气液均布型高效导向浮阀塔板的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种气液均布型高效导向浮阀塔板，包括冲制了导向孔和阀孔的塔板及安装在阀孔中的浮阀；塔板上的导向孔呈高出板面状凸起，从塔板上直接冲制，一面开缝，使缝中吹出气体推动液体沿塔板水平方向流动；塔板上的浮阀主要有梯形导向浮阀和矩形导向浮阀。根据流经塔板的液体和气体负荷的不同，导向孔、矩形导向浮阀及梯形导向浮阀有一个适宜的组合比率和优化排布形式。本实用新型巧妙地实现了塔板上汽液的均匀分布，使塔板处于优化的操作状态，大大提高塔板的传质效率。可广泛用于化工、炼油、石油化工、医药等领域医药等领域。
【专利说明】气液均布型高效导向浮阀塔板
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及化工传质分离设备中的塔板【技术领域】，具体地说，是一种气液均布型高效导向浮阀塔板。
【【背景技术】】
[0002]板式塔是一种重要的传质分离设备，广泛用于化工、炼油、石油化工、医药等领域中的蒸馏、吸收、汽提、萃取等传质分离过程。塔板是板式塔中最重要的结构单元，常分为泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、固阀塔板等几大类，本实用新型属于气液均布型高效导向浮阀塔板。
[0003]实验表明:(I)从受液盘流出的液体横跨塔板流动时必须克服流动阻力，板上液面将出现高度差。塔板进、出口侧的液面高度差称为液面落差。液体流量越大，行程越长，液面落差越大，从而也导致气流的不均匀分布(参见图1)。在液体入口部位，液层厚，气量小，气体的增浓度增大而有所得；而在液体出口部位，液层薄，气量大，气体的增浓度降低而有所失。但是，所得必不足以补偿其所失，故不均匀的气流分布对传质是个有害因素。(2)塔的横截面通常是圆形的，液体自一端流向另一端有多种途径。在塔板中央，液体行程较短而平直，阻力小，流速大。在塔板边缘部分，行程长而弯曲，又受到塔壁的牵制，阻力大，因而流速小。因此，液体沿塔板上各条路径中的速度分布及流量分布是相当不均匀的(参见图2)。塔板中心区域是快速流动区，两侧弓形区域是滞止区或回流区。从而使得同时进入塔板的液体，因经过不同区域时流速不同，在离开塔板时在塔板上产生不同的停留时间(即气体和液体的接触传质时间)，也就必然具有不同的浓度。不同浓度的液体进降液管后将产生返混，降低了塔板效率。
[0004]板式塔的设计意图是在塔板上实现均匀的错流接触，因而希望在塔板各点气体流速相等(参见图3)，液体沿塔板上各条路径中的速度也相等(参见图4)，但普通浮阀塔板很难达到。因此，需对现有技术进一步改进，期望达到汽液均匀分布，塔板效率进一步提高的目的。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种气液均布型高效导向浮阀塔板。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种气液均布型高效导向浮阀塔板，其特征在于，包括设置导向孔和阀孔的塔板及设置在阀孔中的浮阀；设置导向孔的区域主要在液体刚进塔板的区域和塔板弓形区域；塔板上未设置导向孔的区域，均匀安装浮阀。
[0008]所述的导向孔呈高出板面状凸起，从塔板上直接冲制，一面开缝，缝的形状为梯形，使缝中吹出气体推动液体沿塔板水平方向流动。导向孔的开口高度为2?10_。
[0009]所述的浮阀由梯形导向浮阀和矩形导向浮阀组合而成。
[0010]所述的梯形导向浮阀的长度Al为20?200mm,前端宽度Bll为10?30mm,后端宽度B12为20?50_，且必须保证B12大于BI I，浮阀的最大张开高度Hl为8?20_。
[0011]所述的矩形导向浮阀的长度A2为20?200mm ;宽度B2为15?40mm ;浮阀的最大张开高度H2为8?2Ctam。
[0012]所述的浮阀上均设置导向孔，导向孔设置在阀的顶部，或设置在阀的前腿部，或者二处均设置导向孔；
[0013]设置在阀顶部的导向孔数量为I?2个，开口形状为梯形、舌形或斜孔形，开口方向与塔板上的液流方向一致；
[0014]设置在阀前腿部的导向孔为长方形、梯形、圆形、三角形或多边形，开口方向与塔板上的液流方向一致。
[0015]所述的塔板由多块矩形板及弓形板拼合联接而成，多块板拼合联接后，塔板的上表面在同一水平面上，并在板块拼合处也设置阀孔。
[0016]根据流经塔板的液体和气体负荷的不同，导向孔和浮阀有一个适宜的组合比率和优化排布形式，使塔板处于优化的操作状态，大大提高塔板的传质效率。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的积极效果是:
[0018](I)在液体刚进塔板的区域和塔板弓形区域冲制导向孔，使导向孔中高速流出的气体推动塔板上的液体往降液管方向流动，一方面降低塔板上进出口端液面梯度，另一方面使塔板上的液体中快速充满气体，提高气液接触面积，降低液体平均密度，减少液体入口端的倾向性漏液。
[0019](2)导向孔的面积一般比浮阀孔面积小，可以设置在塔板边缘，当排不下浮阀的区域，依然可以设置一些导向孔，提高塔板上气体通量及气体鼓泡均匀性。
[0020](3)在浮阀的顶部或浮阀的前腿部设置导向孔，或者二处均设置导向孔；设置在浮阀顶部的导向孔数量为I?2个，开口形状为梯形、舌形或斜孔形，开口方向与塔板上的液流方向一致，提高浮阀顶盖上的汽液接触面积及气体对液体的推动力；设置在浮阀前腿部的导向孔为长方形、梯形、圆形、三角形或多边形，开口方向与塔板上的液流方向一致。当气相负荷处于上限时，浮阀完全张开，通过浮阀前腿部的导向孔，可以降低从浮阀两侧出来的气体速度，减少阀孔间气流对吹而产生的液沫夹带量，提高塔板效率。
[0021](4)从梯形导向浮阀两侧出来的气体比从与矩形导向浮阀两侧出来的气体，对液体的水平推力大。根据在塔板上液流强度大小，调节梯形导向浮阀和矩形导向浮阀的组合比及排布，不仅对于较小的液流强度，而且对于较大的液流强度，均可较好消除塔板上的液面梯度和液体滞止区。
[0022](5)所述的塔板由多块矩形板及弓形板拼合联接而成，多块板拼合联接后，塔板的上表面在同一水平面上，并在板块拼合处也设置阀孔，改善了汽液在塔板上接触的均匀性，增加了塔板上汽液有效接触面积，大大提高了塔板传质效率。
[0023]总之，本实用新型所说的塔板，具有液面梯度小，液体返混小，良好地消除了塔板上的液体滞止区，巧妙地实现了塔板上汽液的均匀分布，使塔板处于优化的操作状态，大大提高塔板的传质效率，降低操作能耗，有力地推动塔器工业的技术进步。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0024]图1是普通浮阀塔板上气体流速分布示意图；
[0025]图2是普通浮阀塔板A— A视图中液体流速分布示意图；
[0026]图3是气液均布型高效导向浮阀塔板上气体流速分布示意图；
[0027]图4是气液均布型高效导向浮阀塔板B— B视图中液体流速分布示意图；
[0028]图5是本实用新型的结构示意图；
[0029]图6是图5中导向孔的C一C剖视图；
[0030]图7是图6中导向孔的D— D剖视图；
[0031]图8是图5中梯形导向浮阀的立体结构示意图；
[0032]图9是图5中矩形导向浮阀的立体结构示意图；
[0033]图10是图5中塔板I的结构示意图
[0034]图11是图10的E— E剖视图
[0035]图12是图5中两块塔板I的拼合联接示意图
[0036]附图中的标记为:1、矩形板；2、弓形板；3、导向孔；4、梯形浮阀；5、矩形浮阀；6、受液盘；7、降液板；L1、L2、H分别为导向孔C一C视图中梯形缝的上底宽、下底宽和高;W1、W2、R分别为导向孔D—D视图中的上底宽、下底宽和过渡圆弧半径。A1、A2分别为梯形浮阀和矩形浮阀的顶盖长度；B11、B12分别为梯形浮阀的前端底边宽度和后端底边宽度；B2为矩形浮阀的宽度；H1、H2分别为梯形浮阀和矩形浮阀的最大张口高度。
【【具体实施方式】】
[0037]以下提供本实用新型一种气液均布型高效导向浮阀塔板的【具体实施方式】。
[0038]实施例1
[0039]请参见附图1?图12，一种气液均布型高效导向浮阀塔板，塔板由两件矩形板I和两件弓形板2组成，板上冲制了导向孔3和浮阀孔，梯形浮阀4和矩形浮阀5安装在浮阀孔中。从受液盘6流出的液体横跨塔板，与从导向孔3和梯形浮阀4及矩形浮阀5中喷出的气体进行充分接触，在完成传质以后进降液管7流入下层塔板的受液盘5，接着重复开始新一层塔板上的传质过程。
[0040]所述的导向孔3呈高出板面状凸起，从塔板上直接冲制，一面开缝，缝的形状为梯形，使缝中吹出气体推动液体沿塔板水平方向流动。导向孔C一C视图中梯形缝的上底宽LI为3?48臟，缝的下底宽L2为5?50mm，缝高H为0.5?6mm。导向孔B— B视图中缝的上底宽Wl为I?10mm，缝的下底宽W2为5?30mm，但必须保证W2 > Wl，过渡圆弧半径R 为 W2-W1。
[0041]所述的梯形导向浮阀4，浮阀的长度(含支角)Al为20?200mm，前端宽度BI I为10?30mm,后端宽度B12为20?50mm,且必须保证B12大于Bll,浮阀的最大张开高度Hl为8?20mm。
[0042]所述的梯形浮阀4顶部设置一个导向孔41，导向孔41开口形状为梯形，开口方向与塔板上的液流方向一致。
[0043]所述的梯形浮阀4前腿部设置一个导向孔42，导向孔42开口形状为长方形，开口方向与塔板上的液流方向一致。
[0044]所述的矩形导向浮阀5,浮阀的长度(含支角)A2为20?200mm,宽度B2为15?40mm,浮阀的最大张开高度H2为8?20mm。
[0045]所述的矩形浮阀5顶部设置一个导向孔51，导向孔51开口形状为梯形，开口方向与塔板上的液流方向一致。
[0046]所述的矩形浮阀5前腿部设置一个导向孔52，导向孔52开口形状为长方形，开口方向与塔板上的液流方向一致。
[0047]所述的矩形板I的一侧设有自身梁12，靠近自身梁侧的塔板设置下凹平台，其下凹深度等于塔板厚度，下凹平台上冲制阀孔，设置浮阀5。矩形板的另一侧设有锯齿形缺口
11。塔板由多块矩形板I或弓形板2拼合联接而成，在拼合联接时，一块板的缺口 11正好对着另一块板的浮阀5。多块板拼合联接后，塔板的上表面在同一水平面上，不影响塔板上液体的流动，同时大大塔板上汽液接触均匀性，提高了塔板效率。
[0048]根据流经塔板的液体和气体负荷的不同，导向孔和浮阀有一个适宜的组合比率和优化排布形式，使塔板处于优化的操作状态，大大提高塔板的传质效率。
[0049]所述的一种气液均布型高效导向浮阀塔板，由金属材料制作，厚度为0.5?6mm,一般为2?3_。也可由特殊的非金属材料制作。
[0050]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种气液均布型高效导向浮阀塔板，其特征在于，包括设置导向孔和阀孔的塔板及设置在阀孔中的浮阀；设置导向孔的区域主要在液体刚进塔板的区域和塔板弓形区域；塔板上未设置导向孔的区域，均匀安装浮阀； 所述的导向孔呈高出板面状凸起，从塔板上直接冲制，一面开缝，缝的形状为梯形，使缝中吹出气体推动液体沿塔板水平方向流动；导向孔的开口高度为2?1mm ; 所述的浮阀由梯形导向浮阀和矩形导向浮阀组合而成； 所述的塔板由多块矩形板及弓形板拼合联接而成，多块板拼合联接后，塔板的上表面在同一水平面上，并在板块拼合处也设置阀孔。
2.如权利要求1所述的一种气液均布型高效导向浮阀塔板，其特征在于，所述的梯形导向浮阀的长度Al为20?200mm,前端宽度Bll为10?30mm,后端宽度B12为20?50mm,且必须保证B12大于Bll,浮阀的最大张开高度Hl为8?20mm。
3.如权利要求1所述的一种气液均布型高效导向浮阀塔板，其特征在于，所述的矩形导向浮阀的长度A2为20?200mm ;宽度B2为15?40mm ;浮阀的最大张开高度H2为8?20mmo
4.如权利要求1所述的一种气液均布型高效导向浮阀塔板，其特征在于，所述的浮阀上均设置导向孔，导向孔设置在阀的顶部，或设置在阀的前腿部，或者二处均设置导向孔。
5.如权利要求4所述的一种气液均布型高效导向浮阀塔板，其特征在于，所述的设置在阀顶部的导向孔数量为I?2个，开口形状为梯形、舌形或斜孔形，开口方向与塔板上的液流方向一致。
【文档编号】B01D3/18GK203916126SQ201420195923
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】叶启亮 申请人:华东理工大学