一種雙層均效塔板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)工程中的傳質(zhì)設(shè)備，具體為一種雙層均效塔板。
【背景技術(shù)】
[0002]板式塔作為重要的傳質(zhì)設(shè)備元件在化工分離操作中得到廣泛應(yīng)用。板式塔的核心部件為塔板，傳統(tǒng)的浮閥、泡罩和篩板等板式塔的塔板每一層布局均分為降液區(qū)和傳質(zhì)區(qū)，在每一層塔板上液相由一個(gè)降液區(qū)開始水平流過傳質(zhì)區(qū)到達(dá)另一個(gè)降液區(qū)，液相經(jīng)過傳質(zhì)區(qū)的同時(shí)氣相自傳質(zhì)區(qū)下方豎直向上穿過傳質(zhì)區(qū)，在傳質(zhì)區(qū)氣相液相發(fā)生接觸達(dá)到傳質(zhì)傳熱的目的，以上氣相和液相的接觸為錯(cuò)流接觸；錯(cuò)流接觸中單位量的液相反復(fù)與傳質(zhì)區(qū)下方向上流動(dòng)的氣相接觸，隨著接觸時(shí)間的延長氣液兩相的組成和溫度逐漸接近，傳質(zhì)傳熱的推動(dòng)力不斷減小，隨著推動(dòng)力不斷減小塔板的效率逐漸降低。
[0003]日本三井造船株式會(huì)社在20世紀(jì)70年代開發(fā)了效率高、通量大的垂直塔板，其后在垂直塔板的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了多種改進(jìn)型塔板，如New-VST型塔板，該型塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為在塔板的板孔上方布置周圍側(cè)壁開有篩孔的垂直帽罩，帽罩頂部具有與側(cè)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(jìn)入罩內(nèi)，將帽罩底隙進(jìn)入的液體提升、破碎，同時(shí)向罩頂撞擊，氣液兩相在罩內(nèi)劇烈撞擊、破碎、瑞動(dòng)，表面更新快，有利于氣液接觸；然后氣液從帽罩側(cè)孔噴出，液相是被分散的大量小液滴，大大提高了傳質(zhì)面積，同時(shí)帽罩之間的氣液對(duì)噴進(jìn)一步促進(jìn)了傳質(zhì)；液相落回塔板，氣相上升至上一層塔板。
[0004]但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)我們發(fā)現(xiàn)New-VST型塔板在進(jìn)行氣液傳質(zhì)時(shí)，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(dòng)，完成了氣液傳質(zhì)的液相與從降液管流出未經(jīng)傳質(zhì)的液相成分易發(fā)生返混，且由于安裝精度及傳質(zhì)擾動(dòng)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(huì)造成部分帽罩的傳質(zhì)效率降低，因此對(duì)現(xiàn)有的New-VST型塔板進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)提高塔板中所有帽罩的傳質(zhì)效率，并降低液相的返混成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種雙層均效塔板，其特征是該塔板由上板體、下板體、帽罩、降液管構(gòu)成；上板體和下板體水平固定安裝在塔殼內(nèi)，上板體和下板體組成具有板間隙的雙層結(jié)構(gòu)，上板體和下板體上對(duì)應(yīng)開設(shè)上板孔和下板孔；帽罩為垂直安裝在上板孔的正上方的帶蓋圓筒，帽罩下端與上板體通過支腿焊接固定，帽罩下端與上板體之間留有底隙；帽罩的圓筒側(cè)壁中上部有分離孔；所述降液管位于相鄰級(jí)塔板之間，來自上級(jí)塔板的降液管下端開口僅穿過本級(jí)塔板的上板體與板間隙聯(lián)通；去往下級(jí)塔板的降液管上端穿過上板體和下板體并高出上板體上表面。
[0006]所述的雙層均效塔板，其特征是板間隙的高度大于等于1mm，小于等于100mm。
[0007]本發(fā)明提供雙層均效塔板在現(xiàn)有的New-VST型塔板的基礎(chǔ)上通過采用雙層板體和改進(jìn)降液系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液相分流，分流后的液相可以獨(dú)立進(jìn)入每個(gè)帽罩，保證液相與氣相接觸前有最大的濃度和溫度差，以此實(shí)現(xiàn)塔板效率的最大化且效率均一；實(shí)踐表明，本發(fā)明比傳統(tǒng)塔板效率提高15-25%，傳質(zhì)效率高于New-VST型塔板。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】提供的一種雙層均效塔板在塔殼內(nèi)布置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】提供的一種雙層均效塔板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]1為塔殼，2為降液管，3為帽罩，31分離孔，32為支腿，33為底隙，4為上板體，41為上板孔，45為板間隙，5為下板體，51為下板孔。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)敘述。
[0012]如圖1所示，設(shè)計(jì)一種雙層均效塔板，該塔板由上板體4、下板體5、帽罩3、降液管2構(gòu)成；上板體4和下板體5水平固定安裝在塔殼1內(nèi)，上板體4和下板體5組成具有板間隙45的雙層結(jié)構(gòu)，上板體4和下板體5上對(duì)應(yīng)開設(shè)上板孔41和下板孔51 ;帽罩3為垂直安裝在上板孔41的正上方的帶蓋圓筒，帽罩3下端與上板體4通過支腿32焊接固定，帽罩3下端與上板體4之間留有底隙33，帽罩的圓筒側(cè)壁中上部有若干分離孔31 ;所述降液管位于相鄰級(jí)塔板之間，來自上級(jí)塔板的降液管2下端開口僅穿過本級(jí)塔板的上板體4與板間隙45聯(lián)通，去往下級(jí)塔板的降液管2上端穿過上板體4和下板體5并高出上板體上表面。
[0013]本發(fā)明提供的塔板安裝在塔殼內(nèi)并進(jìn)行氣液傳質(zhì)操作時(shí)的工作原理如下
[0014]1)上一級(jí)塔板流下的液相通過降液管2進(jìn)入板間隙中，板間隙中的液相在液相靜壓力作用下流動(dòng)到上板孔和下板孔之間并與來自下板孔下方的氣相接觸傳質(zhì)傳熱，氣液混合后一起通過上板孔進(jìn)入帽罩內(nèi)繼續(xù)接觸傳質(zhì)傳熱，進(jìn)入帽罩的液相與氣相最后經(jīng)由分離孔噴出，液相下落到上板體上，液相在上板體上表面集聚后經(jīng)過降液管去往下一級(jí)塔板，氣相則繼續(xù)上升去往上一級(jí)塔板；
[0015]2)當(dāng)降液管中的液相流量較小不能滿足與下板孔上升的氣相充分混合接觸時(shí)，上板體上集聚的液相將通過底隙進(jìn)入帽罩中與氣相接觸傳質(zhì)傳熱，保證塔板的操作彈性。
[0016]本實(shí)施例中
[0017]上板孔和下板孔均為直徑100mm的圓孔，帽罩高200mm，帽罩的圓筒外徑為150mm，分離孔為直徑10mm的圓孔，板間隙45的高度為50mm。
[0018]本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
[0019]本發(fā)明保證了每個(gè)帽罩的進(jìn)液和進(jìn)氣濃度溫度的一致及保證了每個(gè)帽罩效率的均一，同時(shí)上層塔板降下的液體首先進(jìn)入帽罩傳質(zhì)傳熱又保證了每個(gè)帽罩的進(jìn)液和進(jìn)氣的濃度差溫度差最大，即保證了帽罩效率最大化，所有帽罩的效率高決定了塔板的效率高。經(jīng)過試驗(yàn)本發(fā)明實(shí)施例中提供的塔板其傳質(zhì)傳熱效率高于同樣帽罩規(guī)格與帽罩分布密度的New-VST型塔板。
[0020]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是:適用范圍廣，制造簡單，改造方便，傳質(zhì)效果改善明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙層均效塔板，其特征是該塔板由上板體、下板體、帽罩、降液管構(gòu)成；上板體和下板體水平固定安裝在塔殼內(nèi)，上板體和下板體組成具有板間隙的雙層結(jié)構(gòu)，上板體和下板體上對(duì)應(yīng)開設(shè)上板孔和下板孔；帽罩為垂直安裝在上板孔的正上方的帶蓋圓筒，帽罩下端與上板體通過支腿焊接固定，帽罩下端與上板體之間留有底隙；帽罩的圓筒側(cè)壁中上部有分離孔；所述降液管位于相鄰級(jí)塔板之間，來自上級(jí)塔板的降液管下端開口僅穿過本級(jí)塔板的上板體與板間隙聯(lián)通；去往下級(jí)塔板的降液管上端穿過上板體和下板體并高出上板體上表面。2.如權(quán)利要求1所述的雙層均效塔板，其特征是板間隙的高度大于等于1mm，小于等于100mmo
【專利摘要】一種雙層均效塔板，其特征是該塔板由上板體、下板體、帽罩、降液管構(gòu)成；上板體和下板體水平固定安裝在塔殼內(nèi)，上板體和下板體組成具有板間隙的雙層結(jié)構(gòu)，上板體和下板體上對(duì)應(yīng)開設(shè)上板孔和下板孔；帽罩為垂直安裝在上板孔的正上方的帶蓋圓筒，帽罩下端與上板體通過支腿焊接固定，帽罩下端與上板體之間留有底隙；帽罩的圓筒側(cè)壁中上部有分離孔；所述降液管位于相鄰級(jí)塔板之間，來自上級(jí)塔板的降液管下端開口僅穿過本級(jí)塔板的上板體與板間隙聯(lián)通；去往下級(jí)塔板的降液管上端穿過上板體和下板體并高出上板體上表面。
【IPC分類】B01D53/18, B01D3/18
【公開號(hào)】CN105413222
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511022739
【發(fā)明人】王柱祥, 張立明, 商恩霞
【申請(qǐng)人】天津市創(chuàng)舉科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日