一种低阻力高效塔盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明创造涉及化学工程中的气液传热、传质、洗尘设备，具体为一种化工传质、洗涤分离用的低阻力高效塔盘。
【背景技术】
[0002]气液传质内件划分为板式塔和填料塔两大类，板式塔的阻力一般为填料塔阻力的8-10倍，所以在要求全塔阻力降要求较小的领域，只能采用填料塔内件。填料塔内件的优点在于气体流动阻力小，传质效率高，缺陷在于液体流量较小时，液体的均匀分布较为困难，往往是由于填料润湿不够，气液无法强制接触传质，对于洗涤除尘工况效率下降明显，而且填料的偏流、壁流、沟流、返混等问题都会限制填料效率的发挥。另外，由于原料物料性质差异，在处理有些容易结垢的物料时，塔器内件在运行一段时间后，就会出现填料塔填料和内件堵塞，传质区阻力降增加，雾沫夹带液泛、分离效果变差等不正常的情况，因而大多设计选型时采用板式塔，板式塔中抗堵性能较好的塔板有斜孔塔板、固阀塔板、立体喷射塔板、新型垂直筛板、膜喷射无返混塔盘等。斜孔、固阀塔板、立体喷射塔板等利用固定尺寸和形状的开孔来保证气体的流动通道，可以一定程度延长设备操作的周期，但是每层塔板的阻力较大。所以需要开发一种效率高、阻力降小、抗堵塞、又适合于更大流量范围操作的塔板。
[0003]塔板作为重要的传质设备元件在化工分离操作中得到广泛应用。浮阀、筛板、泡罩等大多数塔板一般采用错流形式，液体在塔板上水平横向流动，并且根据液流量的大小，设置单、双、多溢流方式。这种液体流动模式的弊端是液面梯度较大，导致气体分布不均，同时由于塔板上液体流动是类扇面流动，滞流和偏流现象比较普遍，这样液体流动模式容易形成返混，塔板效率就会被削弱，改变气液错流的模式是结构创新的途径之一，成为工程技术人员研究的重要方向。
[0004]为了尽量保证液体流动均匀和气液接触效果，板式的液层高度通常在30_70mm，湿板阻力直接和塔板上的液层厚度正相关，是目前板式塔的结构无法克服的难题。气液并流或者穿流降液等模式可以一定程度降低塔板阻力降，液体自上向下流动成液膜，是技术设计的手段之一，被业内人士重视。
[0005]以垂直筛板为代表的塔板，以文丘里效应和气液并流为设计理念，气液在板孔上方的帽罩内部形成负压区，液体被气流吸入罩内，气液混合后并流向上喷射，冲击到顶部盖板后，动压转化成静压能，垂直筛板帽罩侧面开筛孔，气液混合物从筛孔处喷射而出，形成大量的液滴，完成气液传质传热。该结构的缺陷在于:首先，气液流动模式仍然为错流方式，板效率提升受到约束限制，其次，气液动能传递并流过程，气体的能量损失较大，每层塔板的阻力较大，一般在400_600Pa，此类塔板包括New-Vst新型垂直筛板、CTST立体传质塔板、CJST径向侧导喷射塔板、JCPT塔板等。
[0006]综上所述，提高塔板效率，大幅降低单层塔板阻力，实现液体流量较大范围下气液均布接触，解决塔板容易堵塞的问题，实现其长周期、高效运行的目标，同时又能方便检修、成本低廉，成为塔板开发与创新突破的方向。
【发明内容】
[0007]本发明创造要解决的问题是提供一种化工传质、洗涤分离用的低阻力高效塔盘。
[0008]为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是:
[0009]一种低阻力高效塔盘，包括塔板和若干帽罩，所述帽罩穿过塔板并与塔板焊接，且所述帽罩向上伸出塔板平面的部分为上帽罩，向下伸出塔板平面的部分为下帽罩，所述上帽罩与下帽罩一体成型；所述帽罩顶部设置有集液槽，底部设置有降液结构，所述上帽罩和所述下帽罩的中部均开有若干排筛孔；所述上帽罩与所述塔板连接处周向开有一排布液小孔。
[0010]优选的，所述帽罩侧壁内侧与所述布液小孔相对应的位置周向设置有二次布液板，所述二次布液板与所述帽罩同心且与帽罩侧壁之间留有空隙。
[0011]优选的，所述帽罩为两端开口的筒状结构，且所述上帽罩的外围设置有与其同心的外层挡液筛板，所述外层挡液筛板与所述上帽罩的侧壁焊接成一个腔体结构，且所述腔体结构的底部高于所述布液小孔的高度，所述腔体结构的底部设有若干筛孔，所述外层挡液筛板的侧壁上也开有若干排筛孔。
[0012]优选的，所述帽罩为两端开口的筒状结构，且所述下帽罩内圈设置有内层挡液筛板，所述内层挡液筛板与所述帽罩同心且与所述下帽罩侧壁之间留有空隙，所述二次布液板至所述帽罩中心的距离介于所述帽罩侧壁与所述内层挡液筛板之间，所述内层挡液筛板的中部开有若干排筛孔。
[0013]更优选的，所述二次布液板的上部竖直焊接在所述帽罩侧壁的内侧，底部向所述帽罩侧壁弯折，弯折角度为O?45°。
[0014]所述集液槽整体呈上大下小型结构，且其顶端开放底端封闭，集液槽下部嵌入所述帽罩中，集液槽中部的侧壁与所述帽罩侧壁相焊接；所述集液槽下部的侧壁上开有若干喷淋孔或开有溢流口。
[0015]优选的，所述集液槽由相互贯通的上中下三部分组成，集液槽上部的横截面为倒立的等腰梯形，集液槽中部的横截面为矩形，集液槽下部的横截面同样为倒立的等腰梯形，且所述集液槽上部的等腰梯形短边的长度与所述集液槽中部的矩形的边长和所述集液槽下部的等腰梯形的长边的长度均相等，且该长度均等于所述帽罩的水力学直径。
[0016]所述降液结构为上大下小型的槽体，且所述槽体上端的最大直径与所述帽罩的直径相对应，所述槽体的侧壁上端与所述帽罩的底部侧壁无缝焊接，所述槽体的底板上开有若干降液孔。
[0017]所述降液结构为上大下小型的槽体，且所述槽体的上部的直径大于所述帽罩的直径，所述槽体通过板筋焊接在所述帽罩侧壁上且所述槽体与所述帽罩同心设置，所述槽体的侧壁与所述帽罩侧壁之间留有缝隙。
[0018]所述帽罩向上或向下伸出塔板平面100mm-250mm ;所述布液小孔位于所述帽罩侧壁上距离塔板5-50mm处，其开孔直径为2_10mm，开孔间距为3_30mm。
[0019]所述筛孔的排列呈交错、平行或并列的方式，其孔径为3_30mm，开孔间距为6-25mm;所述降液孔、喷淋孔或筛孔的形状为圆形、条形或多边形；所述帽罩为矩形体、圆柱体、三棱柱体或多棱柱体。
[0020]本发明创造具有的优点和积极效果是:本发明创造的每层塔板阻力均比现有技术更低，由于采用本装置，使得液体自身布膜，气体穿过四层挡液筛板的阻力基本为干板阻力，通过提高开孔率可以将塔压控制在200Pa-300Pa之间，操作下限不受漏液限制，只受液体分布均匀性控制；操作上限不受液体流量限制，只受高气速下雾沫夹带限制，操作弹性更大；可以提高气液传热传质效率，提高分离效果。本发明创造中塔板上设置的帽罩突出塔板平面100mm-250mm，可以防止固体物质堵塞帽罩和筛孔，进而能有效防止塔板堵塞，帽罩底部开若干排液孔，既可以起到液体均布作用，也可以防止液体存积；与现有技术相比，本发明创造的优点在于气体流动阻力低、气液接触效果好、无放大效应，抗堵效果好，塔板效率高、制造和运行成本低，检修方便。
[0021]同时，本装置还可以放置在填料段上方，塔板上的集液槽和塔板面可以起到收集液体的作用，塔板下部的降液结构发挥液体再分布的作用，同时还可以作为气液传质的部件，不仅提高的填料的效率，且便于对旧塔进行提升改造，充分利用塔内空间。
【附图说明】
[0022]图1是本发明创造的低阻力高效塔盘的实施例1的主视图；
[0023]图2是本发明创造的低阻力高效塔盘的实施例1的左视图；
[0024]图3是本发明创造的低阻力高效塔盘图2的剖视图；
[0025]图4是本发明创造的低阻力高效塔盘图3