專利名稱:低溫精餾塔的制作方法
本發(fā)明用于化工和低溫工程領(lǐng)域。
化學(xué)工程與低溫工程中，為了提高精
塔篩孔板的效率，在篩孔板上裝有各種折流板，如有V形、眉形、舌形、高負(fù)荷形、百葉窗形、整體形以及雙眉形等等。通常，篩孔板上裝配了折流板后，可使氣流通過篩孔的流速有不同程度的增高，而篩孔塔板效率仍可保持相當(dāng)高的水平。如汽流速度為2米/秒時(shí)，有折流板的篩孔板的效率與每秒0.5米時(shí)，不裝折流板的篩孔板的效率相比祇差8%左右。因此裝了折流板后，在相同的汽流的條件下，如果篩孔板效率基本相同，則裝有折流板的篩孔板的塔徑可以大大縮小。但對(duì)低溫精
塔來說，它與化工用的精
塔相比，篩孔板間距小，故化工精
塔用的折流板就不能應(yīng)用。其次每塊篩孔板上汽液兩相間的溫差小、濃度差也小。如何更好地使汽液間進(jìn)行熱量與質(zhì)量的傳遞，主要要由改進(jìn)篩孔板的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。為此，將篩孔板上的折流板改為雙層眉縫型并帶有涂聚四氟乙烯涂層的小溫差傳熱板(當(dāng)汽液兩相間的溫差達(dá)到0.2℃以上時(shí)液氧在一氣壓下即可產(chǎn)生沸騰)。因此，此種新型篩孔板應(yīng)用于低溫精
塔時(shí)可以使精
塔的效率提高?；蛘呖梢钥s小塔的直徑。
現(xiàn)有技術(shù)有美國(guó)專利 U·S·Patent，№ 4426361Extractionzone tray，January 13，1984U·S·Patent，№4464191Cryogenic gas separation with liquid exchanging Columns，
Auguest7，1984英國(guó)有Haseldem，G·G·，Teo，K·S·and Markwell，M·J·，“A Cartridge Tray Assembly for Upgrading the Performance of small Industrial Coloumns”，I·Ch·E·Jubilee Symposium，“Deve-lopments′82”，№73，D13。
現(xiàn)有的折流板存在著下列缺點(diǎn)不能適應(yīng)于低溫精
塔，主要有1、折流板高度大大超過低溫精
塔篩孔板的間距。
2、篩孔板上安裝了折流板后，汽流的通流面積相應(yīng)的要減少13～24%。因此在汽量不變的情況下塔徑要增大，或者汽流速度要增高。
3、V型折流板上，在汽液兩相區(qū)內(nèi)由于截面積減少，使汽流流速增大，造成泡沫層增高。
4、眉形折流板的剛性差，易損壞。
5、舌形折流板在汽流沖擊下，也很易損壞，剛性亦小。
6、高負(fù)荷折流板需要有進(jìn)口溢流擋板，以改善整個(gè)流道內(nèi)泡沫層的高度。
7、百葉窗式折流板使汽流的阻力增大。
8、雙眉式折流板當(dāng)液體流量增加時(shí)，汽流阻力亦有較大的增加。當(dāng)液流表面系數(shù)自1.2增大至2.5時(shí)，篩孔板效率將下降達(dá)20%。
為了使折流板能應(yīng)用于低溫精
塔，而又不減少汽流的通道截面。同時(shí)，又充分利用汽液間的溫差，特別是提高低溫精
塔篩孔板的效率，發(fā)明了這種雙層雙眉縫并有小溫差傳熱板的折流板。
利用附圖中所示的例子，說明本發(fā)明的組成結(jié)構(gòu)。
圖1、低溫精
塔體的縱剖面圖圖2、低溫精
塔體的橫剖面圖圖3、低溫精
塔板組件圖(側(cè)視)圖4、低溫精
塔板組件圖(正面)圖中(1)是中心隔板，(2)是折流板，(3)是換熱板，(4)是換熱板的支承，(5)是篩孔板，(6)是溢流擋板，(7)是網(wǎng)格填料塊，(8)是擋液板，(9)是精塔圓筒，(10)是液體均流板，(11)是進(jìn)流管，(12)是排汽管，(13)是進(jìn)汽管，(14)是排液管，(15)是汽體平衡孔(16)是溢流孔，(17)是上封頭，(18)是下封頭，(19)是換熱板裝配槽，(20)是折流板底腳，(21)是長(zhǎng)眉縫槽，(22)是單眼眉縫。
本發(fā)明的特征具有雙層雙眉縫小溫差的折流板，該折流板(2)呈
兩坡形。在成形前，用鋁板(厚約0.6-1毫米)作為基材，通過特定形狀的模具，按設(shè)計(jì)在基材上先沖壓出換熱板裝配槽(19)和折流板底腳(20)。再?zèng)_壓出長(zhǎng)眉縫槽(21)和單眼眉縫(22)。然后，將鋁板的中線處彎曲，使鋁板間形成的夾角α成為54°左右和離中線處兩邊約44毫米處彎曲形成兩個(gè)夾角各約153°，即成
形折流板(2)。
本發(fā)明還應(yīng)配有小溫差的換熱板(根據(jù)中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?5201462)根據(jù)精
塔的處理能力，決定塔徑配制精
塔圓筒(9)和折流板(2)的數(shù)量和大小尺寸。
根據(jù)精
塔圓筒(9)的內(nèi)徑制作中心隔板(1)，并在相應(yīng)位置處，鉆有液體均流孔(10)和汽體平衡孔(15)。
在半圓形篩孔板(5)的兩端分別鑲嵌插入溢流檔板(6)和檔流板(8)，并在篩孔板(5)的溢流處開溢流孔(16)。
將換熱板(3)的左支承用氬弧焊焊接在篩孔板(5)的中心隔板上，在篩孔板上將換熱板(3)的右支承插裝在折流板(2)的裝配槽(19)內(nèi)并壓緊邊腳，將折流板(2)的底腳(20)插入篩孔板(5)的孔內(nèi)，然后再裝第二塊換熱板(3)。以同樣方法組裝第二、第三、……塊折流板(2)，直至其寬度為塔徑乘以 1/2 sin52.5°(約)處。這樣組裝將篩孔板(5)插入精
塔圓筒(9)內(nèi)，并將該圓筒(9)與中心隔板(1)焊接牢(如為高塔，根據(jù)設(shè)計(jì)可分段組裝，然后將圓筒對(duì)接起來)。最后，將上封頭(17)與下封頭(18)分別焊接在精
塔圓筒(9)的兩端，并將進(jìn)液管(11)和排液管(14)，進(jìn)汽管(13)和排汽管(12)焊接在上封頭(17)，下封頭(18)和精
塔圓筒(9)上。
用本發(fā)明制作的精
塔，其篩孔板(5)上的汽流通道保持不變，而篩孔上的汽液鼓泡層受到額外攪動(dòng)，能有強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的效果。同時(shí)，如應(yīng)用較大的篩孔，即汽流速度增大至3米/秒，篩孔板(5)效率仍達(dá)相當(dāng)高的數(shù)值。當(dāng)表面流速F因子(米/秒(公斤米-3) 1/2 )達(dá)3.0時(shí)，其效率較普通的篩孔板效率高一倍以上。
本發(fā)明需采用小溫差換熱板(3)。這樣，可使上升的汽流與泡沫層分離出的液體進(jìn)行溫差小于1℃的換熱，使汽液之間發(fā)生分凝作用，強(qiáng)化精效果。
本發(fā)明的另一特征是采用雙層雙眉縫折流板(2)，并在頂部采用長(zhǎng)條眉縫。這樣，可使折流板(2)間兩相流延長(zhǎng)了流動(dòng)的路徑和時(shí)間，從而加強(qiáng)了汽液間的傳熱及傳質(zhì)交換，提高了精
效果;同時(shí)，汽流的流動(dòng)阻力小與不加折流板(2)的篩孔板(5)相比較，阻力幾乎不變，而其他類型的折流板的流動(dòng)阻力均有不同程度的增加。從鼓泡層中分離出的液體在換熱板(3)上流動(dòng)時(shí)，具有微量的表面液流速度，從而減小了液流梯度，減小了液流損耗。
就精
塔本身結(jié)構(gòu)來考慮，塔內(nèi)的有效截面的利用率提高了，且不需要通常篩孔板的中心筒，顯然簡(jiǎn)化了塔的結(jié)構(gòu)。
最后，采用低的雙層雙眉縫的折流板后，就特別適用于低溫裝置的精
塔，如同位素低溫分離和空氣分離設(shè)備，使低溫精
塔在變工況運(yùn)行時(shí)，仍具有相當(dāng)高的效率。由于折流板(2)的剛性好，亦可用于化工精
塔。
權(quán)利要求
1.化工領(lǐng)域中常用的精餾塔，在精餾塔圓筒(9)中的篩孔板(5)上裝有各種折流板(2)，如有V形、眉形、舌形、高負(fù)荷形、百葉窗形、整體形和雙眉形等等，本發(fā)明的特征是篩孔板(5)上的折流板(2)是采用雙層雙眉形，并且還帶有涂聚四氟乙烯涂層的小溫差換熱板(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的精
塔，其特征是雙層雙眉縫形折流板(2)呈
兩坡形結(jié)構(gòu)，有兩層眉縫，上面的一條眉縫是長(zhǎng)眉縫槽(21)，下面的是單眼眉縫(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的精
塔，其雙層雙眉縫形折流板的垂直板面上還有換熱板裝配槽(19)和折流板底腳(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的精
塔，其特征是
形折流板(2)是由厚度為0.6-1.0毫米的鋁板按設(shè)計(jì)順鋁板的中線處彎曲，使鋁板間形成的夾角α保持54°左右，離中線處兩邊的鋁板，順其坡面約44毫米處彎曲與垂直平面形成的夾角β約153°。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3的精
塔，其特征是
形折流板(2)是由厚度為0.6-1.0毫米的鋁板按設(shè)計(jì)順鋁板的中線彎曲，使鋁板間形成的夾角α保持54°左右，離中線處兩邊的鉛板，順其坡面約44毫米處彎曲與垂直平面形成的夾角β約153°。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的精
塔，其特征是小溫差換熱板(3)是按中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?5201462制作的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的精
塔，其特征是在精
塔圓筒(9)內(nèi)順其直徑處焊接有中心隔板(1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1或7的精
塔，其特征是在由中心隔板(1)隔開的篩孔板(5)的兩端分別鑲嵌插入溢流檔板(6)和檔流板(8)，并在篩孔板(5)的溢流處開有溢流孔(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7的精
塔，其特征是在中心隔板(1)的相應(yīng)位置處開有液體均流孔(10)和汽體平衡孔(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1或7的精
塔，其特征是由中心隔板(1)隔開了精
塔圓筒(9)內(nèi)裝配的折流板(2)，經(jīng)組裝后的總寬度應(yīng)為精
塔圓筒(9)的直徑乘以 1/2 sin52.5°為宜。
專利摘要
低溫精餾塔主要應(yīng)用于化學(xué)工程和低溫工程領(lǐng)域。本發(fā)明的特征是要解決提高篩孔板的效率，采用帶有小溫差傳熱板的雙層雙眉縫折流板。本發(fā)明敘述了符合上述要求的這種折流板的形狀結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B01D3/22GK85106705SQ85106705
公開日1986年7月9日 申請(qǐng)日期1985年8月31日
發(fā)明者邊紹雄 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan