专利名称：喷射态顺流组合型板式化工塔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种喷射态顺流组合型板式化工塔器，属化工气液传质设备领域。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是采用两端具不等长，并有一定弧度之呈类“N”形长条元件，交联搭接而构成气液接触传质区。搭接后的组合件截面，上呈似“M”形，下呈似“W”形，构成升气通道、转向通道、平板通道、泡吹通道(见
图1、2)，泡吹出口为平直线形或带齿状结构者，紧靠出口线的上方钻冲有一排多量小圆孔或小梅花状孔或长条形孔缝等，称为第二泡吹线，目的在于增加气液接触面积。在长条元件之两侧，则有弧形端封板封住(见图2、4中7)，迫使气体(蒸汽)由板下入升气通道而进入塔板，与由上一板降液装置回流而下之液体在板面上呈喷射态顺流(并)流接触运动，而实施其传热传质之功能(见图8)。在端封板上设有呈一定角度之向降液方向倾斜之导向泡吹孔，或小梅花状孔(见图6)，其对消除塔板接触元件与塔壁之间弧形组合通道之死区有利，可提高板面有效利用率10-20％和增加分离效果(见
图1、2、6)。由于气液在板面上呈喷射态顺流(并)流接触运动，可采用较大之空塔设计速度(1.5-2.5m/s)，有利于消除塔板两侧之滞缓区和死区，使板上几无死角存在，可扩大有效分离面积20-30％，提高塔设备之单位生产能力。由于物料在塔板上几无返混现象，而呈活塞流状态运动，液面梯度小，塔板阻力小，抗污性能好。再者，由于气液呈喷射状态而工作，下层塔板所产生的蒸汽，虽带有一些液滴，但经上一层塔板的底面之呈似“W”形之斜面接触元件，大部分液滴经碰撞后而折返，落入正向前运动之物料中，故雾沫夹带少，其对分离效率之提高，当起一定作用。与此同时，本技术对节能有利，并可减少塔器在运行过程中之新的化合物(如酸和醇类作用而产生酯类等)之形成，对提高产品质量有利。在本技术实施过程中，塔板上的流体动力学状态，当处于工作状态时，汽液并流向一个方向喷射，呈现着非常理想的传热传质图景(见图8)。
本塔所用元件(见图5、6)之结构尺寸，应根据所处理物料的要求而异，其元件高为30-80mm左右，在元件之转向处，可呈直角状(见图5中A)或有一定弧度者(R 5-20mm)(见图5中B)。元件可随塔径之大小而分数段联结(塔径小者，可不分段)，联结处可用中间支撑板(见图2中1)。
当在设计制造大型塔器的条件下，为了强化塔板之结构刚性，在交联搭接的元件之间及两侧可按一定距离(50-300mm)增设加强板(见图7及图2中2)，与此同时，也可起到定距、定形、定位之作用。并可适当减薄元件之材料厚度，以节约材料。
再者，必要时也可在上述塔板的基础上，增设横向板条(宽20-30mm，厚2-3mm)(见图3、4中4)，按一定间距(30-50mm)放置，并焊接固定在各“N”形元件之顶。上下塔板交叉排列，呈格栅状，形成复合塔板(见图3、4)，其有利于增加气液接触效果，减少雾沫夹带。当在处理某些物料时，可根据特定要求，而采用不同的材质。如当在采用木薯为原料制造酒精的过程中，为脱除原料中的氰化物，可采用紫銅板条制作，使銅和氰化物作用形成不挥发的銅盐——[化学反应式为]，可从塔底废液中排除。与此同时，该措施对某些原料中(如糖蜜、玉米等)所含有之硫化物、胺化物、氨等也可有类似之作用，并对除去异杂味有良好作用。故此举可起到接触反应器(剂)之作用。
此举可在全塔中的部分塔板(20-40板)上实施此条。必要时，也可全塔塔板上实施，当视具体情况而定。其对提高食用酒精和制取高纯度酒精的质量，保障人体健康，当会起到很好的作用。这对于我国广大地区采用鲜(干)木薯、糖蜜、玉米等制造食用酒精方面具有重大意义。故在塔器设计构思方面新颖独特，在技术性能方面则有新的突破，可谓一举数得。
当以上各元件组合完成后，再配置在塔板之底板上(见
图1、2、中3)，然后再加降液元件(见
图1、2中5)，并按设计要求(板间距、堰高、堰宽、降液板下端与下层塔板面之间隙)参数，而将塔板与塔体(见
图1、2中6)相结合(焊接或用紧固件)，再按工艺需要设置进出线、加热装置、测控点等，即可构成完整的化工塔器。
本实用新型的有益效果是本发明塔器既可供酒精、溶剂以及其它化学工业等领域的精馏及精密分馏之用，也可供处理污秽物系之用，也可用于环保等领域。
本塔器的稳定性能、分离净化性能、抗污性能及操作弹性、节能性能等均较优。对工艺条件变化(如水、电、汽供应不正常等)的适应能力强，当汽压在0.1-0.2MPa(分汽包压力)时仍能正常运行。这一点比其它塔型要优越得多，如斜孔塔、筛板塔、浮阀塔等在低于0.4Mpa时即难以正常运行，漏液严重。基本上解决了常规塔板上所存在的死区和滞缓区，可提高板面有效利用率20-30％。
本塔在常压、加压、真空状态下均适用。开机停机快，操作方便，在极短时间(3-4小时)即可试投产成功。停机时，塔板上可保持一定液面，可减少物料之损失及开机时间。在特定需要的条件下，也可在板面上以及各行元件之凹槽低谷处钻打一定数量之泪孔，用于排空之用。
上述这些优点，显示该塔型比较适应于我国的具体国情，对于其它国家及地区也同样适用，是一项比较实用而新型的技术。
本塔器生产能力可比相同塔径的老式泡罩板塔提高30％以上。塔板节约材料30％以上。
本专利化工塔器技术可供不同用途、不同功能、不同规模之塔器之用，且可系列化。
通常在制造化工塔器的过程中，首要的是塔板的制作。而实施本专利技术的过程中，其基本程序为①首先制作类“N”形元件，(见图5中A，B)，根据设计要求之尺寸及两侧弧度相互平行交联搭接；②利用加强板(见图7、
图1中2)插入相邻两行元件之间，加以定距、定形、定位；③当在制作大型塔板时，可将“N”元件分成数段，相邻两段间加长条形中间支撑板加以焊接固定而构成长条形元件；④将两侧弧形端封板(见图2、图4中7、图6)与“N”形元件之两端按设计尺寸要求加以焊接固定、封住。⑤将以上基本已成形的部件整理后置于塔板底板上(见
图1、2中3)进行焊接或采用紧固件固定；⑥若需加设横向板条者，再按设计要求配置焊接；⑦最后再将降液板焊接在上述部件上(见
图1、2中5)，也可将降液板先焊在塔内壁上，再与上述部件组装；⑧根据设计所需塔板数和板间距等参数要求，逐层交错组装，最后即构成完整的化工塔器，可供特定专业领域应用之塔器。
权利要求1.一种喷射态顺流组合型板式化工塔器，由塔体、一定数量塔板和降液装置组成，其特征是塔体呈圆形，塔板由若干组类“N”型元件相互交联搭接而成。相邻两元件之间形成上呈似“M”形，下呈似“W”形的升气、转向、平板、泡吹诸通道，降液装置采用弓形元件。
2.根据权利要求1所述的喷射态顺流组合型板式化工塔器，其特征是类“N”型元件之泡吹部位，设有直线式或齿形式第一泡吹线及由小圆孔或小梅花形孔或长条形孔缝所构成的第二泡吹线。
3.根据权利要求1所述的喷射态顺流组合型板式化工塔器，其特征是由类“N”型元件所构成的传质区的两侧边缘弓形部位，用端封板封住端面，使气液按预定的路径运动。
4.根据权利要求1所述的喷射态顺流组合型板式化工塔器，其特征是端封板上设有导向泡吹孔向降液方向吹出，或设有小梅花形孔或小圆孔，以增加气液接触，消除死区。
5.根据权利要求1所述的喷射态顺流组合型板式化工塔器，其特征是必要时，在类“N”型元件接触区，可增加不同材质之横向板条(材质视需要而定)藉以增加分离效果，并对某些杂质加以处理和排除，起到接触反应器(剂)的作用。当在制造酒精、溶剂等条件下，若选用紫銅板条，则对脱除原料中的有毒氰化物、硫化物、胺化物、氨等杂质有效。
6.根据权利要求1所述的喷射态顺流组合型板式化工塔器，其特征是类“N”形元件之转向处，可呈直角状或有一定弧度。
7.根据权利要求1所述的喷射态顺流组合型板式化工塔器，其特征是当在设计制造大型塔器时，类“N”形元件可分段藉中间支撑板联结，并采用加强板嵌入元件组合部位以增强塔板之刚性，兼有定距、定形、定位之作用。
专利摘要一种喷射态顺流组合型化工塔器。其特征是本塔器在板面布局上，采用呈直角或弧形之类“N”形长条元件，交联搭接而构成汽液传质区。搭接后的组合件截面，上呈似“M”形，下呈似“W”形。在交联搭接的元件之间设加强板，兼有定距、定形、定位作用。在长条元件之两侧，则有弧形端封板与其焊封，迫使气体由板下入升气通道而进入塔板，与由上板降液装置回流而下之液体在板上呈喷射状态顺流(并流)接触运动。必要时，也可在“N”形元件顶部增设特定材质的横向板条，呈格栅状，形成复合塔板，既可增强传质效果，且起接触反应器(剂)之作用。本塔器生产能力比相同塔径的老式泡罩塔提高30％以上，塔板节约材料30％以上。综合性能良好。可供不同用途、不同功能、不同规模之塔器之用，且可系列化。本化工塔器之基本结构及塔板上的流体动力学状况可见附图。
文档编号B01D3/14GK2546068SQ01218078
公开日2003年4月23日 申请日期2001年3月29日 优先权日2001年3月29日
发明者许开天 申请人:许开天