专利名称：固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板的制作方法
技术领域：
本实用新型属于炼油、化工及环境保护设备中的分离传质技术领域，特别涉及炼油、化工、环境保护等领域中广泛使用的精馏塔、吸收塔中的浮阀塔板的结构设计。
背景技术：
随着石油化工工业生产的飞速发展和能源危机的逐渐显现，合理利用能源、消除现有设备的瓶颈，挖潜增效、降低能耗成为石油化工行业中提高经济效益的最重要的策略之一。作为数量最多、应用最广的精馏塔设备是当前石油化工企业最重要的挖潜增效的方法，每一个塔设备细微的技术进步都有可能产生巨大的经济效益和社会效益，因此研究开发新型的塔设备是挖潜增效最为重要的手段。
作为精馏塔设备之一的塔板应用最为广泛，约占塔设备的90％以上。目前，已开发的新型塔板已达到几十种，归纳起来，塔板可以分为两类即固定塔板和浮阀塔板。固定塔板包括筛孔塔盘和MVG塔盘，筛孔塔盘如图1所示，是在一块钢板11上开多个孔12；MVG塔盘如图2所示，是直接在一块钢板21上冲压成一定高度和形状的多个突起22。浮阀塔板是在钢板上打孔，并在孔上方安装一浮阀，浮阀的种类可以是条形浮阀，如图3所示，或圆形浮阀，如图4所示，如F1浮阀塔板，Koch-glitsch T型浮阀塔板。这类塔板在某些方面可能表现出了较为优越的性能，但在不同程度上也反映出了结构和性能上的某些不足。
现有的固定塔板虽具有结构简单的优点，但在生产中操作弹性小，泄漏大，传质效率低下；浮阀塔板虽然在操作弹性上有了较大的改进，但在长期操作中，阀体易旋转脱落；塔板上的液面梯度大，使气体在液体流动方向上分布不均，在塔板入口端易产生液体过量泄漏，在出口端易产生液体过量夹带，塔板弓形区返混严重，严重影响了塔板效率。
要提高塔板上的液相和气相处理能力，提高传质效率和操作弹性，最重要的是要降低雾沫夹带、泄漏和塔板压降，降低塔板上的液体返混程度。这就要求气液两相在要尽可能的均匀分散，使汽液两相多点接触，减小液体的返混机率。
发明内容
本实用新型的目的在于综合固定塔板和浮阀塔板的优点，克服缺点，将两者有机的结合起来，提供一种新型高效、高操作弹性和高机械强度的固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板。
本实用新设计的一种固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板，包括一金属钢板，其特征在于，该金属钢板上有冲压成型的多个矩形或梯形凸起固阀，该每个凸起固阀的表面开有矩型或圆形孔，在该开孔上安装有相应的矩形或圆形微型浮阀。
所述每个凸起固阀的高度可为2-5mm，底边长度可为50-70mm，宽度可为30-40mm。
该每个固阀和浮阀的表面根据应用场合的不同还可以开设有导向孔，也可不开孔。
本实用新型设计的固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板的特点为气流经钢板上冲起的缝隙及凸起结构表面的开孔喷入液层，形成许多小气泡，改变了固阀和浮阀塔板同一层次上气液接触的单一局面，形成了多层次的立体接触方式，从而有较多的鼓泡点，从而提高传质效率。归纳起来，本实用新型具有以下优点(1)本实用新型采用固阀和浮阀相结合的独特结构，充分利用了塔板及浮阀上方的传质空间，使气体分散更加细密均匀，气液接触更加充分。同时部分气流经固阀孔喷出，减小了阀周边喷出的气速，同时也减小了阀间的气流对冲，从而减小了雾沫夹带，相应提高了气体处理量。
(2)固动结合的结构可根据气体处理量的不同自动调节控制操作状况，在处理量较小时，浮阀关闭，气体从固阀孔喷出，此时塔板为固阀塔板，满足生产低限的需要；随着处理量的增大，塔板形式逐渐向固动结合的新型浮阀塔板转变，此时，固阀上方的浮阀逐渐开启，以满足大通量要求，从而大幅度提高塔的操作弹性。
(3)本实用新型的固阀部分可为梯形或矩形两种结构。根据处理物系两相负荷的不同，可采用不同的固阀结构，以减小塔板上方的液面梯度，降低塔板局部的雾沫夹带和泄漏；同时，降低塔板上方存在的滞留区，提高液体分布的均匀性。
(4)固阀上方的浮阀可以是圆阀和条阀。使其浮阀不能旋转。这不仅克服了F1浮阀旋转带来的浮阀脱落引起的局部泄漏问题，同时，将气液接触的方式也进行了优化，改变了传统固阀和浮阀单一的同一平面接触问题，将接触空间延伸至立体接触，提升了传质面积，强化了传质效果。
(5)固动结合的自适应浮阀塔板因在不同层面上开孔(固阀的缝隙和固阀表面的开孔)，使得粘稠易结焦物系很难沉降在阀体表面，同时从凸起固阀的缝隙出来的气体有一与液流方向的水平分量，加速了粘稠易结焦物系在塔板上的运动速度，减小起停留时间，因而大大减小了结焦的机率。
(6)在钢板上凸起的矩形或梯形结构强化了塔板的机械强度。
本实用新型与常规F1浮阀塔板相比，雾沫夹带和泄漏降低30％-40％左右，处理量可提高30％以上，大大提高了塔板的操作弹性；塔板压降降低30％-40％以上；实际塔板效率可提高15-20％左右。
图1为现有的筛孔塔板。
图2为现有的MVG塔盘。
图3为现有浮阀塔板的条形浮阀。
图4为现有浮阀塔板的F1圆形浮阀。
图5为本实用新型设计的一种固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板实施例的局部结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，详细介绍本实用新型的内容。
本实用新型的固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板实施例的局部(一个固阀和浮阀的组合)结构如图5所示，图中，1是钢板，2是凸起的固阀，3是固阀表面开孔，4是浮阀，5是固阀缝隙。浮阀4安装在固阀表面开孔3处，浮阀4可以在固阀表面开孔处自由的垂直上下升降，而不能水平移动。凸起的固阀2高度H(即固阀阀缝高度)为2～5mm，长度L为50-70mm，宽度B为30-40mm；固阀阀体表面开孔的尺寸根据安装在其上方的浮阀尺寸而定，如本实施例的浮阀选用条形浮阀4，则开设条形孔3，长度一般为30～40mm，宽度一般为20～25mm，也可选用圆形浮阀，其开孔尺寸一般为20mm～25mm。
多个上述固阀和浮阀的组合结构分布在同一整块钢扳上，则成为本实用新型的自适应浮阀塔板。
本实用新型在操作时可以根据生产操作的处理量自动调节。当气体处理量较小时，气体不足以顶起固阀上方的浮阀，因此浮阀完全处于关闭状态，此时本实用新型为固阀状态，因而气体从固阀的两侧阀缝处喷出，因本设计的阀缝高度较小，因而塔板的泄漏量大大低于常规的筛孔塔板和固阀塔板，因此大大提高了装置的操作下限；当气体处理量逐渐增大时，气体逐渐顶起固阀上方的浮阀，此时浮阀随着气量的增大慢慢开起，此时操作状态想本实用新型转变，气体同时同固阀阀缝和浮阀阀缝处同时喷出，在同样的气体和液体处理条件，因固阀阀缝的分流作用，过孔速度降低，因而大大降低了雾沫夹带的发生。同时由于本实用新型选用的浮阀较小，其尺寸和重量为常规浮阀的一半左右，因而大大降低了塔板压降；同时从固阀阀缝喷出的气体沿着液体流动方向有一水平分力，可以推动塔板上的滞留区内的液体流动，是塔板上的液体流动均匀，在避免了过量泄漏和雾沫夹带的同时也提高了传质效率；另外固阀阀缝和浮阀阀缝位于不同的平面，充分利用了塔板的空间和及浮阀上方的传质空间，强化了气液接触点，使气体分散更加细密均匀，气液接触更加充分，因而也可大大提高其传质效率。
权利要求1.一种固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板，包括一金属钢板，其特征在于，该金属钢板上有冲压成型的多个矩形或梯形凸起固阀，该每个凸起固阀的表面开有矩形或圆形孔，在该开孔上安装有相应的矩形或圆形微型浮阀。
2.如权利要求1所述的固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板，其特征在于，所述每个凸起固阀的高度可为2-5mm，底边长度可为50-70mm，宽度可为30-40mm。
3.如权利要求1所述的固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板，其特征在于，该每个固阀和浮阀的表面还可以开设不同形状的导向孔。
专利摘要本实用新型涉及一种固阀和浮阀相集成的自适应浮阀塔板，属于炼油、化工及环境保护设备中的分离传质技术领域。本实用新包括一金属钢板，该金属钢板上有冲压成型的多个矩形或梯形凸起固阀，该每个凸起固阀的表面开有矩型或圆形孔，在该开孔上安装有相应的矩形或圆形微型浮阀。本实用新型与常规F1浮阀塔板相比，雾沫夹带和泄漏降低30％－40％左右，处理量可提高30％以上，大大提高了塔板的操作弹性；塔板压降降低30％－40％以上；实际塔板效率可提高15－20％左右。
文档编号B01D3/20GK2721188SQ20042008919
公开日2005年8月31日 申请日期2004年9月3日 优先权日2004年9月3日
发明者朱慎林, 钱建兵, 亓荣彬 申请人:清华大学