一种双层气液并流塔板的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种双层气液并流塔板，通过在水平塔板上安装双层垂直筛板帽罩，使得气相通过塔板上的升气孔上升到内层垂直筛板帽罩中后，气体与液体进行混合、动量交换后，冲击到帽罩顶板部分折返，从一级垂直筛板帽罩侧壁喷出，喷出来的气液混合物通过二级垂直筛板帽罩的侧壁圆孔进行再分散，形成的更小的液滴，气液进一步传热、传质，能有效提高塔板传热、传质效率；使得在相同塔径下条件下，塔设备产量提高20-30％；有效改善了现有垂直筛板塔板的性能，降低了能耗的同时提高了产品品质。
【专利说明】一种双层气液并流塔板
【技术领域】
[0001]本实用新型本发明涉及化学工程中的气液传热、传质设备，具体为一种化工传质分离用的气液并流塔板。
【背景技术】
[0002]板式塔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。为了降低投资和节省能耗，需要不断提高塔板效率，现有塔器内件结构各异，均有各自的特点，应用在不同的工况。自从日本三井造船株式会社上个世纪70年代开发了垂直筛板，气液并流塔盘，由于其效率高、通量大，引起了诸多化工人士的重视，开发工作近年来还在进行之中，因而出现了很多种气液并流塔板，如New-VST、立体喷射塔板CTST、径向侧导喷射塔板、JPCT塔盘、NS倾斜长条复合塔板，膜喷射无返混塔盘等。
[0003]气液在帽罩内剧烈混合，从帽罩的侧壁孔部喷出，由于液体下落属于自由落体运动，气体快速上升，气液很快分离，在帽罩侧壁外的传质效率并不高，成为限制塔盘效率提升的一个重要因素；另外，在气液分离区域，由于帽罩之间的气体汇聚一起后速度增加一倍，气体的动能很高，雾沫夹带量也会随之增加。
[0004]JCPT并流喷射填料塔板ZL96110153.9，在塔板上完成气液并流动能传递，并伴随传质，当其进入到填料段进行气液二次传质时，液体会被汇聚到填料表面上，而填料是靠比表面积为气液传质提供空间，气液混合流要顺利穿过填料层，才不会导致帽罩憋压，必然选择孔隙率较高的填料，所以实际的填料比表面积传质十分有限，填料更为重要的作用是气液分离而不是提供传质表面积。NS倾斜长条复合塔板是在两个长条帽罩之间放置填料，主要的作用是气液分离，减少雾沫夹带，同理由于填料的比表面积有限，气液传质的作用不大。上述两种类型的塔盘，主要的问题在于，第一、气液并流由于速度较快，对内件的冲刷腐蚀较为严重，在这样的工况下填料的使用寿命很低，很容易造成生产运行中期效率下降，可能会给企业带来严重的经济损失；第二、填料和塔盘的组合，材料成本高和安装检修不方便。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是针对于现有技术在的缺陷，提出提供一种结构简单、安全可靠的双层气液并流塔板。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种双层气液并流塔板，包括水平塔板、若干个一级垂直筛板帽罩和若干个二级垂直筛板帽罩，所述水平塔板上开有若干个升气孔，所述升气孔的上方设置有一级垂直筛板帽罩，所述的一级垂直筛板帽罩通过2-5个支撑腿固定在所述水平塔板上，使得所述一级垂直筛板帽罩与所述水平塔板之间留有空隙，每个一级垂直筛板帽罩的外部均罩有一个二级垂直筛板帽罩，且所述的二级垂直筛板帽罩为顶板封闭的帽罩结构。
[0007]优选的，所述一级垂直筛板帽罩的直径为39mm-150mm,高度为80mm-300mm。
[0008]优选的，所述一级垂直筛板帽罩的顶部开有若干个导气孔
[0009]优选的，所述导气孔为斜孔或圆孔或方孔。
[0010]更优选的,所述二级垂直筛板帽罩的直径为59mm-180mm,高度为100mm-320mm。
[0011]更优选的，所述一级垂直筛板帽罩的侧壁上开有一级溢流喷射孔，所述二级垂直筛板帽罩的侧壁上开有二级溢流喷射孔，且所述二级垂直筛板帽罩的开孔率是所述一级垂直筛板帽罩开孔率的1.2-2.5倍。
[0012]更优选的，所述二级垂直筛板帽罩的上半部分的二级溢流喷射孔的开孔的直径为
下半部分的开孔直径为8_19mm。
[0013]更优选的，所述二级溢流喷射孔为圆形或方形或椭圆形。
[0014]更优选的，所述二级垂直筛板帽罩的形状为圆筒或折边筒或波浪筒状。
[0015]更优选的，所述二级垂直筛板帽罩的折边筒的折边形状为锯齿形或梅花型。
[0016]本实用新型具有的优点和积极效果是:本实用新型通过在水平塔板上安装双层垂直筛板帽罩，使得气相通过塔板上的升气孔上升到内层垂直筛板帽罩中后，气体与液体进行混合、动量交换后，冲击到一级帽罩顶板一部分折返，部分从导气孔喷出，大部分从一级垂直筛板帽罩侧壁喷出，喷出来的气液混合物通过二级垂直筛板帽罩的侧壁圆孔进行再分散，形成的更小的液滴，气液进一步传热、传质，能有效提高塔板传热、传质效率；使得在相同塔径下条件下，塔设备产量提高20-30% ;有效改善了现有垂直筛板塔板的性能，降低了能耗的同时提高了产品品质。同时采用上述方案的塔设备制造和运行成本较低、耐用且检修方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的实施例1的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型图1中外部的二级垂直筛板帽罩经A-A截面后的内部结构示意图；
[0019]图3是本实用新型的实施例1的俯视图；
[0020]图4是本实用新型的实施例1中的一级垂直筛板帽罩的结构示意图；
[0021]图5是本实用新型的实施例2中的结构示意图；
[0022]图6是本实用新型的实施例2中的一级垂直筛板帽罩的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0024]实施例1
[0025]一种双层气液并流塔板，如图1、2和3所示，包括水平塔板1、若干个一级垂直筛板帽罩2和若干个二级垂直筛板帽罩5，水平塔板I上面开有若干个升气孔9，每个升气孔9的上方设置有一个一级垂直筛板帽罩2，该一级垂直筛板帽罩2通过3个支撑腿4固定在水平塔板I上，该支撑腿4的高度为30mm(具体高度可以根据塔体的高度设定，也可以将该支撑腿设计成可调节高度的结构)，使得一级垂直筛板帽罩2与水平塔板I之间留有空隙，以保证液体可以进入帽罩内部，每个一级垂直筛板帽罩2的外部均罩有一个二级垂直筛板帽罩5，且一级垂直筛板帽罩2(见图4)和二级垂直筛板帽罩5均为顶板封闭的圆筒状帽罩结构，二级垂直筛板帽罩5的顶板通过固定螺栓7与一级垂直筛板帽罩2的顶板固定，使得一级垂直筛板帽罩2包含在二级垂直筛板帽罩5内。其中一级垂直筛板帽罩2的直径为50mm，高度为130mm，二级垂直筛板帽罩5的直径为80mm，高度为150mm，且一级垂直筛板帽罩2与二级垂直筛板帽罩5之间的夹缝间距(是指一级垂直筛板帽罩2顶板与二级垂直筛板帽罩5顶板之间的间距)为30mm。
[0026]除此以外，一级垂直筛板帽罩2的侧壁上开有一级溢流喷射孔3，二级垂直筛板帽罩5的侧壁上开有二级溢流喷射孔6，且二级垂直筛板帽罩5的开孔率是一级垂直筛板帽罩I开孔率的1.5倍。二级垂直筛板帽罩5的上半部分的二级溢流喷射孔6的开孔的直径为8mm,下半部分的开孔直径为15mm。一级溢流喷射孔3和二级溢流喷射孔6均为圆形。
[0027]实施例2
[0028]一种双层气液并流塔板，包括水平塔板1、若干个一级垂直筛板帽罩2和若干个二级垂直筛板帽罩5，水平塔板I上面开有若干个升气孔9，每个升气孔9的上方设置有一个一级垂直筛板帽罩2，该一级垂直筛板帽罩2通过3个支撑腿4固定在水平塔板I上，该支撑腿4的高度为50mm(具体高度可以根据塔体的高度设定，也可以将该支撑腿设计成可调节的高度的结构)，使得一级垂直筛板帽罩2与水平塔板I之间留有空隙，以保证液体可以进入帽罩内部，每个一级垂直筛板帽罩2的外部均罩有一个二级垂直筛板帽罩5:其中一级垂直筛板帽罩2为顶部开有若干个导气孔8的圆筒状帽罩结构，且导气孔8可以根据实际操作中气体的流向设计为圆孔或斜孔(如图6所示，垂直筛板帽罩2顶部中心处导气孔为圆孔，从帽罩中心向四周辐射的导气孔则为斜孔)；二级垂直筛板帽罩5则为顶板封闭的折边筒帽罩结构(见图5)。其中一级垂直筛板帽罩2的直径为100mm,高度为200mm, 二级垂直筛板帽罩5的折边筒结构的外接圆直径为130mm，高度为230mm，且一级垂直筛板帽罩2与二级垂直筛板帽罩5之间的夹缝间距为30mm。二级垂直筛板帽罩5的溢流喷射孔的开孔率是一级垂直筛板帽罩I开孔率的2.0倍。二级垂直筛板帽罩5上的二级溢流喷射孔6的开孔的直径均为10mm，一级溢流喷射孔3和二级溢流喷射孔6均为椭圆形。
[0029]在实际使用过程中，本实用新型通过在水平塔板上安装或者焊接一级垂直筛板帽罩，并在一级垂直筛板帽罩外部安装二级垂直筛板帽罩的塔板设备，组成双层气液并流喷射塔板，使得气相通过塔板上的升气孔上升到垂直筛板帽罩中后，气体与液体进行混合、动量交换后，冲击到帽罩顶板折返，从一级垂直筛板帽罩侧壁喷出，喷出来的气液混合物通过二级垂直筛板帽罩的侧壁圆孔分散，形成的更小的液滴，气液进一步传热、传质，能有效提高塔板传热、传质效率；在相同塔径下条件下，使得塔设备产量提高20-30%;可用于改善现有垂直筛板塔板的性能，降低能耗、提高产品品质。
[0030]以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种双层气液并流塔板，其特征在于:包括水平塔板(I)、若干个一级垂直筛板帽罩(2)和若干个二级垂直筛板帽罩(5)，所述水平塔板(I)上开有若干个升气孔(9)，所述升气孔(9)的上方设置有一级垂直筛板帽罩(2)，所述的一级垂直筛板帽罩(2)通过2-5个支撑腿(4)固定在所述水平塔板(I)上，使得所述一级垂直筛板帽罩(2)与所述水平塔板(I)之间留有空隙，每个一级垂直筛板帽罩(2)的外部均罩有一个二级垂直筛板帽罩(5)，且所述的二级垂直筛板帽罩(5)为顶板封闭的帽罩结构。
2.根据权利要求1所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述一级垂直筛板帽罩(2)的直径为 39mm-150mm,高度为 80mm-300mm。
3.根据权利要求1所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述一级垂直筛板帽罩(2)的顶部开有若干个导气孔(8)。
4.根据权利要求3所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述导气孔(8)为斜孔或圆孔或方孔。
5.根据权利要求1所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述二级垂直筛板帽罩(5)的直径为 59mm-180mm,高度为 100mm-320mm。
6.根据权利要求1所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述一级垂直筛板帽罩(2)的侧壁上开有一级溢流喷射孔(3)，所述二级垂直筛板帽罩(5)的侧壁上开有二级溢流喷射孔(6)，且所述二级垂直筛板帽罩(5)的开孔率是所述一级垂直筛板帽罩(I)开孔率的1.2-2.5 倍。
7.根据权利要求6所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述二级垂直筛板帽罩(5)的上半部分的二级溢流喷射孔￠)的开孔的直径为6mm-10mm，下半部分的开孔直径为8_19mm。
8.根据权利要求6所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述二级溢流喷射孔(6)为圆形或方形或椭圆形。
9.根据权利要求1所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述二级垂直筛板帽罩(5)的形状为圆筒或折边筒或波浪筒状。
10.根据权利要求9所述的双层气液并流塔板，其特征在于:所述二级垂直筛板帽罩的折边筒的折边形状为锯齿形或梅花型。
【文档编号】B01J19/32GK204122127SQ201420578824
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】李建明, 阮杰, 刘佳, 张春璐, 安喜报 申请人:天津奥展兴达化工技术有限公司