[發明專利]一種低返混均效塔板

有效

• 申請號: 201511026180.1
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105413622B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 王柱祥;陳杰;唐建峰;張立明;楊文剛;商恩霞
• 申請（專利權）人: 天津市創舉科技有限公司;中海石油氣電集團有限責任公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J19/32
• 分類號: B01J19/32
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群

技術領域

本發明涉及化學工程中的傳質設備，具體為一種低返混均效塔板。

背景技術

板式塔作為重要的傳質設備元件在化工分離操作中得到廣泛應用。板式塔的核心部件為塔板，傳統的浮閥、泡罩和篩板等塔盤每一層的布局均分為降液區和傳質區，在每一層塔板上液相由一個降液區開始水平流過傳質區到達另一個降液區，液相經過傳質區的同時氣相自傳質區下方豎直向上穿過傳質區，在傳質區氣相液相發生接觸達到傳質傳熱的目的，以上氣相和液相的接觸為錯流接觸；錯流接觸中單位量的液相反復與傳質區下方向上流動的氣相接觸，隨著接觸時間的延長氣液兩相的組成和溫度逐漸接近，傳質傳熱的推動力不斷減小，隨著推動力不斷減小塔板的效率逐漸降低。

日本三井造船株式會社在20世紀70年代開發了效率高、通量大的垂直篩板，其后在垂直篩板的基礎上出現了多種改進型塔板，如New-VST型塔板，該型塔板的結構特點為在塔板的板孔上方布置周圍側壁開有篩孔的垂直帽罩，帽罩頂部具有與側壁頂部留有縫隙的蓋板，帽罩底部與塔板有一定空隙，其氣液接觸過程可描述為：氣體從板孔進入罩內，將帽罩底隙進入的液體提升、破碎，同時向罩頂撞擊，氣液兩相在罩內劇烈撞擊、破碎、湍動，表面更新快，有利于氣液接觸；然后氣液從帽罩側孔噴出，液相是被分散的大量小液滴，大大提高了傳質面積，同時帽罩之間的氣液對噴進一步促進了傳質；液相落回塔板，氣相上升至上一層塔板。

但是在實際應用時我們發現New-VST型塔板在進行氣液傳質時，由于從上層塔板降液管中流出的液相在塔板表面可以自由流動，完成了氣液傳質的液相與從降液管流出未經傳質的液相成分易發生返混，且由于安裝精度及傳質擾動的影響，使得塔板表面的液層厚度不均，而在所有帽罩的通氣量基本一致的情況下，液層厚度不均會造成部分帽罩的傳質效率降低，因此對現有的New-VST型塔板進行改進，改進提高塔板中所有帽罩的傳質效率，并降低液相的返混成為現有技術中亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的問題是提供一種改進的垂直篩板型塔板，克服現有的塔板。

本發明解決所述技術問題的技術方案是提供一種低返混均效塔板，該塔板包括板體、帽罩和降液管，所述板體用于固定安裝在塔殼內，板體上具有用于安裝帽罩的板孔，所述帽罩為垂直安裝在板孔上方的具有蓋板的圓筒，帽罩的圓筒側壁中上部具有分離篩孔，帽罩底端與板體之間具有帽罩底隙，其特征是所述塔板還包括導流環，所述導流環為套在每個帽罩外的筒狀圓環，導流環與降液管連通，導流環與板體之間具有導流環底隙；所述帽罩、導流環與帽罩所對應的板孔同軸；導流環的高度低于分離篩孔的最低高度；每個帽罩的圓筒側壁與其導流環內壁之間均具有導流環間隙，

所述的低返混均效塔板其特征是導流環間隙大于等于1mm，小于等于50mm；導流環底隙大于等于1mm，小于等于40mm。

本發明提供的低返混均效塔板在現有的新型垂直篩板塔板(New-VST)的基礎上通過改進降液系統并增加導流環以實現液相分流，分流后的液相經過降液管后可以獨立進入每個帽罩的導流環間隙，與現有的New-VST型塔板相比具有以下有益效果：

1)由于導流環與帽罩之間形成的導流環間隙，使得每個帽罩周圍均形成厚度基本相當的液層，使每個帽罩在進行氣液傳質時均能發揮較高的效率，同時保證了每個帽罩傳質效率的均一性，也提高了塔板的整體傳質效率；

2)塔板上的液層厚度可使導流環間隙中的液相不能通過通過導流環底隙，降液管中未傳質傳熱的新鮮液相進入導流環間隙后只能通過帽罩底隙進入帽罩，避免了液相從導流環底隙流向塔板造成的液相返混，從而進一步提高了傳質效率；

3)當降液管中液相流量減小時，塔板上集聚的液相將通過導流環底隙和帽罩底隙進入帽罩，保證了氣相液相的充分接觸，從而提高塔板的操作彈性。

綜上，本發明提供的低返混均效塔板能夠在工作時保證每個帽罩均具有均一且較高的傳質效率，并降低液相返混，保證液相與氣相接觸前有最大的濃度和溫度差，同時還具有較高的操作彈性。實踐表明，本發明提供的塔板與傳統的塔板相比實際效率能提高15-25％，優于現有的新型垂直篩板(New-VST)塔板。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式提供的一種低返混均效塔板縱斷面局部放大結構主視示意圖；

圖2是本發明具體實施方式提供的一種低返混均效塔板的俯視結構示意圖；

圖中