一种喷射塔塔板结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种喷射塔塔板结构，属于工业设备【技术领域】。技术方案是：塔板（2）水平设置在筒体（1）内，且与筒体（1）内壁连接，两侧分别设有受液区（6）和降液槽（7），垂直筛板帽罩（3）呈条形直线或条形曲线状，与塔板（2）上表面连接，相邻两组垂直筛板帽罩（3）之间形成导流槽，塔板（2）上设有与垂直筛板帽罩相匹配的条形直线或条形曲线状升气孔。本实用新型的有益效果是：有利于提高塔板的开孔率，提高塔的生产能力，实现液体在塔板上沿导液槽均匀单向流动，消除液体在塔板上的滞流、错流、混流、浓度梯度分布混乱、液体走近路等现象，进而提高整个塔板的传热传质效率，具有结构简单、投资少、安装方便、使用寿命长之特点。
【专利说明】一种喷射塔塔板结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种喷射塔塔板结构，属于工业设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]塔器大量应用于化工、制药、食品等工业生产领域的精馏提纯、吸收分离、蒸发浓缩等单元操作，塔器的种类分为板式塔和填料塔，板式塔是最早应用于工业化的一种塔型，包括泡罩、筛孔、浮阀、垂直筛板等多种结构形式，板式塔与填料塔相比，具有操作弹性大、操作稳定可靠、塔板上的传质部件清洗方便、便于设置液体冷却降温装置、便于设置多个侧线进出料口等优点，因此，目前仍在广泛应用；但板式塔普遍存在压降大、塔板效率较低等缺点。虽然都属于板式塔，但垂直筛孔类塔板与泡罩、筛孔、浮阀类塔板又有着本质的区别，泡罩、筛孔和浮阀类塔板，在塔板上的气液两相都是以错流方式相遇或者接触，两相的流体力学工况属于泡沫鼓泡类型；垂直筛板类塔板属于喷射型塔板，喷射型塔板为气液两相并流，增大了气体负荷，强化了两相的接触；喷射型塔板又分为舌型塔板、网孔塔板、斜孔塔板、立体传质塔板等多种形式；垂直筛孔为喷射型塔板的一种结构型式，据资料介绍，最早是由日本三井造船公司(MSE)于1963年至1968年开发，其特点是在塔板上开孔，圆形或方孔或矩形孔，孔上布置相配套的圆形、方形、矩形的传质传热帽罩，圆形、方形、矩形的帽罩固定在塔板上，帽罩的侧壁上开有不同形状的孔，帽罩的底部与塔板之间留有缝隙，每个孔与配套的帽罩就组成了一个独立的传质传热单元，受液区与降液槽布置在塔板的两侧，受液区与降液管的设置与普通塔板基本一样。帽罩结构影响传质单元的效率，帽罩底部设缝隙以便液体流通，顶部盖板起阻止气液向上流动作用，罩体和塔板上所开的圆孔、方孔、矩形孔同心固定，在塔板上呈三角形或者矩形排列。这样的结构能使塔板上的气液流动呈喷射状态，1971年美国分馏公司(FRI)测定认定，这种塔板与泡罩、筛孔、浮阀类塔板相比具有处理能力大、传质效果好、压降低等特点，目前被广泛应用。
[0003]上述结构的垂直筛孔类喷射塔板虽然具有很多优点，但存在两大主要问题:一是气体穿过帽罩要求有很高的气体流速，圆形、方形或矩形的帽罩稳定性很差，同时帽罩与塔板之间必须留有缝隙，所以其连接方式只能采取局部连接的形式，这种结构形式导致帽罩的稳定性很差，当气速突然变化时，帽罩会出现剧烈的左右摇摆现象，极易造成帽罩脱落；在实际应用中，帽罩脱落的现象非常普遍，帽罩一旦脱落，塔板的传质传热效率会迅速下降；二是受液区和降液槽布置在塔板的左右两侧，其形状为弓形，占据了塔板很大的面积，同时液体从受液区流向降液槽的过程中，存在较严重的滞留区、混流区等，返混现象较为严重，中部流速快、两侧流速慢，两侧的液体在塔板上停留时间较长，液体在塔板上的浓度分布混乱，没有形成一定的沿流动方向上的浓度梯度，一部分液体没有与气体接触进行传质与传热反应，直接由受液区流到了降液槽，致使液体在塔板上的传质、传热效率受到了限制，虽然每个升气孔与配套的帽罩组成的传质传热单元具有很高的效率，但整个塔板的效率并不高。
[0004]近年来，人们对垂直筛板的研究和改进很多，但以上所述垂直筛孔类喷射塔板存在的两大问题并没有从根本上的解决，如中国专利号99200122.6、200620025314.8、200620081465.5,200820075320.3,201010300365.8,201220250049.9 等，这些改进，塔板
上的升气孔采用的仍然是圆孔或方孔或矩形孔，只是在帽罩结构上进行的改进和优化，提高了单个升气孔与配套的帽罩组成的传质传热单元的效率，并没有从根本上解决帽罩稳定性差、易脱落、塔板效率低等问题；有人设计了锯齿形长条垂直筛板塔板，如中国专利号201210404542.6所述，垂直筛板的开孔率提高，但液体返混问题以及帽罩稳定性差、易脱落的问题没有解决；有人设计了分隔流无返混喷射塔板，如中国专利号201210513678.0所述，每层设置上下两个塔盘组合而成一层塔板，并配套设置多个降液管，在解决液体返混方面有了很大的提高，但这种塔板结构非常复杂、投资大，检修及清洗很不方便，板式塔的优点受到了制约，应用范围受到了限制；还有人采用隔板在塔板上设置导流槽，液体在传质的过程中沿导流槽从受液区流向降液区，如中国专利号201320212114.3所述，塔板效率提高，但隔板需要单独设置和安装，投资较大、安装不方便，同时帽罩稳定性差、易脱落的问题也没有从根本上解决。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的是提供一种喷射塔塔板结构，在塔板上设置条形或条形曲线状升气孔，并配套设置条形或条形曲线状垂直筛板帽罩，帽罩的内外侧板上设置喷射气孔，条形或条形曲线状垂直筛板帽罩便于将塔板分割成槽式结构，实现液体在槽内单向流动的同时进行传质传热反应，条形或条形曲线状垂直筛板帽罩之间相互连接或与塔壁连接，彻底解决帽罩易脱落以及液体在塔板上的滞流、错流、混流、浓度梯度分布混乱、液体走近路不经传质传热直接由受液区流向降液槽等现象，解决【背景技术】存在的上述问题。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]—种喷射塔塔板结构，包含筒体、塔板、垂直筛板帽罩、受液区、降液槽，塔板水平设置在筒体内，且与筒体内壁连接，两侧分别设有受液区和降液槽，垂直筛板帽罩呈条形直线或条形曲线状，与塔板上表面连接，相邻两组垂直筛板帽罩之间组合成导流槽，塔板上设有与垂直筛板帽罩相匹配的条形或条形曲线状的升气孔。
[0008]所述垂直筛板帽罩呈条形或条形曲线状结构，并在塔板上设有与垂直筛板帽罩相匹配的条形或条形曲线状的升气孔。
[0009]所述条形或条形曲线状结构的垂直筛板帽罩通过连接筋板相互连接或与筒体内
壁连接。
[0010]所述塔板为一层或多层，且均匀水平布置在筒体内，相邻塔板两侧的受液区和降液槽交错布置，且相互匹配。
[0011]所述塔板通过连接筋板与筒体内壁连接。
[0012]所述导流槽的进出口分别与受液区和降液槽连通。
[0013]所述导流槽为S形或U形或M形或W形或环形。导流槽连通后,其通道整体为S形或U形或M形或W形或环形，同时也决定了液体在塔板上径向流动的形式。
[0014]所述垂直筛板帽罩为分体结构，在安装时进行拼装对接，还可以在相邻分体段的垂直筛板帽罩之间留有间距，通过连接板将相邻两段垂直筛板帽罩连接，整体形成条形直线或条形曲线。垂直筛板帽罩可以是单一的条形直线状，也可以是单一的条形曲线状，也可以是不同形状的条形曲线组合，还可以是条形曲线与圆形或方形或矩形的组合结构。
[0015]所述垂直筛板帽罩其垂直断面为矩形或梯形
[0016]采用本实用新型，气体自下而上由塔板上的条形直线或条形曲线状升气孔穿过塔板进入垂直筛板帽罩，气体在垂直筛板帽罩内与两侧的液体进行传质传热，由垂直筛板帽罩的侧壁喷射孔排出，气体进入上一层塔板继续进行传质传热反应，液体返回到本层塔板，液体自受液区沿垂直筛板帽罩围成的导液槽流动，流向降液槽，液体在流动过程中，在垂直筛板帽罩内与穿过塔板的气体接触进行传质传热。
[0017]本实用新型的有益效果是:有利于提闻塔板的开孔率，进而提闻塔的生广能力，实现液体在塔板上沿导液槽均匀单向流动，消除液体在塔板上的滞流、错流、混流、浓度梯度分布混乱、液体走近路等现象，进而提高整个塔板的传热传质效率，具有结构简单、投资少、安装方便、使用寿命长之特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例一结构示意图；
[0019]图2是本实用新型实施例一剖视图；
[0020]图3是本实用新型实施例二结构示意图；
[0021]图4是本实用新型实施例三结构示意图；
[0022]图5是本实用新型条实施例四结构示意图；
[0023]图中:筒体1、塔板2、垂直筛板帽罩3、溢流堰4、连接筋板5、受液区6、降液槽7、液体流动方向8。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。
[0025]实施例一:
[0026]参照附图1、2，一种喷射塔塔板结构，包含筒体1、塔板2、垂直筛板帽罩3、受液区
6、降液槽7，塔板2为一层或多层，均匀水平布置在筒体I内，且通过连接筋板5与筒体I内壁连接，塔板2两侧分别设有受液区6和降液槽7，受液区6和降液槽7交错布置，且相互匹配，垂直筛板帽罩3呈条形直线状，相邻两组垂直筛板帽罩3之间设有导流槽，导流槽的进出口分别与受液区6和降液槽7连通，塔板2上设有与垂直筛板帽罩3相匹配的升气孔，升气孔呈条形直线状，导流槽连通后，其通道整体为双S形导流槽，没有设置液体进出口的垂直筛板帽罩3 —侧或两侧与塔壁相连接，设置液体进出口的垂直筛板帽罩3通过连接筋板连接或通过连接筋板与塔壁相连接，连接筋板设置的位置以不能影响液体的流入和流出为原则，其中一个垂直筛板帽罩3两端与筒体I连接，中间设有开口，另一个垂直筛板帽罩两端不与筒体连接，两端设有开口，液体的流动形式为双S形。
[0027]气体自下而上由塔板2上的条形直线状升气孔穿过塔板2进入垂直筛板帽罩3，气体在垂直筛板帽罩3内与两侧的液体进行传质传热，由垂直筛板帽罩3的侧壁喷射孔排出，气体进入上一层塔板继续进行传质传热反应，液体返回到本层塔板，液体自受液区沿垂直筛板帽罩围成的导液槽流动，流向降液槽，液体的流动形式为双S形，液体在流动过程中，在垂直筛板帽罩内与穿过塔板的气体接触进行传质传热。[0028]实施例二:
[0029]参照附图3，垂直筛板帽罩3和塔板2上的升气孔为条形直线状，其中一个垂直筛板帽罩3右侧端与筒体I连接，左侧端设有开口，通过连接筋板5与筒体I连接，另一个垂直筛板帽罩3的右侧端与筒体I连接，左侧端设有开口，通过连接筋板5与筒体I连接，塔板2上的导液槽连通后，其通道整体为单S形，决定了液体的流动形式为单S形。其它设置和工作原理同实施例一。
[0030]实施例三:
[0031]参照附图4，垂直筛板帽罩3和塔板2上的升气孔为条形曲线状，塔板2上的导液槽连通后，其通道整体为W形或M形，决定了液体的流动形式为W形或M形。其它设置和工作原理同实施例一。
[0032]实施例四:
[0033]参照附图5，垂直筛板帽罩3和塔板2上的升气孔为多种形式的条形曲线组合，塔板2上的导液槽连通后，其通道整体为环形，决定了液体的流动形式为环形。其它设置和工作原理同实施例一。
[0034]采用本实用新型，与【背景技术】相比塔板效率提高10%以上，相同直径塔的生产能力提高20%以上，塔内件的使用寿命延长2倍以上，特别适用于传统的泡罩、筛孔、浮阀、垂直筛孔等多种结构形式的板式塔塔板改造。
【权利要求】
1.一种喷射塔塔板结构，其特征在于包含筒体(I)、塔板(2)、垂直筛板帽罩(3)、受液区(6)、降液槽(7)，塔板(2)水平设置在筒体(I)内，且与筒体(I)内壁连接，两侧分别设有受液区(6)和降液槽(7)，垂直筛板帽罩(3)呈条形直线或条形曲线状，与塔板(2)上表面连接，相邻两组垂直筛板帽罩(3)之间组合成导流槽，塔板(2)上设有与垂直筛板帽罩(3)相匹配的条形或条形曲线状的升气孔。
2.根据权利要求1所述的喷射塔塔板结构，其特征在于所述垂直筛板帽罩(3)呈条形或条形曲线状结构，并在塔板(2)上设有与垂直筛板帽罩(3)相匹配的条形或条形曲线状的升气孔。
3.根据权利要求2所述的喷射塔塔板结构，其特征在于所述条形或条形曲线状结构的垂直筛板帽罩(3 )通过连接筋板(5 )相互连接或与筒体(I)内壁连接。
4.根据权利要求1所述的喷射塔塔板结构，其特征在于所述导流槽的进出口分别与受液区(6)和降液槽(7)连通。
5.根据权利要求4所述的喷射塔塔板结构，其特征在于所述导流槽为S形或U形或M形或W形或环形。
6.根据权利要求1所述的喷射塔塔板结构，其特征在于所述垂直筛板帽罩(3)为分体结构，垂直断面为矩形或梯形。
【文档编号】B01D3/18GK203507579SQ201320677275
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】景玉国 申请人:文安县天澜新能源有限公司