[發明專利]一種穿流塔

有效

• 申請號: 201410503016.4
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104258590A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳俊英;李洪亮;馬曉建;方書起;常春;韓秀麗;劉利平;白凈
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田小伍

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技術領域

本發明屬于化工設備技術領域，尤其涉及一種穿流塔。

背景技術

乙醇是一種液體燃料，也是最重要的石油替代品。纖維素制乙醇是將農林廢棄物中的纖維素水解為單糖，然后再將單糖發酵得到乙醇。目前，纖維乙醇生產技術和裝備還存在著許多問題，如：原料適宜性差、原料轉化率低、生產過程能耗大等，高額的生產成本降低了纖維乙醇的市場競爭力。

與淀粉質原料不同，在纖維乙醇生產中，原料中固含物高是其最大特征。由于發酵醪中固含物高，使用傳統的篩板、泡罩或浮閥等板式塔進行乙醇蒸餾時，容易造成堵塞，嚴重影響正常生產。現有的穿流塔主要有篩板式、角型件式的結構。

ZL201110068143.2公開了一種大型穿流篩板塔及塔板，該塔中有兩種不同結構的新型穿流篩孔塔板交替排布。每種結構的新型穿流篩孔塔板通過將傳統穿流篩孔塔板分塊安裝并在各個塔板子塊上加設導流擋板來實現。

ZL99200197.8公開了一種邊口上下方向間隔排列的角型件穿流塔盤，該塔盤由角型件組成的向上角型件組和向下角型件組，再用兩個邊框把向上、向下角型件組構成盤狀或塊狀體。在保持氣相通道具有相同自由截面積的情況下，該結構排列的角型件比單向角鋼穿流塔盤排列的角鋼多，傳熱比表面積較大。

上述結構的穿流塔氣液接觸面積較小，容易形成局部渦流，壓降損失較大。

ZL200310119004.3公開了一種穿流塔板式載氣蒸發濃縮丙烯酰胺水溶液的設備及方法，該發明是以多層水平加熱管排組成的穿流塔板所構成的穿流塔板式載氣蒸發塔，來進行丙烯酰胺的蒸發濃縮過程。工作時，加熱蒸汽通過加熱管提供熱量，使料液受熱蒸發，在塔底，由進氣口引入大量的空氣，通過穿流塔板與料液接觸，避免丙烯酰胺料液的聚合。該結構氣液接觸面積較小，只能完成蒸發濃縮的功能，并且由于每層塔板加熱管的方位相同，物料分布的均勻性不好。

發明內容

本發明的目的是提供一種氣液接觸面積大、物料分布均勻的穿流塔。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種穿流塔，包括塔體及多層塔板，所述塔板包括支撐板及設置于支撐板上的管組件，管組件在支撐板上間隔排列，支撐板與塔體連接，管組件兩端分別與設置于塔體外部的夾套連通。

四個塔板構成一組，相鄰塔板的管組件互相垂直或者兩兩塔板的管組件互相垂直，當相鄰塔板的管組件互相垂直時，每個塔板管組件兩端的塔體外部分別設置夾套，當兩兩塔板的管組件互相垂直時，每兩個塔板管組件兩端的塔體外部設有公用夾套，所述各夾套并聯連接或串聯連接；相鄰塔板的管組件相錯分布。

所述夾套上設有介質進出口，夾套與管組件形成封閉結構，兩者相互連通，夾套及管組件內通入加熱或冷卻介質。

所述管組件由兩個平面板和一個曲面板組成，曲面板及平面板相互連接，其截面呈水滴形，兩平面板之間的夾角為10°~120°。

所述管組件截面為左右對稱的四邊形，四邊形一組對角豎直設置，四邊形上下段夾角為10°~120°。

所述管組件的寬度與組件間縫隙寬度之比為1~10。

本發明的有益效果是：

1、同傳統的穿流篩板、角型件穿流塔相比，本發明所提出的新型穿流塔是由水滴形或四邊形封閉結構穿流塔板構成，水滴形或四邊形管組件與篩孔和角型件相比，水滴形件由上部錐形段和下部曲面段組成，四邊形件由上下錐段組成，表面積更大，使氣液接觸面積大大增加，傳熱傳質效率大幅提高；

2、水滴形或四邊形管組件形成了封閉的結構，與角型件相比，下部的蒸汽經封閉的曲面上升，不會形成渦流，壓降損失小；

3、由于本發明中水滴形或四邊形穿流塔內交替排布的相鄰兩級塔板結構不同，從上一級塔板流下的液相在相鄰的下一級塔板上分配到不同的位置，從而實現了液相在相鄰兩層塔板間的重新混合分布，改善了氣液兩相濃度在水滴型或棱型穿流塔內部分布的均勻性，進一步強化了兩相傳質；

4、水滴形或四邊形管組件內通入蒸汽介質使其作為加熱件，使物料在下降過程中被進一步加熱，物料中的水分和有機質被充分蒸發出來，起到了濃縮和蒸餾的效果；

5、降低了設備投資，省去了塔釜再沸器。

6、水滴形或四邊形管組件內通入冷卻介質使其作為冷卻件，使物料在下降過程中被冷卻，適合易分解或易聚合物料的蒸餾或分餾、吸收過程。

附圖說明

圖1是本發明實施例1結構示意圖；

圖2是本發明中塔板結構示意圖一；

圖3是圖1中A-A剖視圖；