CN2460179Y - 一种分离塔导流塔板 - Google Patents
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Abstract
一种分离塔导流塔板,它主要包括塔板平板1,平板1上开有多个通气孔,通气孔上有分离元件,在平板上有降液管2和溢流堰3,在沿溢流堰3的方向上,排列有多根导流板4,导流板4的方向与受液区6至溢流堰3的方向一致。本实用新型的分离塔导流塔板避免了塔板上液体流动的涡流和滞流现象,提高了塔板的传质效率。
Description
本实用新型涉及传质、传热领域的板式分离塔塔板。
在石油加工、化工、精细化工、环保等化学工程过程中，要大量用到各种板式传质与分离塔器(以下简称板式塔)，以便使多种多样的液相混合物、气相混合物按人们的意愿分离开来。板式塔有多种类型，如泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌型板塔、穿流栅板塔、旋流板塔等等。板式塔的塔板可分为有降液管和无降液管(穿流板)两大类。
塔板的传质效率取决于许多相互联系、相互影响的因素，其中之一就是塔板上的液体流动状态。大量的研究表明，塔板上液体的流动并不是很规则的流动，尤其对大型塔板而言，其不规则性更加严重，涡流、回流、停滞流及返混的存在，都是液体不均匀流动的表现。液体自入口堰进入塔板后，由于绝大部分塔板的圆形结构，它首先进入塔板的扩展段，宽度扩展至最大后，进入塔板的收缩段。因此，液体并不是以均匀的流速在整个塔板宽度方向匀速向前流动，而是中间的液体流速较快，两侧则较慢。这样大部分液体以从进口堰到出口堰的直线路径流过塔板，而弓形区内液体的流动则很缓慢。再加上流体动力学的作用，两侧弓形区的液体流动将呈滞止或回流状态，如附图1所示(参见R.B.Solari,E.Saze,I.D′apollo and A.Bellet,Chem.Eng.Comm.,1982,13:369)。塔板上液体的这种不规则流动和不均匀现象大大降低了塔板的传质效率。我们在直径为φ1000mm的塔板上对液体的流动情况进行了研究，结果表明，塔板上液体的流动可以分为二个区域，即附图2所示的涡流区(Ⅰ)和主流区(Ⅱ)。在涡流区(Ⅰ)内液体的流动非常缓慢，甚至呈滞止或回流状态。涡流区(Ⅰ)面积的大小与堰高和液流强度有关，其最大值可占塔板面积的25％～40％。
塔板上液体流动的非均匀性，对塔板的传质效率有非常不利的影响。在涡流区内，由于液体的总体流动缓慢，造成液体的停留时间很长，使液体很快与通过它的汽相达到平衡。这样，通过涡流区的汽相基本上没有浓度变化，传质过程的速率受到严重影响，即浪费了塔板的传质面积，从而使塔板的传质效率大幅下降。
本实用新型的目的是提供一种导流分离塔塔板，以减少塔板上液体流动的涡流，滞止和回流现象，提高塔板效率。
本实用新型的技术方案如下：
一种分离塔导流塔板，它主要包括塔板平板，平板上开有多个通气孔，气孔上有分离元件，如泡罩、浮阀、筛板等，在塔板平板上有降液管和溢流堰，在沿溢流堰方向上排列有多根导流板，导流板的方向与受液区至溢流堰的方向一致，导流板起到分割塔板上液体流道的作用，导流板的数量可以为奇数也可以为偶数，一般情况下对称分布，导流板的数量为奇数时，除中心导流板为直线形外，其他导流板为弧形，导流板数量为偶数时，导流板均为弧形，以尽可能使塔板上液体的各流道等比例地扩展与收缩，各流道的液体流速相似为佳。导流板可以中断，以让开塔板平板上的分离元件(如泡罩)，也可以在通气孔上方的导流板段下沿开有缺口，以避免导流板对通过通气孔的上升气流造成阻碍，缺口的高度与通气孔直径的比值为0.1-3，以0.4-1.5为佳。也可以在导流板下设置支脚，以保证通过通气孔的上升气流不受阻碍，支脚的高度h2与通气直径的比值也为0.1-3，支脚的长度lg可以是1-30mm，以5-10mm为佳。导流板的总高度(导流板加支脚的高度)与溢流堰的高度之比值为0.8-1.5。
导流板的数量可以按分离塔的直径而变动，当直径Di=800～1500mm时，导流板的数量可用3～5根；当Di=1500～3000mm时，导流板的数量可用4～10根。导流板在塔板上既可以溢流堰方向采用均分方式布置，也可以采用非均分方式布置，导流板的厚度b1可取0.2-10mm，以1-4mm为最佳。
本实用新型的分离塔导流塔板既可以是单降液管塔板，也可以是多降液管塔板，其导流板的材质可以是碳钢、铝材、铜材、铜合金、工程塑料、陶瓷、石墨、不锈钢及其他材料。
本实用新型具有以下优点：
1．应用本实用新型，在塔板上设置全导流结构，可优化塔板上的液体流动，减少或消除塔板上的涡流区，使塔板上的液体流型呈现较理想的活塞流状态，从而提高塔板效率。
2．本实用新型结构简单，制作方便，经济可靠。
附图说明：
图1塔板上的液体流动示意图；
图2塔板分区示意图；
图3本实用新型的全导流塔板结构示意图，a为俯视图，b为侧视图，c为导流板示意图；
图4安装导流板的塔板上液体的流动示意图，a为局部导流，b为准全导流，c为全导流，单降液管，d为全导流，多降液管。
其中：1为塔板平板；2为降液管；3为溢流堰；4为导流板；5为支脚；6为受液区。
以下通过实施例进一步说明本实用新型。
实施例1．甲醇-水分离体系。原塔径为1200mm，单降液管型，降液管截面形状为弓形，溢流堰长为900mm；采用传统中孔筛板，孔径为10mm，塔板数为60块。采用本实用新型，塔径与塔板型式不变，仍然为单降液管型，降液管、板间距、堰长、塔板数等均不变；在每块塔板上沿溢流堰长方向均匀设置5根导流板；导流板的厚度b1为1.5mm，高度h1为40mm，圆弧长度分别为793.8mm(1根)，801.8mm(2根)和826.6mm(2根)；支脚厚度b2为1.5mm，高度h2为6mm，长度lg为10mm。测定表明，采用本实用新型的塔板全导流结构，塔底残液中甲醇含量比原塔降低1.6％，塔顶甲醇纯度由原来的98.2％上升到99.2％，平均每块塔板的分离效率提高8.3％。
实施例2．CO2吸收塔。原塔径为1800mm，单降液管型，降液管截面形状为弓形，采用传统浮阀塔板，开孔率为13％，溢流堰长为1440mm，塔板数为72块。采用本实用新型，仍然为单降液管型，降液管、板间距、堰长、浮阀型号及塔板数等均不变；在每块塔板上沿溢流堰长方向均匀设置6根导流板；导流板的厚度b1为2mm，高度h1为50mm，圆弧长度分别为1081.1mm(2根)、1094.1mm(2根)和1119.8mm(2根)；支脚厚度b2为3mm，高度h2为15mm，长度lg为10mm；在阀片上方，导流板部分切割出凹槽，以便阀片自由升降。经操作测定表明：采用本实用新型改造的塔板，塔顶出口气相中的CO2由原来的1.5％下降为0.82％，经计算平均每块塔板的效率比采用本实用新型前提高7.47％。
实施例3．NH3尾气吸收塔。原塔径为1400mm，双降液管型，采用传统中孔筛板，弓形降液管和矩形降液管塔板各8块。采用本实用新型，仍然为双降液管型，降液管、板间距、溢流堰长、塔板数均不变；在每块塔板上沿溢流堰长度方向均匀设置5根导流板；每根导流板均被矩形降液管或受液区等分为二段，每根导流板的圆弧长度分别为880mm(1根，直线形)、892mm(2根)和927mm(2根)；厚度b1为1.5mm，高度h1为50mm，支脚厚度b2为1.5mm，高度h2为6mm，长度lg为10mm。实施后测定表明：采用本实用新型全导流塔板，NH3的吸收率由原来的91.5％上升至96.2％。
Claims (6)
1．一种分离塔导流塔板，它主要包括塔板平板(1)，平板(1)上开有多个通气孔，通气孔上有分离元件，在平板(1)上有降液管(2)和溢流堰(3)，其特征是在沿溢流堰(3)的方向上，排列有多根导流板(4)，导流板的方向与受液区(6)至溢流堰(3)的方向一致。
2．根据权利要求1所述的分离塔导流塔板，其特征是导流板(4)是中断的，以让开塔板平板(1)上的分离元件。
3．根据权利要求1所述的分离塔导流塔板，其特征是在通气孔上方的导流板段下沿开有缺口，缺口的高度与通气孔直径的比值为0.1-3。
4．根据权利要求3所述的分离塔导流塔板，其特征是导流板(4)缺口的高度与通气孔直径优选的比值为0.4-1.5。
5．根据权利要求1所述的分离塔导流塔板，其特征是导流板(4)下设置支脚(5)，支脚(5)的高度(h2)与通气孔直径的比值为0.1-3，支脚(5)的长度(lg)为1-30mm。6．根据权利要求5所述的分离塔导流塔板，其特征是支脚(5)优选的长度(lg)为5-10mm。
7．根据权利要求1或5所述的分离塔导流塔板，其特征是导流板(4)的总高度与溢流堰(3)的高度之比值为0.8-1.5。
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| CN100366314C (zh) * | 2005-12-28 | 2008-02-06 | 南京大学 | 一种防结垢抗脏堵塔板 |
| CN110787477A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-14 | 沈阳派司钛设备有限公司 | 一种用于丁酮肟的新型钛钼镍塔装置 |
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