专利名称：一种可机械消泡的板式塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学过程中的气液传质设备，尤其涉及板式塔。
背景技术：
板式塔作为气液相际传质设备在化工、石油、轻工业及环境保护等工程领域中得到广泛的应用，决定其功能优劣的核心部件即塔板。已研制开发和投入工程应用的塔板类型众多，但对于易起泡物系，会产生严重的雾沫夹带，不但传质效率低下，而且绝大多数的塔板会发生提前液泛而无法操作，对于这些问题，传统结构的塔板并没有好的解决办法。
梯形立体传质塔板是在塔板上开有矩形孔，孔的上方设置带有筛孔的梯形喷射罩，喷射罩上方带有分离板。气体自矩形孔进入喷射罩中，液体自喷射罩底部进入喷射罩中，呈特殊的气液并流喷射型工况。塔板上液体为清液，因此无发泡机制，高速喷射的液滴又具有破沫作用，所以能够处理常规塔板难以处理的易发泡物系。缺点是，梯形立体传质塔板压降较大，只适用于大气量小液量的操作，对宜采用泡沫接触状态的表面张力正系统不适用，并且结构复杂，制造成本高。
在填料塔中，液相为液膜，气相湍动，液相受到的骚动小，因而填料对泡沫有限制和破碎作用，对处理易起泡物系有利。但填料因此要在较低的气速下操作，以避免气液交互作用而发生提前液泛，气体处理量要减少到最大处理量的90％～40％，填料塔的生产能力要下降。
另外，生产中常采用添加消泡剂的办法，如热钾碱脱碳塔中用定期加硅油的方法消泡。这样会影响系统性能，增加生产费用。
发明内容为了克服现有技术中对于易起泡物系板式塔雾沫夹带严重、处理能力不足、易发生提前液泛的不足，本发明提供了一种雾沫夹带小、处理能力大、可防止提前液泛的具有机械消泡功能的板式塔。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种可机械消泡的板式塔，包括塔板和降液管，所述的塔板上方的空间中设有塔板消泡组件，所述的塔板消泡组件由多片与塔板垂直的波纹板相互平行摆放组成，所述的相邻的波纹板之间构成气体通道。
进一步，所述的波纹板摆放走向与所述塔板上的液体的流向一致。
再进一步，所述的塔板消泡板组件底部到其下方的塔板之间的距离与板间距之比为0.2-0.8。
还进一步，所述的塔板消泡板组件的高度与板间距之比为0.1-0.8，相互平行的波纹板之间的距离为5-20mm，所述波纹板的厚度为0.1-3mm。
更进一步，所述的波纹板上开设有连通孔和狭缝。
本发明所述的低泡沫层板式塔的有益效果主要表现在1.塔板消泡板的存在可进行机械消泡，减小泡沫层的高度，防止发生提前液泛。2.减小雾沫夹带量，提高传质效率。3.塔板之间具有塔板消泡组件的空间也具有传质作用，大大提高了塔板的传质效率。
图1是易起泡物系在普通板式塔内的泡沫层情况示意图。
图2是板式塔内添加了塔板消泡组件后的结构示意图。
图3是塔板消泡组件的结构示意图。
图4是塔板消泡组件抑制泡沫层波峰和拦截雾沫夹带示意图。
图5是塔板消泡组件的排列示意图。
图6是空气-水物系、空气-易起泡物系、空气-易起泡物系添加塔板消泡板组件的雾沫夹带示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例一参照图1，板式塔包括塔板1和降液管6，气体穿过塔板1后，与板上的液体接触，形成泡沫层。易起泡物系在塔板1上的鼓泡情况与不易起泡物系相比，有很大不同。易起泡物系在泡沫层中形成小而密集的气泡，这些气泡不易破碎，因而易起泡物系有过高的泡沫层，会在泡沫层表面鼓起幅度很大的波峰，大量的液沫被气体夹带到上层塔板，因而极易造成塔板提前液泛。
参照图2、3，本发明同样具有塔板1和降液管6，在现有技术的基础上，在塔板1上方设置塔板消泡组件2，所述的塔板消泡组件2由若干相互平行的波纹板3组成，波纹板3上的波纹可以是各种规则或不规则的形状，如圆弧形、三角形、梯形、折边形等，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.3，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.1，波纹板3安装在定距管5上，波纹板3之间的距离由定距管5确定，本实施例中相互平行的波纹板3之间的距离为5mm，波纹板3的厚度为0.1mm。所述的波纹板3可以是板状波纹，也可以是网状波纹，材料可以采用碳钢、不锈钢、铝合金、塑料、玻璃钢、搪瓷或其构成的复合材料。位于塔板消泡组件2下方的塔板1可以是筛孔塔板、浮阀塔板、DJ塔板或其他形式的塔板。
参照图4，设置了塔板消泡组件1之后，塔板消泡组件1可进行机械消泡泡沫层波峰碰到塔板消泡板组件2后，波纹板3的板壁对波峰施加向下的剪应力作用，使波峰的幅度变小，泡沫层高度趋于平稳。气体穿过泡沫层后，继续向上流动，穿过波纹板3之间的气体通道，被气体夹带的大大小小的液沫大部分被波纹板3拦截下来，在板面上形成液膜，借重力沿板面下流回到塔板1上，只有极少的一部分小液滴被气体夹带到上层塔板。对于易起泡物系来说，塔板消泡组件2能抑制因易起泡物系而产生的幅度很大的泡沫层波峰，拦截被气体夹带的大团液沫，减小了雾沫夹带量，防止提前液泛的发生；被波纹板3拦截下来的液沫在板面上形成液膜，与穿过波纹板3之间的气体通道的气体再次发生传质作用，即可以利用塔板之间具有塔板消泡组件的空间进行气液传质，因而大大提高了传质效率。
实施例二参照图1、2、3、4、5，相互平行的波纹板3是这样设置的波纹板3的摆放走向与塔板上液体的流向一致，这样可以对塔板上的液体起导流作用。塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.2，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.8，波纹板3安装在定距管5上，相互平行的波纹板3之间的距离为20mm，波纹板3的厚度为3mm。其余结构和实施方式与实施例一相同。
实施例三参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.2，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.8，波纹板3安装在定距管上，相互平行的波纹板3之间的距离为20mm，波纹板3的厚度为0.2mm。其余结构和实施方式与实施例一相同。
实施例四参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.8，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.2，波纹板3安装在定距管上，相互平行的波纹板3之间的距离为6mm，波纹板3的厚度为0.5mm。其余结构和实施方式与实施例一相同。
实施例五参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.4，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.3，波纹板3安装在定距管5上，相互平行的波纹板3之间的距离为8mm，波纹板3的厚度为0.7mm。其余结构和实施方式与实施例二相同。
实施例六参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.6，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.4，波纹板3安装在定距管5上，相互平行的波纹板3之间的距离为10mm，波纹板3的厚度为1mm。其余结构和实施方式与实施例二相同。
实施例七参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.5，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.5，波纹板3安装在定距管5上，相互平行的波纹板3之间的距离为12mm，波纹板3的厚度为1.2mm。其余结构和实施方式与实施例二相同。
实施例八参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.2，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.6，波纹板3安装在定距管5上，相互平行的波纹板3之间的距离为14mm，波纹板3的厚度为1.5mm。其余结构和实施方式与实施例二相同。
实施例九参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.3，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.7，波纹板3安装在定距管5上，相互平行的波纹板3之间的距离为16mm，波纹板3的厚度为2mm。其余结构和实施方式与实施例二相同。
实施例十参照图1、2、3、4、5，塔板消泡板组件2底部到其下方的塔板1之间的距离与板间距之比为0.2，塔板消泡组件2的高度与板间距之比为0.6，波纹板3安装在定距管5上，相互平行的波纹板3之间的距离为18mm，波纹板3的厚度为2.5mm。其余结构和实施方式与实施例二相同。
实施例十一波纹板上开设有连通孔和狭缝。狭缝所在平面可以和波纹板垂直，也可以与波纹板成一角度从而使波纹板具有类似百叶窗的结构，这其中后者的消泡效果优于前者，另外开设连通孔和狭缝也可增强气、液的流通性。其余结构和实施方式与实施例四相同。
实施例十二波纹板上开设有连通孔和狭缝。狭缝所在平面可以和波纹板垂直，也可以与波纹板成一角度从而使波纹板具有类似百叶窗的结构，这其中后者的消泡效果优于前者。开设连通孔和狭缝也可增强气、液的流通性。其余结构和实施方式与实施例七相同。
实施例十三波纹板上开设有连通孔和狭缝。狭缝所在平面可以和波纹板垂直，也可以与波纹板成一角度从而使波纹板具有类似百叶窗的结构，这其中后者的消泡效果优于前者。开设连通孔和狭缝也可增强气、液的流通性。其余结构和实施方式与实施例十相同。
实施例十四参照图1、2、3、4、5、6，冷模实验在140×70mm的矩形筛板塔中进行，塔板1为筛板，筛孔直径6mm，开孔率6.9％，矩形筛板无降液管，板上的液体静止不流动，板间距400mm。实验测试了清液层高度为50mm时空气—不起泡物系、空气—易起泡物系和添加消泡板组件后空气—易起泡物系的雾沫夹带量。不起泡物系选用水，易起泡物系选用月桂基硫酸钠、甘油和水的混合溶液。塔板消泡板组件2高度为105mm，相互平行的波纹板3厚度为0.5mm，间距为12mm，波纹板3选用规则的圆弧形结构型式，圆弧半径为20mm，波纹板材料选用不锈钢。塔板消泡板组件2置于塔板1上方，其底部距下面塔板分别为260mm和220mm。
从图6可以看出，易起泡物系的雾沫夹带量是不起泡物系(水)的16～27倍，这是易起泡物系造成塔板提前液泛的主要原因。当添加塔板消泡板组件2后，易起泡物系的雾沫夹带量迅速下降。易起泡物系的泡沫层高度为220mm。当塔板消泡板组件2底部距下面塔板220mm时，雾沫夹带量减少85.7％以上；当塔板消泡板组件2底部距下面塔板260mm时，雾沫夹带量减少93.7％以上。这说明塔板消泡板组件2的效果相当明显，能有效的遏制因易起泡物系而导致的提前液泛。
权利要求
1.一种可机械消泡的板式塔，包括塔板和降液管，其特征在于所述的塔板上方的腔室中设有塔板消泡组件，所述的塔板消泡组件由多片与塔板垂直的波纹板相互平行摆放组成，所述的相邻的波纹板之间构成气体通道。
2.如权利要求1所述的可机械消泡的板式塔，其特征在于所述的的波纹板摆放走向与所述塔板上的液体的流向一致。
3.如权利要求1或2所述的可机械消泡的板式塔，其特征在于所述的塔板消泡板组件底部到其下方的塔板之间的距离与板间距之比为0.2-0.8。
4.如权利要求1或2所述的可机械消泡的板式塔，其特征在于所述的塔板消泡板组件的高度与板间距之比为0.1-0.8，相互平行的波纹板之间的距离为5-20mm，所述波纹板的厚度为0.1-3mm。
5.如权利要求3所述的可机械消泡的板式塔，其特征在于所述的塔板消泡板组件的高度与板间距之比为0.1-0.8，相互平行的波纹板之间的距离为5-20mm，所述波纹板的厚度为0.1-3mm。
6.如权利要求1或2或5所述的可机械消泡的板式塔，其特征在于所述的波纹板上开设有连通孔和狭缝。
7.如权利要求3所述的可机械消泡的板式塔，其特征在于所述的波纹板上开设有连通孔和狭缝。
8.如权利要求4所述的可机械消泡的板式塔，其特征在于所述的波纹板上开设有连通孔和狭缝。
全文摘要
一种可机械消泡的板式塔，包括塔板和降液管，所述的塔板上方的腔室中设有塔板消泡组件，所述的塔板消泡组件由多片与塔板垂直的波纹板相互平行摆放组成。塔板消泡板组件底部到其下方的塔板之间的距离与板间距之比为0.2－0.8，塔板消泡板组件的高度与板间距之比为0.1－0.8，波纹板之间的距离为5－20mm，波纹板的厚度为0.1－3mm。塔板消泡板的存在可进行机械消泡，减小泡沫层的高度，防止发生提前液泛；减小雾沫夹带量，提高传质效率；塔板之间具有塔板消泡组件的空间也具有传质作用，大大提高了塔板的传质效率。波纹板摆放走向可以与所述塔板上的液体的流向一致，对塔板上的液体起导流作用。
文档编号B01D3/14GK1692967SQ200510049169
公开日2005年11月9日 申请日期2005年3月2日 优先权日2005年3月2日
发明者俞晓梅, 李育敏, 姚克俭 申请人:中国石油化工股份有限公司, 浙江工业大学