[發明專利]一種液體導流型垂直篩孔塔板裝置

有效

• 申請號: 201010300365.8
• 申請日: 2010-01-15
• 公開（公告）號: CN101721828A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 劉春江;趙丹;袁希鋼
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D3/22
• 分類號: B01D3/22;B01D53/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一種液體導流型的垂直篩孔塔板裝置，屬于石油化工領域用板式塔新型塔內件結構的優化。

背景技術

板式塔是石油化工領域如精餾、吸收等單元操作中重要的分離設備，因其具有結構簡單、易于放大、生產能力大、傳質效率高和操作彈性大等優點，在現在化學工業中發揮著非常重要的作用，因此新型高效塔板的設計和開發具有非常實際的意義。基于此，長期以來，人們圍繞高效率、大通量、寬彈性、低壓降的宗旨陸續開發了80余種新型塔板。在這些新型的塔板中，垂直篩孔塔板因具有處理能力大、操作彈性大以及特別能處理易發泡物系等優點，引起了人們的普遍關注。本實驗室(化學工程聯合國家重點實驗室)通過研究發現該類塔板上的氣液接觸傳質元件對于塔板上液相的總體流型改變很小，傳統塔板的非理想流動現象如回流，溝流，液層高度差等在該類塔板上依然存在，并且，塔板上氣液接觸傳質元件局部會出現嚴重的回流現象。具體表現如下：首先是液相流經氣液接觸元件發生傳質后，仍然落到氣液接觸元件周圍，會導致局部液相返混；其次，由于氣液混合物在傳質元件中發生各向均勻噴射，會造成部分液相在流動方向上的返混。以上這些方面均影響著這類垂直篩孔塔板上液體流動的均勻性和有序性，進而降低塔板的分離效率。為解決該類塔板的這些不足之處，進一步提高塔板的傳質、傳熱效率，本發明借鑒化學工程聯合國家重點實驗室精餾分離實驗室的前期研究成果(CN1220179A，公開日：1999年6月23日)，經過新的創新和實驗研究，提出了一種能夠有效避免液相局部回流，限制液相主體返混，引導液相均勻有序地向前流動的一種液體導流型垂直篩孔塔板裝置。

發明內容

本發明涉及的液體導流型的垂直篩孔塔板，包括液體導流結構改進后的梯形垂直篩孔塔板(如圖1所示)，矩形垂直篩孔塔板(如圖2所示)以及圓形垂直篩孔塔板(如圖3所示)等。這種新型的塔板結構可以有效避免液相在氣液接觸傳質元件局部的回流和主體流動方向上的返混，從而使塔板上液相的分布更加均勻。此外，裝置中的擋板結構也改善了氣相的分布狀況，有效地提高了塔板的傳質分離效率。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的一種液體導流型的垂直篩孔塔板裝置，塔板上的傳質元件主要由擋板和傳統氣液接觸傳質元件的組合組成；其中擋板實體包括底面3、側端面2和后端面1；擋板的后端面1與傳質元件的端板7(對于梯形垂直篩孔塔板而言)或噴射板6(對于圓形、矩形垂直篩孔塔板而言)之間、底面3與塔板板面10之間均留有空隙，擋板的底面3部分區域挖空，對于圓形、矩形垂直篩孔塔板，挖空部分的截面與氣液接觸傳質元件的噴射板6焊接；對于梯形垂直篩孔塔板，挖空部分的截面與氣液接觸傳質元件的噴射板6和端板7一起焊接。

所述的擋板的側端面2與底面3成90°～135°角；擋板的后端面1封閉，目的在于防止液相主體流動方向f上的返混。擋板的前端面8和上端面9完全敞開，以便有效引導液相和氣相的均勻流動；擋板的后端面1為圓弧形或方形；底面3開孔區域是圓形或方形；

所述的氣液接觸傳質元件為梯形，矩形或圓形。

所述的一個擋板可以與一個或多個傳質元件一起裝配。

所述的擋板與傳質元件裝配時，要保證其底面3與塔板10留有空隙，并使其位于噴射板6或開孔區域的下面，從而阻止液相從噴射孔5噴出后降落到塔板表面上，進而避免了液相在單個傳質元件內的局部回流。

本發明的優點是并流接觸的氣液兩相從傳質元件噴射板6的噴射孔5中噴出后，經擋板的導流作用，有效地實現了氣液兩相的均勻流動，避免了液相的返混和局部回流。對于氣相而言，在擋板側端面2的引導下，成一定的角度向上噴射流動，這樣便可以與相鄰傳質元件噴出的氣相更加均勻的混合；對于液相，則通過與擋板側端板2的接觸導流作用，較為均勻的向前流動，從而避免了液相的局部循環流動。同時，從傳質元件噴出的氣液兩相混合物與擋板沖擊作用可以更好的將氣液兩相實現分離，減少氣相在液相中的停留時間，減少氣沫夾帶量。綜上所述，液體導流型垂直篩孔塔板裝置有效地改善了塔板上和塔板間的流動狀況，提高了塔板的操作彈性和分離效率。

附圖說明

圖1a為梯形垂直篩孔塔板裝置一層塔板的俯視圖；

圖1b為梯形垂直篩孔塔板裝置一層塔板的正視圖；

圖1c為梯形垂直篩孔塔板裝置一層塔板的左視圖；

圖2為矩形垂直篩孔塔板裝置一層塔板的俯視圖；

圖3為圓形垂直篩孔塔板裝置一層塔板的俯視圖；

圖4為矩形擋板的結構示意圖；

圖5為圓形擋板的結構示意圖；

圖6為梯形垂直篩孔塔板上擋板和氣液接觸傳質元件的裝配示意圖；