TWI806541B - 分餾盤 - Google Patents

Abstract

本創作分餾盤包含一盤體及形成有至少一導氣孔的多數導氣結構，盤體間隔形成有貫通之多數通氣口，每一導氣結構對應每一通氣口而凸出形成於盤體之上表面，並具有連通通氣口之一導氣空間，每一導氣結構的橫向兩側分別形成一出氣口，分餾盤能裝設於萃取分離裝置之塔槽中，當萃取分離裝置運作時，液體於盤體上流動，氣體通過通氣口而進入導氣空間，並經由該多數導氣結構引導而自導氣孔或出氣口導出，由於導氣孔能將氣體向上導出，使氣體能與導氣結構周遭及上方的液體接觸及攪拌，而促進氣體與液體之間的物質及熱量轉移，提升分離及熱傳效率。

Description

分餾盤

本創作係一種分餾及熱交換盤，尤指能設置於萃取分離及熱交換等裝置之塔槽內部，並能提升物質之分離及熱交換效率的分餾盤，本創作之多數通氣口及多數導氣結構能有效導體之流動，增加氣液的接觸時間，減少導氣結構之死角，並能於塔槽中減少由氣體帶液滴往上層之分餾盤移動的比例。

蒸餾塔、萃取塔、吸收塔或脫除塔等萃取分離裝置係利用不同成份之物質的沸點差異以分離混和液中的物質，所述萃取分離裝置包含一塔槽、交錯且間隔設置於所述塔槽中的複數分餾盤及設置於所述塔槽底部的一加熱器，混合液會被導入所述塔槽中，並流動到所述塔槽底部，所述加熱器會加熱而使部分混和液汽化並產生氣體，當向下流動的液體與向上移動的氣體接觸時，液體中較易揮發的物質會轉移至氣體中，而氣體中較難揮發的物質會轉移至液體中，藉此使混和液中的物質能依據易揮發程度而於所述塔槽中分離。

其中，所述分餾盤上間隔地形成有多數通口，當液體於所述塔槽中向下流動時會一層一層地流經交錯的分餾盤，而氣體向上移動時會通過所述分餾盤上的通口，並接觸而攪動所述分餾盤上的液體，使氣體與液體中的物質更容易相互轉移，惟當氣體通過所述分餾盤之通口時，由於沒有任何遮擋，氣體會直接向上衝升，造成氣體與液體之間的接觸時間不足，而無法充分進行攪動作用，又產生之液滴會被氣體帶至位於上層的分餾盤，導致分離效率減低。

為了改善前述情形，如圖10所示，現今之分餾盤包含形成有多數通口81的一板體80及拱型的多數遮擋結構90，該多數遮擋結構90間隔地設置於該板體80，並分別跨過該多數通口81的上方，所述遮擋結構90的左右兩側分別與所述板體80之間形成有一出口91，所述出口91連通該通口81，當氣體向上移動並通過所述板體80之通口81時，會被所述遮擋結構90阻擋而不會直接向上衝升，並轉向朝所述遮擋結構90左右兩側的出口91導出再上升，藉此增加氣體的流動路徑，以增加氣體與液體之間的攪動作用。

然而，當氣體通過所述分餾盤而自所述遮擋結構90左右兩側的出口91導出時，自二相鄰的遮擋結構90的相對側之出口91導出的氣體會相互碰撞，而於二相鄰的遮擋結構90之間的位置直接上升，使得氣體較難以與所述遮擋結構90周遭及上方的液體進行攪動，造成分離效率降低，同時由於所述遮擋結構90之死角較多，而會造成液相中的固體阻塞，而仍有改善之空間。

本創作之主要目的在於提供一分餾盤，希藉此改善現今之分餾盤的遮擋結構周遭及上方的液體難以被氣體接觸攪動，使得物質之分離效率降低之問題。

為達成前揭目的，本創作分餾盤包含： 一盤體，其間隔地形成有貫通之多數通氣口；以及 多數導氣結構，每一導氣結構分別對應每一通氣口的位置而形成於該盤體上，並凸出於該盤體之上表面而跨越所述通氣口之上方，所述導氣結構中具有與該盤體之通氣口連通之一導氣空間，每一導氣結構的橫向兩側與該盤體之間分別形成有一出氣口，且每一導氣結構上形成有至少一導氣孔，該二出氣口及所述導氣孔分別連通該導氣空間，藉以使氣體能通過所述通氣口進入該導氣空間內，並通過該二出氣口橫向導出，及通過所述導氣孔導向所述導氣結構的上方。

其中，每一導氣結構包含依序連接之一第一連接部、一導引部及一第二連接部，該第一連接部及該第二連接部分別連接該盤體，並分別朝所述導氣結構之中央向上傾斜而連接該導引部，另外，該第一連接部及該第二連接部分別形成有一所述導氣孔，且每一導氣結構之導引部的底側形成有二導引斜面，該二導引斜面分別自中央朝所述導氣結構的左右兩側向上傾斜，並連接所述出氣口。

本創作分餾盤能裝設於一蒸餾塔、萃取塔、吸收塔或脫除塔等萃取分離裝置之塔槽中，當所述萃取分離裝置運作時，液體會流經所述分餾盤之盤體上方，氣體會自所述分餾盤的下方往上升，當通過該盤體之一所述通氣口時，氣體會進入所述導氣空間並接觸所述通氣口上方的導氣結構，並能通過所述導氣結構與該盤體之間形成的該二出氣口，及能通過所述導氣結構上的導氣孔而朝該盤體的上方導出，使氣體能接觸並攪動該盤體上的液體，藉此使液體與氣體中的物質進行轉移而達成分餾。

其中，由於氣體進入所述導氣空間並接觸所述導氣結構時，不僅能受所述導氣結構中沒有所述導氣孔的部分引導而通過該二出氣口而朝橫向導出，亦能通過所述導氣結構之導氣孔而導出至所述導氣結構的上方，因此能增加氣體之流動路徑，使氣體能接觸到所述導氣結構周遭及上方的液體並進行攪動，且能提升氣體通過所述分餾盤後的均勻度，而能促進氣體與液體之間的物質及熱量轉移，藉此有效提升分離及熱交換效率。

此外，當氣體接觸到所述導氣結構之導引部內凹形成之該二導引斜面時，會受所述導引斜面引導而通過該二出氣口，並能朝所述導氣結構之左右兩側的斜上方導出，且由於每一導氣結構之縱向兩側的該第一連接部及該第二連接部分別形成有一所述導氣孔，使氣體能均勻地通過所述導氣結構而向上導出，因此能進一步提升氣體與液體之間的攪動作用。

請參閱圖1至圖4，為本創作分餾盤之一種較佳實施例，其包含一盤體10及多數導氣結構20。

如圖1所示，該盤體10間隔地形成有貫通之多數通氣口11。

如圖1至圖3所示，每一導氣結構20分別對應每一通氣口11的位置而形成於該盤體10上，並凸出於該盤體10之上表面而跨越所述通氣口11之上方，所述導氣結構20中具有與該盤體10之通氣口11連通之一導氣空間21，每一導氣結構20的橫向兩側與該盤體10之間分別形成有一出氣口22，且每一導氣結構20上形成有至少一導氣孔23，該二出氣口22及所述導氣孔23分別連通該導氣空間21，藉以使氣體能通過所述通氣口11進入該導氣空間21內，並通過該二出氣口22橫向導出，及通過所述導氣孔23導向所述導氣結構20的上方。

較佳地，所述導氣孔23的面積小於所述通氣口11及所述出氣口22之面積，使所述導氣孔23能於將氣體向所述導氣結構20的上方導出的同時，避免過多氣體直接通過所述導氣孔23而向上衝升。

其中，如圖3至圖5所示，每一導氣結構20包含依序連接之一第一連接部24、一導引部25及一第二連接部26，該第一連接部24及該第二連接部26分別連接該盤體10，並分別朝所述導氣結構20之中央向上傾斜而連接該導引部25。

另外，所述導氣結構20之第一連接部24、導引部25及第二連接部26皆能形成有所述導氣孔23，且該第一連接部24、該導引部25及該第二連接部26上能分別形成有至少一所述導氣孔23，如圖5所示，於本創作之較佳實施例中，每一導氣結構20之斜向的第一連接部24及第二連接部26分別形成有一所述導氣孔23，使氣體能均勻地通過所述導氣結構20而向上導出。

再者，如圖6所示，每一導氣結構20之導引部25的底側形成有二導引斜面251，該二導引斜面251分別自中央朝所述導氣結構20的左右兩側向上傾斜，並連接所述出氣口22，如圖8所示，所述導引斜面251能用以穩定地引導氣體通過所述出氣口22的方向，當所述導引斜面251之底端及頂端之間的高度差愈多時，氣體愈能被向斜上方引導，而能與所述導氣結構20周遭的液體進行攪動，較佳地，所述導引斜面251之底端及頂端之間的高度差介於0.1mm至2mm之間，於本創作之較佳實施例中，所述導引斜面251之底端及頂端之間的高度差為1毫米。

於本創作之較佳實施例中，如圖1及圖2所示，該盤體10之該多數通氣口11呈交錯排列，該多數導氣結構20分別對應該多數通氣口11而呈交錯排列，使氣體能均勻地通過所述分餾盤，而增加氣體與液體之間的攪動，此外，該多數導氣結構20之第一連接部24係朝向同一方向，且該第一連接部24之寬度大於該第二連接部26之寬度。

本創作分餾盤能裝設於一萃取分離裝置之塔槽中，並使該多數導氣結構20之第一連接部24至第二連接部26之方向與液體於所述分餾盤上的流向同方向，當所述萃取分離裝置運作時，液體會流經所述分餾盤之盤體10上方，氣體會自所述分餾盤的下方往上升，而接觸到該盤體10的底部，並能通過該盤體10之該多數通氣口11而進入該多數導氣結構20之導氣空間21中。

此時，如圖7及圖8所示，以氣體通過一個所述通氣口11而言，氣體能進入所述通氣口11上方的導氣結構20之導氣空間21，並能通過所述導氣結構20之導氣孔23及所述導氣結構20之左右兩側的出氣口22，而導出至所述分餾盤的上方，並能與該盤體10上流過的液體接觸及攪動，使氣體及液體中不同成分的物質能因沸點高低的差異而進行轉移，藉此使物質分離而達到分餾的效果。

其中，藉由所述導氣孔23之設計能將氣體導引至所述導氣結構20的上方，並能增加氣體之流動路徑，使氣體更容易接觸液體，且液體於該盤體10上流動時，能先接觸寬度較寬之該第一連接部24，進而增加液體之擾動，藉此能增加氣體與液體之間的攪拌作用，而提升物質分離及熱交換之效率。

再者，當氣體通過所述導氣結構20之第一連接部24、導引部25或第二連接部26上的導氣孔23時能被向上導出，而當氣體接觸到所述導氣結構20之導引部25之底部的該二導引斜面251時，會受所述導引斜面251引導而通過該二出氣口22，並能朝所述導氣結構20之左右兩側的斜上方導出，因此，所述導氣孔23及所述導引斜面251之設計皆能使氣體向上導出，而增加氣體與所述導氣結構20之上方的液體之間的接觸，進而能提升氣體與液體之間的攪動作用，藉此有效提升分離及熱交換效率。

此外，透過所述導引斜面251呈傾斜之設計，使氣體除了以橫向方向而自所述導氣結構20的左右兩側導出外，亦會沿斜向方向而朝所述導氣結構20的斜上方導出，並透過所述導氣孔23之分流，而使通過所述出氣口22的氣體減少，因此能避免氣體或液體中較難揮發的物質或雜質於通過所述出氣口22時殘留在該導引部25與所述出氣口22的邊緣，以避免汙染通過所述導氣結構20的氣體或液體。

另外，如圖9所示，以氣體通過複數個相鄰的所述通氣口11而言，藉由每一所述通氣口11上方的導氣結構20之引導，使氣體能自所述導氣孔23或所述出氣口22導出，而能分布於所述導氣結構20上方或二相鄰的導氣結構20之間，且氣體自每二相鄰的導氣結構20之相對側的出氣口22導出時係朝斜上方移動，因此能減少氣體相互碰撞，並增加氣體於所述導氣結構20周遭的分佈範圍，能提升氣體通過所述分餾盤時的均勻度，並藉此增加氣體與液體之間的攪動作用。

綜上所述，本創作分餾盤能裝設於所述萃取分離裝置之塔槽中，當所述萃取分離裝置運作時，氣體能通過該盤體10之通氣口11並經由該多數導氣結構20之引導，而自所述導氣結構20之導氣孔23或所述出氣口22導出，並與該盤體10上的液體進行攪拌，且當氣體通過所述導氣結構20上的導氣孔23時，能被朝上導出而與所述導氣結構20周遭及上方的液體接觸及攪拌，而能促進物質及熱量之轉移，藉此有效提升分離及熱交換效率。

10:盤體 11:通氣口 20:導氣結構 21:導氣空間 22:出氣口 23:導氣孔 24:第一連接部 25:導引部 251:導引斜面 26:第二連接部 80:板體 81:通口 90:遮擋結構 91:出口

圖1：為本創作分餾盤之一種較佳實施例之局部立體示意圖。 圖2：為本創作分餾盤之局部俯視平面示意圖。 圖3：為本創作分餾盤之單一導氣結構之立體示意圖。 圖4：為本創作分餾盤之單一導氣結構之俯視平面示意圖。 圖5：為圖4之A-A剖面示意圖。 圖6：為圖4之B-B剖面示意圖。 圖7：為本創作分餾盤之單一導氣結構之導氣孔供氣體通過之示意圖。 圖8：為本創作分餾盤之單一導氣結構之導引斜面導引氣體方向之示意圖。 圖9：為本創作分餾盤供氣體通過之局部平面示意圖。 圖10：為習知分餾盤供氣體通過之局部平面示意圖。

10:盤體

11:通氣口

20:導氣結構

22:出氣口

23:導氣孔

24:第一連接部

25:導引部

26:第二連接部

Claims (8)

1. 一種分餾盤，其包含：一盤體，其間隔地形成有貫通之多數通氣口；以及多數導氣結構，每一導氣結構分別對應每一通氣口的位置而形成於該盤體上，並凸出於該盤體之上表面而跨越所述通氣口之上方，所述導氣結構中具有與該盤體之通氣口連通之一導氣空間，每一導氣結構的橫向兩側與該盤體之間分別形成有一出氣口，且每一導氣結構上形成有至少一導氣孔，該二出氣口及所述導氣孔分別連通該導氣空間，藉以使氣體能通過所述通氣口進入該導氣空間內，並通過該二出氣口橫向導出，及通過所述導氣孔導向所述導氣結構的上方，其中每一導氣結構包含依序連接之一第一連接部、一導引部及一第二連接部，該第一連接部及該第二連接部分別連接該盤體，並分別朝所述導氣結構之中央向上傾斜而連接該導引部，每一導氣結構之導引部的底側形成有二導引斜面，該二導引斜面分別自中央朝所述導氣結構的左右兩側向上傾斜，並連接所述出氣口。
2. 如請求項1所述之分餾盤，其中所述導引斜面之底端及頂端之間的高度差介於0.1mm至2mm之間。
3. 如請求項1或2所述之分餾盤，其中該盤體之該多數通氣口呈交錯排列，該多數導氣結構分別對應該多數通氣口而呈交錯排列。
4. 如請求項1或2所述之分餾盤，其中該第一連接部及該第二連接部分別形成有一所述導氣孔。
5. 如請求項1或2所述之分餾盤，其中該第一連接部之寬度大於該第二連接部之寬度。
6. 如請求項4所述之分餾盤，其中該第一連接部之寬度大於該第二連接部之寬度。
7. 如請求項5所述之分餾盤，其中該多數導氣結構之第一連接部係朝向同一方向。
8. 如請求項6所述之分餾盤，其中該多數導氣結構之第一連接部係朝向同一方向。

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