專利名稱：一種噴射型吸收塔盤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化學工業(yè)中吸收過程的單元操作裝置，具體為一種傳熱和傳質(zhì)同時進行的噴射型吸收塔盤，國際專利分類號擬為Int.Cl.C04B35/00(2006.01)。
背景技術：
銅洗再生氣氨回收塔用軟水吸收銅洗再生氣中的氨，其工藝操作條件是在接近常壓狀況下進行的，水吸收氨的能力很低，由于系統(tǒng)阻力降的限制，一般的板式塔不能滿足系統(tǒng)壓力降的要求。所以，絕大多數(shù)廠家選用填料塔，因為填料塔的阻力降較低。但填料塔由于需要一定的噴淋密度，所以比較適合大液氣比的工藝操作，換言之，填料塔受本身持液量小，持液時間短的限制，也不太適合該設備小液氣比的工藝特點。填料塔的噴淋密度小，且其內(nèi)無法安裝冷卻裝置或系統(tǒng)。為解決這一問題，廠家往往采用液相打循環(huán)，塔外加冷卻器的辦法解決。但此種做法把塔底的氨水又打入塔頂，完全破壞了填料塔逐板吸收所形成的液相濃度梯度，多層塔板的梯度機理作用消失了，使該塔內(nèi)的填料段理論上只相當于一塊塔板，塔頂出塔氣氨的含量最小可達到與液相成平衡的濃度，一般的可達到3-5％(V)。另外，外置冷卻器的吸氨放熱由設備外部(下部)的換熱器用冷卻水間接換熱移走，傳質(zhì)區(qū)與換熱區(qū)分離，冷卻和傳質(zhì)不能同步進行，冷卻效果不好，多數(shù)廠家出塔氣氨含量可達到7-8％(V)，運行效果非常不好。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，設計一種噴射型吸收塔盤，該塔盤采用膜噴射原理設計，具有結構簡單，阻力降小，可使冷卻和傳質(zhì)同步進行，塔板效率和吸收效果提高等特點。
本發(fā)明解決所述技術問題的技術方案是設計一種噴射型吸收塔盤，它包括安裝在塔殼內(nèi)的水平塔板和降液板，降液板和塔殼之間構成降液管，水平塔板上均布開有導氣孔，在每個導氣孔對應位置的水平塔板上安裝有導氣管，每個導氣管的外部套裝有與冷卻系統(tǒng)連接的冷卻盤管，相鄰的兩個冷卻盤管之間和冷卻盤管與塔壁之間構成液體流動通道，其特征在于所述導氣管為頂部設有噴嘴的噴射管，其外套有循環(huán)管，所述的循環(huán)管上部通過連接板連接著擋板，并與擋板之間留有上隙，所述循環(huán)管的下部通過支腳安裝在水平塔板上，并與水平塔板之間留有底隙。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明設計了噴射管外套循環(huán)管結構，因此具有如下優(yōu)點1、傳質(zhì)效率提高。一方面由于在噴射管噴嘴處的液膜經(jīng)噴射形成比表面積較大的小液滴，可使氣液接觸更加激烈，液體經(jīng)噴射分散度更高，顆粒更小，接觸面積更大，氣液表面更新更快，大幅提高了傳質(zhì)效率；另一方面布傳質(zhì)區(qū)噴射管外套冷卻盤管，可使冷卻和傳質(zhì)同步進行，進一步提高了塔板效率和吸收效果；2、阻力降減小。由于氣相只需克服噴散液膜的阻力，因而阻力降非常小，每層塔板只有20-30mmH2O；3、性能提高。本發(fā)明塔盤同時具有板式塔層間取熱和填料塔阻力降低的優(yōu)點，特別適用于允許阻力降低，伴隨吸收有放熱的工況。


圖1是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的縱剖面結構示意圖；圖2是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的橫剖面結構示意圖(圖1的A-A剖面圖)；
圖3是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的噴射管及其外套的循環(huán)管縱剖面結構示意圖；圖4是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的導氣管及其外套的罩盒橫剖面結構示意圖(圖3的B-B剖面圖)；圖5是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的導氣孔、噴射管及其外套的循環(huán)管的局部結構示意圖(圖4的C-C剖面圖)；圖6是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的循環(huán)管及其支腳的結構示意圖(圖5的俯視圖)；圖7是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的工作原理示意圖；圖8是本發(fā)明噴射型吸收塔盤一種實施例的工作原理示意圖(圖7的D-D剖面圖)。
具體實施例方式
下面結合銅洗再生氨回收塔的實施例及其附圖進一步敘述本發(fā)明本發(fā)明設計的噴射型吸收塔盤(以下簡稱塔盤，參見圖1-8)，它包括安裝在塔殼1內(nèi)的水平塔板2和降液板3，降液板3和塔殼1之間構成降液管4，水平塔板2上均布開有導氣孔5，在每個導氣孔5對應位置的水平塔板2上安裝有導氣管，每個導氣管的外部套裝有與冷卻系統(tǒng)連接的冷卻盤管13，相鄰的兩個冷卻盤管13之間或者冷卻盤管13與塔壁之間構成液體流動通道，其特征在于所述導氣管為頂部設有噴嘴14的噴射管6，其外套有循環(huán)管8，所述循環(huán)管8的上部通過連接板9連接著擋板10，并與擋板10之間留有上隙12，所述循環(huán)管8的下部通過支腳7安裝在水平塔板2上，并與水平塔板2之間留有底隙11。
本發(fā)明塔盤針對現(xiàn)有技術填料塔不適合實現(xiàn)吸收原理，傳統(tǒng)板式塔又受阻力降限制的不足，對傳統(tǒng)的板式塔和填料塔的塔盤結構進行了優(yōu)化改進，設計了一種低阻力膜塔盤。該塔盤同時具有板式塔層間取熱和填料塔阻力降低的優(yōu)點，尤其適用于要求阻力降低，伴隨吸收有放熱的工況。
本發(fā)明塔盤基于膜噴射原理設計，因而稱為噴射型吸收塔盤。它在板式塔內(nèi)設計了特殊的導氣管結構，即把傳統(tǒng)的導氣管改造為帶噴嘴14的噴射管6，工作時在噴嘴14處的液膜可形成噴射狀態(tài)，液膜被分散成比表面積較大的小液滴，氣液接觸更加激烈，液體經(jīng)噴射分散度更高，顆粒更小，使氣液接觸面積增大，表面更新快，提高了傳質(zhì)效率，更重要的是氣相克服的儀是噴散液膜的阻力，阻力降非常小，而現(xiàn)有技術的氣相則需穿越靜液層，需要克服很大的阻力，即阻力降很大。經(jīng)噴射的液滴落回塔盤，經(jīng)冷卻后，依靠液層的靜壓差，可再次進入膜噴射循環(huán)管8循環(huán)工作。
本發(fā)明塔盤在傳質(zhì)區(qū)排布有冷卻盤管13，它可以使冷卻和傳質(zhì)同步進行，顯著提高塔板的效率和吸收效果。
本發(fā)明的進一步特征是所述噴嘴14出口處的橫截面積為噴射管6橫截面積的1/3。試驗表明，這種噴嘴14的結構設計可獲得較好的噴射效果。
本發(fā)明進一步特征是設計所述冷卻盤管13的高度等同或略低于所述的循環(huán)管8的高度。這樣的高度設計可以使其完全浸沒在塔盤上的液層當中，以及時冷卻循環(huán)流動的液體，進一步提高換熱效率和換熱效果。
本發(fā)明所述的導氣孔5可以設計為長方形或者跑道形，所述的噴射管6及其外套的循環(huán)管8與所述的導氣孔5配套設計，也相應地為長方形或者跑道形。一般而言，長方形的孔和零部件制造起來比較容易，但并這不意味著其他形狀不可行。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。
本發(fā)明塔盤的工作原理如下(參見圖7、8)由下一層水平塔板2上升的氣體從本層水平塔板2的導氣孔5進入所述的噴射管6和循環(huán)管8內(nèi)，由噴射管6的高度控制循環(huán)管8內(nèi)的液層高度比噴射管6高15-20mm。當氣體通過所述噴射管6上部的噴嘴14時，由于縮流作用而被加速，形成噴射狀態(tài)，即噴嘴14出口處的液膜經(jīng)噴射作用可分散成比表面積較大的小液滴，使之更容易與氣體混勻和進行傳質(zhì)交換；氣液混合物向上運動，撞擊所述的擋板10后氣液分離；氣體繼續(xù)上升，進入上一層水平塔板2；經(jīng)噴射的液滴則折返落回到本層塔板2上，經(jīng)冷卻盤管13完成熱傳遞后，從降液管4流入到下一層的水平塔板2上，進入下一層水平塔板2的傳質(zhì)循環(huán)。
測試表明，本發(fā)明塔盤提升的液體一般為15-20mm高的液層，每層塔板的阻力降均小于35mmH2O，其出塔氣氨的含量≤0.25％，塔底氨水濃度≥60tt，可完全滿足銅洗再生氨回收塔對全塔阻力降的要求。
權利要求
1.一種噴射型吸收塔盤，它包括安裝在塔殼內(nèi)的水平塔板和降液板，降液板和塔殼之間構成降液管，水平塔板上均布開有導氣孔，在每個導氣孔對應位置的水平塔板上安裝有導氣管，每個導氣管的外部套裝有與冷卻系統(tǒng)連接的冷卻盤管，相鄰的兩個冷卻盤管之間和冷卻盤管與塔壁之間構成液體流動通道，其特征在于所述導氣管為頂部設有噴嘴的噴射管，其外套有循環(huán)管，所述的循環(huán)管上部通過連接板連接著擋板，并與擋板之間留有上隙，所述循環(huán)管的下部通過支腳安裝在水平塔板上，并與水平塔板之間留有底隙。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴射型吸收塔盤，其特征在于所述噴嘴出口處的橫截面積為噴射管橫截面積的1/3。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的噴射型吸收塔盤，其特征在于所述的冷卻盤管的高度等同或略低于所述噴射管的高度。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的噴射型吸收塔盤，其特征在于所述的導氣孔為長方形或者跑道形，所述噴射管及其外套的循環(huán)管為與導氣孔配套的長方形或者跑道形。
5.根據(jù)權利要求3所述的噴射型吸收塔盤，其特征在于所述的導氣孔為長方形或者跑道形，所述噴射管及其外套的循環(huán)管為與導氣孔配套的長方形或者跑道形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種噴射型吸收塔盤，它包括安裝在塔殼內(nèi)的水平塔板和降液板，降液板和塔殼之間構成降液管，水平塔板上均布開有導氣孔，在每個導氣孔對應位置的水平塔板上安裝有導氣管，每個導氣管的外部套裝有與冷卻系統(tǒng)連接的冷卻盤管，相鄰的兩個冷卻盤管之間和冷卻盤管與塔壁之間構成液體流動通道，其特征在于所述導氣管為頂部設有噴嘴的噴射管，其外套有循環(huán)管，循環(huán)管上部通過連接板連接著擋板，并與擋板之間留有上隙，循環(huán)管的下部通過支腳安裝在水平塔板上，并與水平塔板之間留有底隙。本發(fā)明具有結構簡單，阻力降小，可使冷卻和傳質(zhì)同步進行，塔板效率和吸收效果提高等特點。
文檔編號B01D53/18GK101015762SQ20061013061
公開日2007年8月15日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權日2006年12月27日
發(fā)明者王柱祥, 商恩霞 申請人:天津市創(chuàng)舉科技有限公司