两种流动形式，气液逆流时能够显著提高液泛上限，气液并流时更能够成倍提高气液通过能力；并且穿流型塔板因其流通面积大，抗堵性能强，在处理含尘气体时具有明显的优势。因此，穿流型塔板更加适用于脱硫除尘，催化加氢、洗气、增湿等气液大通量场合，开发高效，性能出众的穿流型塔板是现阶段塔板研究工作者的一项重点内容。

图2为本实用新型的自旋转式立体旋流筛板的外支架；

请参照图1、图2、图3和图4，下面将结合附图对本实用新型实施例提供的自旋转式立体旋流筛板200及筛板塔做详细说明。

本实用新型实施例提供的一种自旋转式立体旋流筛板200，包括：旋转轴100、旋流筛板200、内筒300、外筒400；

内筒300与所述外筒400同轴设置；

用于使旋流筛板200自转的旋转轴100设置在内筒300内；

在内筒300与外筒400中间设置旋流筛板200，且旋流筛板200上设置有孔210。

需要说明的是，当气液两相穿过立体旋流筛板200及其上下空间区域时，旋流筛板200会转动，使得气液两相具有三种流动形态，分别为在两旋流筛板200间的旋流、贴近壁面的穿孔210流以及自旋流动，这样的设计使得气液两相的三种流动状态相互作用，能够有效地增强气液混合程度，从而达到强化传质、传热的目的。

并且，自旋转式立体旋流筛板200传质效率高，与其他类型塔板相比，在达到相同传质效果的前提下，能够减少塔板的安装数量。自旋转式立体旋流筛板200压降低，能有效节约水泵、风机等能量消耗。自旋转式立体选流筛板通量大，处理能力强，在相同处理量的情况下，能够减小塔径，节约制作成本。自旋转式立体旋流筛板200抗堵性能出色，在含尘气体的净化处理上具有明显的优势。自旋转式立体旋流筛板200结构简单，可拆卸式设计便于安装与维护。

旋流筛板200可以采用矩形均匀布孔，也可以采用正三角形均匀布孔，孔径为4mm－10mm，具体可以为4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm，开孔率大于等于25％且小于40％，具体可以为25％、28％、30％、33％、36％、39.9％。

旋流筛板200上均匀设有孔210，孔210的直径为4mm－10mm，开孔率大于等于25％且小于40％，当气液两相穿过立体旋流筛板时，气液两相具有旋流筛板200间的旋流流动和贴近旋流筛板200壁面的穿孔流动的两种流动状态，因此复合式立体旋流筛板多种流动相互混合的特点能够极大增强气液两相间的传质。

开孔率规定为筛板上筛孔的总面积与开孔区面积的比值，即：Φ＝A0/Aa，式中：Φ－开孔率(％)，A0－筛板上筛孔的总面积(m²)，Aa－开孔区的面积(m²)。

另外，旋转轴100包括：轴110和滚珠120；

轴110穿设在内筒300内，且滚珠120设置在轴110的端部。

需要说明的是，旋流筛板200的立体层叠特点，能够使气液两相在塔板间具有旋流、穿孔流以及自旋流三种流动状态，且三种状态相互作用，能够有效的增强气液混合程度，延长气液接触时间，从而达到强化传质及传热目的。

另外，自旋转式立体旋流筛板200还包括：封堵机构500；

封堵机构500可拆卸的设置在内筒300上，封堵机构500用于封堵内筒300的内部通道。

需要说明的是，封堵机构500不仅可以防止当气液量较小时气液大部分从内筒300通过而只有少部分从旋流筛板200间通过，还可以防止液相进入轴承，腐蚀轴承。

另外，相邻旋流筛板200间隔设置，相邻旋流筛板200中间设置有通过流体的螺旋通道。

上述的螺旋通道可以使气液两相可以从相邻旋流筛板200之间的螺旋通道流过，也可以从旋流筛板200上的孔210上流过，同样，由于在内筒300里面设置有旋转轴100，则使得自旋转式立体旋流筛板200可以转动，从而实现自旋流的流动状态，这样，自旋转式立体旋流筛板200的立体层叠特点，能够使气液两相在塔板间具有旋流、穿孔流以及自旋流三种流动状态，且三种状态相互作用，能够有效的增强气液混合程度，延长气液接触时间，从而达到强化传质及传热目的。

另外，旋流筛板200上沿和下沿间扭转角度为30°－60°，旋流筛板200的数量为6－20块。

旋流筛板200的布置数量根据自旋转式立体旋流筛板200的尺寸、材质和工况而定，具体可以为6块、8块、10块、12块、14块、16块、18块、20块。

旋流筛板200上沿和下沿间扭转角度为30°、45°、60°。

旋流筛板200，采用扭转式设计，同一旋流筛板2003上沿和下沿夹角为扭转角，扭转角可以为30°、45°、60°。旋流筛板200的扭转旋向可以分为顺时针与逆时针两种。塔板尺寸、材质、安装数量需根据实际塔径及操作工况而定。

另外，在内筒300和外筒400之间设置有用于支撑内筒300的支架600，支架600设置在自旋转式立体旋流筛板200的端面处。

这里的支架600均匀的设置在内筒300和外筒400上，并且根据实际情况进行设置，通过支架600连接内筒300与外筒400。

另外，内筒300截面积小于外筒400总截面积的10％。

保证一定数量旋流筛板200能够完全连接，将大小适合的轴承(轴与滚珠120)放置于内筒300，从而实现了本实用新型实施例提供的自旋转式立体旋流筛板的转动。

为了保证传质效率则将孔210均匀设置在旋流筛板200上。

以烟道气脱硫除尘为例：在吸收塔内吸收段安装若干可自旋转式立体旋流筛板，相邻两塔板采用不同旋向，气液采用同时自上而下的并流形式，烟气与脱硫吸收剂流经旋转式立体旋流筛板200后，气液在旋流筛板200区域，一部分气液沿旋转方向自上而下的旋流流动，一部分气液沿贴近筛板壁面向下的穿孔流动，此两种流动状态相互作用；再加上塔板的自主旋转，使得气液两相具有第三种流动方式—自旋式流动。气液两相在立体旋流筛板以及其上下空间区域具有三种流动方式，能够显著强化不同高度与不同周向区域间流体的接触与混合，同时筛板可以旋转，进一步加强气液的接触与混合，实现高效的传质过程，又可消减固体颗粒(烟尘)在筛板上的沉积与堵塞现象。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种筛板塔，包括：第一方面任一项所述的自旋转式立体旋流筛板。

以上对本实用新型的自旋转式立体旋流筛板及筛板塔进行了说明，但是，本实用新型不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本实用新型包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，包括：旋转轴(100)、旋流筛板(200)、内筒(300)和外筒(400)；

所述内筒(300)与所述外筒(400)同轴设置；

用于使所述旋流筛板(200)自转的所述旋转轴(100)设置在所述内筒(300)内；

在所述内筒(300)与所述外筒(400)中间设置所述旋流筛板(200)，且所述旋流筛板(200)上设置有孔(210)；

所述旋转轴(100)包括：轴(110)和滚珠(120)；

所述轴(110)穿设在所述内筒(300)内，且所述滚珠(120)设置在所述轴(110)的端部。

2.根据权利要求1所述的自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，所述自旋转式立体旋流筛板还包括：封堵机构(500)；

所述封堵机构(500)可拆卸的设置在所述内筒(300)上，所述封堵机构(500)用于封堵所述内筒(300)的内部通道。

3.根据权利要求1所述的自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，相邻所述旋流筛板(200)间隔设置，相邻所述旋流筛板(200)中间设置有通过流体的螺旋通道。

4.根据权利要求1所述的自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，在所述内筒(300)和所述外筒(400)之间设置有用于支撑所述内筒(300)的支架(600)，所述支架(600)设置在所述自旋转式立体旋流筛板的端面处。

5.根据权利要求1所述的自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，所述内筒(300)截面积小于所述外筒(400)总截面积的10％。

6.根据权利要求1所述的自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，所述孔(210)均匀设置在所述旋流筛板(200)上。

7.根据权利要求1所述的自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，所述旋流筛板(200)上的所述孔(210)的直径为4mm－10mm，所述孔(210)的开孔率大于等于25％且小于40％。

8.根据权利要求1所述的自旋转式立体旋流筛板，其特征在于，所述旋流筛板(200)上沿和下沿间扭转角度为30°－60°，所述旋流筛板(200)的数量为6－20块。

9.一种筛板塔，其特征在于，包括：权利要求1－8任一项所述的自旋转式立体旋流筛板。