CN2137179Y - 填料塔内液体分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的液体分配器由贯通于塔截面、彼此 平行、独立放置的分支长槽组成，分支长槽的下部是 起缓冲沉降作用的凹槽，上部是带竖直降液孔的水平 降液面。经过预分配器按比例分配的液体注入每个 分槽的缓冲沉降槽中。液体在沿缓冲沉降槽进行主 体流动的同时，沿其侧壁爬上水平降液面，由其上的 降液孔降下。本液体分配器能实现小液体流率的均 匀分配，并能防止含污物料的杂质堵塞降液孔。

Description

本实用新型属于石油化工过程工艺设备领域，涉及塔内件液体分配器的改进。

随着石油化工工业的发展，人们对石化设备的研究和改进也越来越细致和深入。开发各种类型和用途的液体分配器，尤其涉及小液体流率和／或防堵型分配器是近期液体分配器研究的方向。

us4，264，538号专利公开的液体分配器是为了解决小液体流率问题。分配器由一个或多个贯通于塔截面的箱体组成，这些箱体承接从上层填料直接淋下或经过进料装置适当分配过的液体。每个箱体至少有一个侧壁上设有一个或多个分流堰，使液体形成一股或多股冲击在紧挨箱体外侧安装的液体分配滴板上。每一液体分配滴板都由较高的直立段上部和较短的水平段下部等几段组成。这样，分配滴板与箱体侧壁之间的空间可充满液体，并使液体向水平方向扩散。经过分配滴板上紧挨水平部分的小孔和分配滴板最下面布置成一定角度的锯齿形部分小流率液体按一定排列的分配点沿整个塔截面均匀地倾注在塔中的填料层上。据称其最小流率可达0.244～4.890m³／h.m²。分配点的多少和几何排列可根据需要改变分配滴板下部形状和几何尺寸即可。

us4，444，696号专利公开的液体分配器适合于液体超低流率的长期均匀分配。其结构是1）一系列中空、封闭的水平分配管储存带压的待分配液体。2）水平导管联结着这些分配管。3）液体引出管（其直径和长度通过理论计算确定）竖直从分配管下部插入，管头在分配管内部空间的中间部位以防止杂质堵塞液体引出管。4）压力加料器为一分离箱，用以分离进料中的汽相。分离箱到导管之间的竖直管的高度可根据分配管中需要的压力值选取，这种分配器的液体流率可小于1.952m³／h.m²，而分配点密度可达62点／m²。

CH00782／87号专利公开的液体分配器具有设置在主通道上的分支通道，其上设置有跟通道壁有一定距离的挡板。通过开孔通道壁上的排出口流出的液体带着高冲量流出，成抛物线状分布到挡板上。该分配器能实现特别精细的液体分配，但它的排出口数量比常规的液体分配器少得多，由于出口具有较大的直径，因而对结垢不敏感。

上述的液体分配器专利中，解决小液流和堵塞问题的办法基本上是设法将杂质沉降来达到防堵，附加的挡板或其它构件改变液体的出流状态达到小液流率下的均匀分配。各种结构在防堵和分配均匀性方面各有所长，但其共同的缺点就是其结构的复杂性势必加大制造、安装的费用和难度。并且每一结构都有其特定的使用范围，真正付诸实施都各自存在一定的难度。为此，本实用新型是采用更为简单的结构来解决小液体流率的均匀分配和防堵问题。

槽式分配器的两种基本形式是底部开孔和侧壁开孔。

对于底部开孔式，只要保持槽中一定的液位高，能够实现液体的定点分配，而且比较均匀。当时在低流率下，槽底液面较低，液体分配均匀性明显下降。液体的主体流动在降液孔之上，液体中的堵塞物也都依次通过降液孔，这样极易造成降液孔的堵塞。

对于侧壁开孔式，槽中一定深度的液体对注入的液体起到了缓冲作用，液面波动造成的孔流不均匀现象减弱。而且液体的主体流动在降液孔下部的槽底，且流速较小，液面梯度较小，各降液孔的出流均匀性较好。此外，降液孔下部的空间可以储存一定的杂质。杂质在槽底的沉降作用，减少了降液孔堵塞的极会。然而，由于液体出流方向与重力方向不一致，液体呈半抛物线形下落。液体的出流形式受液体负荷变化的影响较大，且极不稳定。不能实现液体的定点分配。

本实用新型的目的是将槽式分配器的这两种基本结构的优点集于一体，在不增加结构附件的前提下，达到小液流率下的均匀分配和防止液流通道堵塞的良好效果。

本实用新型是由预分配器和分配器所组成的。预分配器是由一个或多个预分配槽组成。分配器是由多个分配槽组成。预分配槽是由液体缓冲沉降槽、水平降液面、降液孔、槽侧壁上的V形切口组成。分配槽由液体缓冲沉降槽、水平降液面、喇叭形降液孔和槽侧壁V形切口组成。

本实用新型结构中向下的凹槽存有一定的液体，对注入液体起缓冲作用，减少了液体注入引起的波动，较大的液体主体流动通道减小了液面流动落差，液体由凹槽中爬上水平降液面流径发生了变化，从而保证了液体进行定点分配。降液孔开在凹槽台阶的水平面上，可以保证液体进行定点分配，液体中夹带的杂质可以沉降在缓冲沉降槽底部，经过预分配器和分配器两级沉降，可防止降液孔的堵塞。较大液流率下，液体从降液孔中呈满孔出流状降下，而在较小液流率下，由于喇叭形的降液孔，避免了液体的壁流，液体又能呈溢流出流状态。与底孔流结构相比，解决了小液体流率下均匀分配与小尺寸降液孔易堵塞的矛盾。较大的降液孔尺寸可以防止降液孔的堵塞。同时仍能保证小流率下的均匀分配。综上所述，本实用新型的优点是在小液体流率下分配均匀，防堵性好、操作稳定、弹性大。适用于石油化工过程中各种填料塔的液体分配。

下面借助附图中展示的施实例对本实用新型加以说明。

图1、图2、图3为本实用新型的一个实施结构在塔内的装配俯视图、前视图和侧视图。

图4为本实用新型中分配槽的部分透视图。

图5为只有一个水平降液面的分配槽结构透视图。

图6为本实用新型带有弯形液体分配板的透视图。

图7为图6结构的横断面图。

本实用新型是由预分配器和分配器组成的，而预分配器和分配器都是由底部为缓冲沉降槽和至少有一个水平降液面、降液孔开在水平降液面上、槽上部的侧壁顶上开有V形切口的槽形构件所组成。如图1～3，液体从进料管注入预分配槽4的缓冲沉降槽8中，其主体流动沿缓冲沉降槽8中进行，液体在缓冲沉降槽中流动的同时，沿其侧壁爬到水平降液面9上，预分配槽4的水平降液面9上的降液孔10使液体按设计的要求进行定点分配。

缓冲沉降槽内的液体一方面对注入液体起到缓冲作用，避免（或减小）了注入液体对槽中液面的干扰。另一方面液体中的杂质有机会在液体进行缓慢的主体流动中沉降于槽底。

在预分配器4的水平降液面9上按照其下方分配器各个独立的分配槽需要的降液量开有不同数目（或尺寸）的降液孔10。预分配槽4的水平降液面9上的液体通过这些孔降到下方各个独立的分配槽5的缓冲沉降槽14中，各个分配槽再按预分配槽的降液机理对液体进行定点分配。为了防止在极小流量下降液孔降下液体的壁流现象，分配槽的降液孔16可冲成喇叭状。

预分配槽上部侧壁6和分配槽上部侧壁12的顶部开有V形切口，以防止液体流率超出设计范围时也能进行定点均匀分配。预分配槽上部侧壁6上的V形切口7的位置与其水平降液面上的降液孔位置相对应，这样使切口中溢出的液体能够降入下面对应的分配槽的缓冲沉降槽中。分配槽侧壁上的V形切口13可以与其降液孔上下对应，也可错开。这样在液体负荷超出负荷范围后，分配点密度也可随之增加。

分配槽降液面上的喇叭形降液孔16避免了小液流量下可能出现的壁流现象。同时，液体竖直方向的出流避免了与上升气体的大角度交差，减少了液体被上升的气体夹带。

图2中预分配槽通过两头的角板18和调节螺栓11支承在塔环3上，这样保证预分配槽安装时的水平度。

图3中每一分配槽5通过其两头的角板19和调节螺栓17各自独立的支承于塔环3上，这样保证分配槽之间的水平度调节不相互干扰。

图5的结构适合于高气体负荷或要求气体压降较小的情况，可以改善气体的分配状态并能达到液体的均匀分配。在实验中发现该结构能将管垢、铁锈等杂质沉降于预分配槽和分配槽的缓冲沉降槽底部，而同样的杂质在其它形式的分配器中则堵塞了降液孔。另外，该结构在分配点密度为102点／m²时，有效液流率可达0.8m³／h·m²以下。即，在0.8m³／h·m²的液流率下仍然达到较均匀的分配。

图6的结构可适合于要求液体分配点密度很高，而液体负荷却很低的情况，这种情况下孔流型分配器已不好达到均匀分配。弯形液体分配滴板20将均匀分配的各个降液孔的点分配再转化成更均匀的线分布。

附图中：1——塔体        2——填料

3——塔支承环        4——预分配槽

5——分配槽        6——预分配槽侧壁

7——预分配槽侧壁上的V形切口

8——预分配槽的缓冲沉降槽

9——预分配槽的降液面

10——预分配槽的降液孔

11——预分配槽调节螺丝

12——分配槽侧壁

13——分配槽侧壁上的V形切口

14——分配槽的缓冲沉降槽

15——分配槽的降液面

16——分配槽的喇叭形降液孔

17——分配槽的调节螺丝

18——预分配槽角板

19——分配槽角板

20——分配槽下的弯形液体分配板

Claims (6)

1、一种用于石油化工填料塔内的液体分配器，其特征在于是由预分配器和分配器组成液体分配器，预分配器由一个或多个相互独立安装在塔环上的预分配槽组成，分配器是由多个相互独立安装在塔环上的分配槽组成。

2、根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于组成预分配器的一个或多个预分配槽由液体缓冲沉降槽、水平降液面及降液面上竖直降液孔、侧壁上的V形切口组成。

3、根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于组成分配器的分配槽由液体缓冲沉降槽、水平降液面及降液面上的喇叭形降液孔、侧壁上的V形切口组成。

4、根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于其降液孔的大小和多少与其下对应的分配槽的降液量成比例关系，降液孔和V形切口的位置在其下分配槽的缓冲沉降槽的正上方。

5、根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于其降液孔的位置排列由要求的分配点密度而定，V形切口的位置可以是任意的，也可和降液孔上下对应。

6、根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于其弯形分配板和分配槽的侧壁相连，弯曲程度能使其接住降液孔降下的液体。

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