專利名稱：旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤。
背景技術(shù)：
板式塔是化工生產(chǎn)中得到非常廣泛應(yīng)用的單元操作設(shè)備之一，主要應(yīng)用于精餾、吸收以及氣體的洗滌等。因其具有生產(chǎn)能力大、控制簡便、操作彈性大、性能穩(wěn)定且檢修、清洗均較方便等優(yōu)點。板式塔因其內(nèi)部塔盤的形式不同而劃分為不同名稱的塔，目前常見的有(I)泡罩塔，(2)篩板塔，(3)浮閥塔，(4)噴射型塔板。迄今為止，現(xiàn)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(jīng)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(qū)到降液區(qū)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(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)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(fā)明提出了 一種液體停留時間長、塔板效率高的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤。本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，包括塔盤，其特征在于:所述的塔盤上設(shè)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(nèi)，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(nèi)，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(shè)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(nèi)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(shè)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(jù)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(shè)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Im時，相鄰的塔盤之間通過圓環(huán)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(shè)氣體的推力為F，在氣體推力的分力FXcosa (a —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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動；在塔盤上順、逆時針交替排列開設(shè)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(zhuǎn)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(qū)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(fā)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(zhì)推動力。從而可以大大地提高氣液傳質(zhì)或分離效率。


圖1是本發(fā)明的平面圖。圖2是本發(fā)明的噴射斜孔的結(jié)構(gòu)圖(以舌形噴射孔為例，其中a代表噴射斜孔的傾斜角代表噴射斜孔的噴射口的垂直高度)。圖3是本發(fā)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；(1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(fā)明的塔盤的垂直分布圖(以3層塔盤為例，塔體直徑小于Im為例)。圖5是傳統(tǒng)的塔盤的結(jié)構(gòu)圖(其中，I’代表塔盤；2’代表噴射斜孔；3’代表降液管；4’代表受液盤)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明參照附圖:實施例1本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，包括塔盤1，所述的塔盤I上設(shè)置若干降液管11、若干噴射斜孔12，所述的降液管11的一端固定在所述的塔盤I的外圈、另一端向塔盤I中心延伸直至連通在塔盤I下方的中心集液管13內(nèi)，所述的中心集液管13出液口通入位于中心集液管13下方的受液槽14內(nèi)，所述的降液管11沿所述的塔盤I的周向排布形成一圈降液管圈，并且所述的降液管11固定在所述的塔盤I的一端高出所述的塔盤I上表面；所述的受液槽14通過拉筋板15與中心集液管13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14的槽壁上設(shè)置溢出口 ；所述的噴射斜孔12以所述的塔盤I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(nèi)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I的中心。所述的降液管圈的圓外設(shè)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12均勻排列。所述的降液管圈中的降液管11均勻排列。所述的中心集液管13和所述的受液槽14均位于所述的塔盤I中心的正下方。
所述的噴射斜孔12根據(jù)塔盤的需求制成不同的形狀。
所述的噴射斜孔12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I的最外緣設(shè)置一圈卡子16，且所述的塔盤I通過卡子16固定在與塔壁2相焊接的支撐圈17上。
所述的噴射斜孔12的傾斜角為2 85度。
當塔體的直徑小于Im時，相鄰的塔盤I之間通過圓環(huán)支架支撐3，且塔盤I與塔體之間的縫隙用填料密封圈18封牢。
由塔盤I下方上升的氣體從噴射斜孔12噴出，假設(shè)氣體的推力為F，在氣體推力的分力FXcosa (a —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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動；在塔盤I上順、逆時針交替排列開設(shè)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(zhuǎn)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(qū)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11中進入受液槽14，再由槽壁溢出而進入下一層塔盤I。
實施例2本實施例與實施例1的區(qū)別之處在于:所述的噴射斜孔可采用舌形噴射孔，其余的實施方式和結(jié)構(gòu)均相同，以現(xiàn)有的噴射塔盤為例(假設(shè)都以塔體直徑為I米的塔盤)來宏觀量化分析:扣除受液區(qū)和降液區(qū)，其液體從受液區(qū)到降液區(qū)在塔盤上流過的最長路徑約為0.75米，而旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤其液體從受液區(qū)到降液管的路徑長度為受液區(qū)(塔盤 η中心區(qū)域)到降液管間所流過的同心圓周路徑的總和，即大約為10 15米，即氣液傳 7=1質(zhì)時間可以提高十幾倍，其中圓周路徑數(shù)η由開設(shè)噴射孔的數(shù)量和排列方式?jīng)Q定。
本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍的不應(yīng)當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，包括塔盤，其特征在于:所述的塔盤上設(shè)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(nèi)，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(nèi)，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(shè)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(nèi)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。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:所述的降液管圈的圓外設(shè)置一圈所述的噴射斜孔圈。
3.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:每圈所述的噴射斜孔圈上的噴射斜孔均勻排列。
4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:所述的降液管圈中的降液管均勻排列。
5.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于: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。
6.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:所述的噴射斜孔根據(jù)塔盤的需求制成不同的形狀。
7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:所述的噴射斜孔可采用舌形噴射孔、圓弧形噴射孔、矩形噴射孔或三角形狀的噴射孔。
8.如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:所述的塔盤的最外緣設(shè)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。
9.如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:所述的噴射斜孔的傾斜角為2 85度。
10.如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，其特征在于:當塔體的直徑小于Im時，相鄰的塔盤之間通過圓環(huán)支架支撐，且塔盤與塔體之間的縫隙用填料密封圈封牢。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)剪切流塔盤，包括塔盤，所述的塔盤上設(shè)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(nèi)，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(nèi)；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(nèi)的所述的噴射斜孔圈的噴射口順、逆時針間隔排列。本發(fā)明的有益效果是1)加大氣、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)加大氣、液接觸時間；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(zhì)推動力。
文檔編號B01J19/32GK103143186SQ20131004324
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者沈宏 申請人:沈宏