[發明專利]旋轉剪切流塔盤

有效

• 申請號: 201310043241.X
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103143186A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 沈宏
• 申請（專利權）人: 沈宏
• 主分類號: B01D3/30
• 分類號: B01D3/30;B01D3/14;B01D53/18;B01J19/00;B01J19/32
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種旋轉剪切流塔盤。

背景技術

板式塔是化工生產中得到非常廣泛應用的單元操作設備之一，主要應用于精餾、吸收以及氣體的洗滌等。因其具有生產能力大、控制簡便、操作彈性大、性能穩定且檢修、清洗均較方便等優點。板式塔因其內部塔盤的形式不同而劃分為不同名稱的塔，目前常見的有（1）泡罩塔，（2）篩板塔，（3）浮閥塔，（4）噴射型塔板。迄今為止，現有的噴射塔是在塔盤上開有與液流同方向的噴射孔（如舌形孔）（見下圖4），氣體經舌孔噴出，其沿水平方向的分力推動了液體流動。由于在某一塊塔盤上的液體流最大路徑是從塔盤的受液區到降液區的直線距離，從而使得液體在塔盤上的停留時間很短，造成氣液接觸不充分塔板效率偏低。

發明內容

為了解決現有的噴射型塔板中液體在塔盤上的停留時間短、造成氣液接觸不充分塔板效率偏低的問題，本發明提出了一種液體停留時間長、塔板效率高的旋轉剪切流塔盤。

本發明所述的旋轉剪切流塔盤，包括塔盤，其特征在于：所述的塔盤上設置若干降液管、若干噴射斜孔，所述的降液管的一端固定在所述的塔盤的外圈、另一端向塔盤中心延伸直至連通在塔盤下方的中心集液管內，所述的中心集液管出液口通入位于中心集液管下方的受液槽內，所述的降液管沿所述的塔盤的周向排布形成一圈降液管圈，并且所述的降液管固定在所述的塔盤的一端高出所述的塔盤上表面；所述的受液槽通過拉筋板與中心集液管連接，并利用中心集液管出口與受液槽溢出口之間的液位差形成液封，且所述的受液槽的槽壁上設置溢出口；所述的噴射斜孔以所述的塔盤的中心為圓心周向排列形成的若干圈同心的噴射斜孔圈，且位于所述的降液管圈的圓內的所述的噴射斜孔圈的噴射口順、逆時針間隔排列、位于所述的降液管圈的圓外的所述的噴射斜孔圈的噴射口朝向所述的塔盤的中心。

所述的降液管圈的圓外設置一圈所述的噴射斜孔圈。

每圈所述的噴射斜孔圈上的噴射斜孔均勻排列。

所述的降液管圈中的降液管均勻排列。

所述的中心集液管和所述的受液槽均位于所述的塔盤中心的正下方。

所述的噴射斜孔根據塔盤的需求制成不同的形狀。

所述的噴射斜孔可采用舌形噴射孔、圓弧形噴射孔、矩形噴射孔或三角等形狀的噴射孔。

所述的塔盤的最外緣設置一圈卡子，且所述的塔盤通過卡子固定在與塔壁相焊接的支撐圈上。

所述的噴射斜孔的傾斜角為2~85度。

當塔體的直徑小于1m時，相鄰的塔盤之間通過圓環支架支撐，且塔盤與塔體之間的縫隙用填料密封圈封牢。

由塔盤下方上升的氣體從噴射斜孔噴出，假設氣體的推力為F，在氣體推力的分力F×cosα（α一般取15~35°，理論上角度越小分力越大）沿圓周切向的推動下，液體產生旋轉流動；在塔盤上順、逆時針交替排列開設同心圓噴射斜孔圈，液體在氣流的作用下獲得“剪切流”，在旋轉剪切流塔盤上液體是沿著一個個直徑不同的同心圓流動的，在靠近圓心的受液區同心圓軌跡的液體在離心力的作用下又擴散到相鄰的外層同心圓軌道，直至流到最外層的降液管中進入受液槽，再由槽壁溢出而進入下一層塔盤。

本發明的有益效果是：加大了氣、液接觸面積，加快氣液兩相表面的更新、降低氣膜和液膜阻力；（2）強化渦流擴散傳遞；（3）大大地加大氣、液接觸時間（液體流的路徑是一組同心圓）；（4）保證氣、液多次逆流接觸，防止氣、液短路、夾帶、返混，提高傳質推動力。從而可以大大地提高氣液傳質或分離效率。

附圖說明

圖1是本發明的平面圖。

圖2是本發明的噴射斜孔的結構圖（以舌形噴射孔為例，其中α代表噴射斜孔的傾斜角；t代表噴射斜孔的噴射口的垂直高度）。

圖3是本發明的塔盤的垂直分布圖（以3層塔盤為例，其中，b代表液封高度；d代表塔盤上的液層高度；e代表相鄰兩塔盤之間的板間距；Φ代表塔體直徑）。

圖4是本發明的塔盤的垂直分布圖（以3層塔盤為例，塔體直徑小于1m為例）。

圖5是傳統的塔盤的結構圖（其中，1’代表塔盤；2’代表噴射斜孔；3’代表降液管；4’代表受液盤）。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明

參照附圖：