專利名稱：雙流噴射浮閥塔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化學(xué)工程中的氣液傳質(zhì)設(shè)備，具體地講是一種雙流噴射浮閥塔板。
氣液傳質(zhì)過程中廣泛應(yīng)用的塔設(shè)備主要有板式塔和填料塔兩大類型。普通的板式塔雖然造價較低，但傳質(zhì)效率和生產(chǎn)能力也較低；高效填料塔效率高并且生產(chǎn)能力大，但是往往造價較高，并且耐堵性較差，不適合有結(jié)焦或固體雜質(zhì)的場合。
本發(fā)明的目的在于提供一種雙流噴射浮閥塔板，它從根本上改變了傳統(tǒng)浮閥塔板的傳質(zhì)機理，將單一鼓泡傳質(zhì)，變?yōu)殡p流傳質(zhì)，一部分為鼓泡、另一部分為噴射湍動傳質(zhì)，使塔的分離效率和生產(chǎn)能力都大大提高。該塔板可作為化工過程中的氣液傳質(zhì)、換熱設(shè)備。不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且在分離效率和能力都大幅度提高的同時，還具有很好的耐堵性。
本發(fā)明主要包括塔體、降液管、塔板、受液盤與由閥體、閥片、閥蓋組成的雙流噴射浮閥構(gòu)成。
塔板的開孔上安裝雙流噴射浮閥，雙流噴射浮閥由閥蓋、閥體和閥片組成，閥蓋固定在閥體頂部，閥片位于閥體底部并且中間有開孔；閥體包括頂部固定片、導(dǎo)向板、限位板、加強筋、底部固定片及通道I、通道II、通道III構(gòu)成；導(dǎo)向板在閥體的上部，通道III位于閥體的上部，閥體的下部設(shè)通道I與通道II，限位板在通道I與通道II之間。
現(xiàn)將本發(fā)明所提供的雙流噴射浮閥塔板結(jié)構(gòu)結(jié)合說明附圖詳細(xì)描述如下

圖1雙流噴射浮閥塔示意圖；圖1雙流噴射浮閥示意圖。
如圖1所示，雙流噴射浮閥塔板由塔體(1)、降液管(2)、受液盤(3)、塔板(4)和雙流噴射浮閥(5)組成。
如圖2所示，雙流噴射浮閥(5)由閥蓋(6)、閥體(7)、閥片(8)三部分組成。閥體(7)包括頂部固定片(9)、導(dǎo)向板(10)、限位板(11)、加強筋(15)、底部固定片(16)及通道I(12)、通道II(13)、通道III(14)等部分。通道I(12)、通道II(13)的高度為5～100mm；通道III(14)的高度為5～400mm。
閥蓋的具體結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示。圖3提供的閥蓋由一張圓形金屬薄板沖壓而成，為增加強度及穩(wěn)定性，閥蓋中間采用下凹結(jié)構(gòu)，并反沖了四個條形口，以增加通量。
圖4為其它形式的閥蓋，左圖為圓平板式閥蓋，右圖為圓錐形閥蓋。閥蓋可根據(jù)具體工況要求開設(shè)一定量的孔，以減小壓降，提高處理能力。
閥蓋(6)上可開設(shè)一定數(shù)量的固定用孔，如圖3、圖4種長方形開孔，通過閥體(7)上的頂部固定片(9)，可將閥蓋(6)與閥體(7)固定在一起。閥蓋(6)與閥體(7)也可以采用焊接的形式相連。
導(dǎo)向板(10)一般采用螺旋狀葉片結(jié)構(gòu)，根據(jù)螺旋方向的不同可分為L型浮閥和R型浮閥。L型浮閥導(dǎo)向板(10)逆時針旋轉(zhuǎn)，R型浮閥導(dǎo)向板(10)順時針旋轉(zhuǎn)。
雙流噴射浮閥閥體一般由一張薄金屬板沖制而成，然后卷成閥體，接頭處采用點焊或滿焊連接固定。
圖5為L型雙流噴射浮閥閥體展開示意圖，圖6為E-E向視圖，圖7為F-F向視圖。(9)為頂部固定片，(10)為導(dǎo)向板，(11)為限位板，(12)為通道I，(13)為通道II，(14)為通道III，(15)為加強筋，(16)為底部固定片。
頂部固定片(9)用來與閥蓋(6)連接固定。底部固定片(16)用來與塔板(5)連接固定。
導(dǎo)向板(10)是在閥體上部從閥體上沖出的圓弧狀葉片，它被沖出后在閥體上留下的缺口即為通道III(14)。
閥體下部有9個沖成的氣液通道，在等距的三個通道中有三個限位板(11)，它們在沖壓過程中被保留下來，閥體沖制完成后卷成一個圓柱形，這三個限位板(11)將閥片(8)限制在其以下的空間內(nèi)上下浮動，它將9個沖成的氣液通道分為通道I(12)和通道II(13)上下兩部分。
圖8為R型雙流噴射浮閥閥體展開示意圖，圖9為G-G向視圖，圖10為H-H向視圖。R型雙流噴射浮閥與L型雙流噴射浮閥僅導(dǎo)向板旋轉(zhuǎn)方向相反，其它結(jié)構(gòu)完全相同。
圖11為L型雙流噴射浮閥B-B向視圖，圖12為R型雙流噴射浮閥B-B向視圖，圖13為L型和R型雙流噴射浮閥C-C向視圖。其中(7)為閥體，(10)為導(dǎo)向板，(15)為加強筋。
導(dǎo)向板(10)可采用如圖11、圖12所示的螺旋葉片狀結(jié)構(gòu)，也可以采用垂直閥體向外無旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
圖14為雙流噴射浮閥與塔板的固定方式示意圖。塔板(5)上開設(shè)與浮閥外徑一致的開孔(17)，將浮閥插入開孔(17)，在塔板下面打開底部固定片(16)，使其與閥體成45°～90°角，這樣浮閥就被加強筋(15)與底部固定片(16)固定在塔板(5)上，浮閥的安裝非常簡便。
圖15為閥片示意圖。(8)為閥片，(18)為閥片開孔。
本發(fā)明雙流噴射浮閥(5)的高度可高可低，在塔板上可高低交錯排列。塔板開孔率為2～45％。
本發(fā)明所提供的雙流噴射浮閥塔板傳質(zhì)機理簡述如下圖16是雙流噴射浮閥塔板傳質(zhì)機理示意圖。如圖16(a)所示，在低負(fù)荷下，閥片(8)未浮起，整個塔板相當(dāng)于開孔為閥片開孔大小的大孔篩板，來自下一層塔板的氣體通過閥片的開孔(18)，進(jìn)入塔板上的液體層，氣液兩相在塔板上的液體(19)內(nèi)進(jìn)行鼓泡傳質(zhì)。
如圖16(b)所示，隨著氣速的升高，在中等負(fù)荷下，閥片(8)逐漸浮起，位于通道I(12)的中部。此時來自下一層塔板的氣體被閥片分為兩股，一部分被閥片阻擋，由通道I(12)的閥片以下部分進(jìn)入塔板上液層內(nèi)進(jìn)行鼓泡傳質(zhì)；另一部分以較高氣速通過閥片的開孔(18)，將塔板上液體由通道II(13)吸入閥體內(nèi)，氣液兩相高速并流湍動混合，完成氣液傳質(zhì)，然后由頂部通道III(14)經(jīng)導(dǎo)向板(10)完成氣液兩相分離，液體落回塔板，氣體向上進(jìn)入上一層塔板。
如圖16(c)所示隨著氣速的繼續(xù)升高，在高負(fù)荷下，閥片(8)完全浮起，位于通道I(12)的頂部。此時來自下一層塔板的氣體被閥片分為兩股，一部分被閥片阻擋，由通道I(12)的閥片以下部分進(jìn)入塔板上液層內(nèi)進(jìn)行鼓泡傳質(zhì)；大部分氣體以高氣速通過閥片的開孔(18)，將塔板上液體由通道II(13)吸入閥體內(nèi)，氣液兩相高速并流湍動混合，完成氣液傳質(zhì)，然后由頂部通道III(14)經(jīng)導(dǎo)向板(10)完成氣液兩相分離，液體落回塔板，氣體向上進(jìn)入上一層塔板。
由上述傳質(zhì)機理可以看出，雙流噴射浮閥的閥片可以隨著氣液負(fù)荷的變化上下浮動，調(diào)節(jié)氣液兩相通過不同的通道，以適應(yīng)不同的操作條件。在低負(fù)荷下塔板類似于大孔篩板，在高負(fù)荷下，氣體被分成兩股，分別以鼓泡形式和并流噴射形式傳質(zhì)。相對于普通浮閥塔板，它可以適應(yīng)更廣泛的負(fù)荷范圍。其操作下限與普通浮閥塔板相當(dāng)，即低負(fù)荷下閥片開孔(18)的動能因子下限為6～8；高負(fù)荷下閥片浮到通道I(12)的頂部，其最大塔板開孔動能因子可達(dá)28，比普通浮閥(最大塔板開孔動能因子約為18)提高50％左右。
按塔板開孔直徑為50mm，閥片開孔為35mm，閥片開孔(18)的動能因子下限為8，最大塔板開孔動能因子為28計算，這種雙流噴射浮閥的操作彈性為502352×288≈7]]>它比普通浮閥塔板的操作彈性18/8≈2.2大3倍多。在相同的塔板開孔率下，這種雙流噴射浮閥的操作下限為普通浮閥的50％
，操作上限為普通浮閥的1.5倍(28/18≈1.5)。
由上述計算對比可以看出，本發(fā)明提供的雙流噴射浮閥塔板比普通浮閥塔板具有更廣泛的操作區(qū)間，可適應(yīng)更廣泛的操作負(fù)荷。
本發(fā)明提供的雙流噴射浮閥塔板與普通浮閥塔板相比，在中高氣速下，氣液都屬于強化傳質(zhì)。如圖16(b)(c)所示，一部分氣體經(jīng)閥片折流，由流道I(12)進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行氣液傳質(zhì)，氣相由垂直運動變?yōu)橄人竭\動再垂直上升，延長了氣液接觸時間，提高了傳質(zhì)效率；另一部分氣體由閥孔上升，與由通道II(13)吸入的液體高速混合，然后氣液并流經(jīng)導(dǎo)向板完成氣液分離。這兩部分氣體都與液體進(jìn)行了強化傳質(zhì)，這就將普通浮閥塔板鼓泡傳質(zhì)的效率大大提高。
本發(fā)明提供的雙流噴射浮閥塔板與普通浮閥塔板相比，閥體本身固定在塔板上，閥片被限制在流道I(12)內(nèi)(由塔板、加強筋、限位板構(gòu)成的空間)隨著氣液負(fù)荷的變化上下浮動，不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)(如圖13、圖16所示)，具有結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，閥片開啟靈活的特點。它解決了普通浮閥開啟不靈活，由于自身上下浮動以及轉(zhuǎn)動，與塔板旋轉(zhuǎn)摩擦，長時間操作后會產(chǎn)生閥體脫落的弊病。
本發(fā)明提供的雙流噴射浮閥塔板與普通浮閥塔板相比，由于閥片位于閥體內(nèi)部，不會因為上一層塔板的液體直接降落到浮閥上造成閥片開啟困難。
本發(fā)明提供的雙流噴射浮閥塔板與普通浮閥塔板相比，由于在閥體內(nèi)部氣液兩相并流，因此閥孔的允許氣速很高，不但處理能力可大幅度提高，而且氣液并流本身以及很高的閥孔氣速也提供了很好的耐堵塞性。
本發(fā)明的突出的實質(zhì)性的特點和積極效果可從下述實施例中得以體現(xiàn)，但是它們并不是對本發(fā)明作任何限制。
實施例對于本專利提供的雙流噴射浮閥塔板，在φ1200冷模實驗塔內(nèi)，空氣/水物系，采用1塊普通F1浮閥塔板和1塊雙流噴射浮閥塔板進(jìn)行了對比實驗。
實驗條件φ1200實驗塔，單溢流塔板，堰高50mm，降液管面積10.2％，空氣/水物系，塔下部設(shè)氣體分布板。
F1浮閥塔板上安裝96個φ38的F1浮閥(三角形排列，開孔率9.7％)；雙流噴射浮閥塔板安裝56個φ50的F1浮閥(三角形排列，開孔率9.7％)。
對上述兩塊塔板進(jìn)行對比實驗，對比實驗結(jié)果如下F1浮閥塔板操作下限空塔F因子為
操作上限空塔F因子為
操作彈性1.73/0.77＝2.25雙流噴射浮閥塔板操作下限空塔F因子為
操作上限空塔F因子為
操作彈性2.72/0.40＝6.8由上述對比實驗可以看出，雙流噴射浮閥塔板比F1浮閥塔板處理能力提高(2.72-1.72)/1.72×100％＝58％，操作彈性是F1浮閥塔板的6.8/2.25＝3倍。即本發(fā)明所提供的雙流噴射浮閥塔板可顯著提高設(shè)備處理能力和操作彈性。
權(quán)利要求
1.一種雙流噴射浮閥塔板，它主要包括塔體(1)、降液管(2)、受液盤(3)、塔板(4)和雙流噴射浮閥(5)構(gòu)成，其特征在于塔板(4)的開孔(17)上安裝雙流噴射浮閥(5)，所說的雙流噴射浮閥(5)由閥蓋(6)、閥體(7)和閥片(8)組成，所說的閥蓋(6)固定在閥體(7)頂部，閥片(8)位于閥體(7)底部并且中間有開孔(18)；所說的閥體(7)包括頂部固定片(9)、導(dǎo)向板(10)、限位板(11)、加強筋(15)、底部固定片(16)及通道I(12)、通道II(13)、通道III(14)構(gòu)成；導(dǎo)向板(10)在閥體(7)的上部，通道III(14)位于閥體(7)的上部，閥體(7)的下部設(shè)通道I(12)與通道II(13)，限位板(11)在通道I(12)與通道II(13)之間。
2.按照權(quán)利要求1所說的雙流噴射浮閥塔板，其特征在于所說的閥蓋(6)是下凹型、平板型或圓錐型。
3.按照權(quán)利要求1或2所說的雙流噴射浮閥塔板，其特征在于所說的閥蓋(6)上開有孔。
4.按照權(quán)利要求1所說的雙流噴射浮閥塔板，其特征在于所說的通道I(12)、通道II(13)的高度為5～100mm，通道III(14)的高度為5～400mm。
5.按照權(quán)利要求1所說的雙流噴射浮閥塔板，其特征在于所說的導(dǎo)向板(10)可以采用呈逆時針旋轉(zhuǎn)、呈順時針旋轉(zhuǎn)或垂直閥體向外無旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求1或5所說的雙流噴射浮閥塔板，其特征在于所說的雙流噴射浮閥(5)為L型或R型。
7.按照權(quán)利要求1所說的雙流噴射浮閥塔板，其特征在于所說的塔板開孔率為2～45％。
8.按照權(quán)利要求1所說的雙流噴射浮閥塔板，其特征在于所說的雙流噴射浮閥(5)的高度可高可低，在塔板上可高低交錯排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)工程中的氣液傳質(zhì)設(shè)備,具體地講是一種雙流噴射浮閥塔板。它主要由塔體、降液管、受液盤、塔板與由閥體、閥片、閥蓋組成的雙流噴射浮閥構(gòu)成,本發(fā)明從根本上改變了傳統(tǒng)浮閥塔板的傳質(zhì)機理,將單一鼓泡傳質(zhì),變?yōu)殡p流傳質(zhì)，一部分為鼓泡、另一部分為噴射湍動傳質(zhì),使塔的分離效率和生產(chǎn)能力都大大提高。該塔板可作為化工過程中的氣液傳質(zhì)、換熱設(shè)備。具有結(jié)構(gòu)簡單、閥片開啟靈活、高效、高通量、壽命長、耐堵塞的特點。
文檔編號B01D3/14GK1272389SQ0010590
公開日2000年11月8日 申請日期2000年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月19日
發(fā)明者藍(lán)仁水 申請人:天津市新天進(jìn)科技開發(fā)有限公司