一种气液传质装置的制作方法

本发明属于气液传质装置技术领域，具体涉及一种气液传质装置

背景技术：

气液传质过程是指物质在气、液两相间的转移，它主要包括气体的吸收，气体的减湿(或减湿)、液体的蒸馏(或精馏)等单元操作过程。气液传质设备gas-liquidmasstransferequipmeru又称气液接触设备(gas-licruidc}ntaciequipment)用以进行气液传质过程的设备。气液传质设备主要有板式塔和填料塔，这是在精馏和吸收中最广泛应用的设备，其他还有喷洒塔、卧式塔、鼓泡塔、湿壁塔等。在气液传质设备中除进行传质外。有时还伴以传热，在一此场合还发生化学反应。

当前，对传统塔设备的优化和新型塔设备的开发通常是建立在单一的两相流向基础上的，即或逆流或并流。而由于逆流并流操作各自固有的缺陷，塔设备性能的进一步提升受到了难以逾越的限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种气液传质装置，所述装置综合了逆流并流两者的优点，可同时实现较大的传质推动力和充分稳定的气液接触，提高传质速率，保证传质效果。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种气液传质装置，所述装置包括：塔体、两个以上传质单元组、独立集液器、独立受液盘及气体阻隔板；塔体顶部设有气相出口和液相进口，底部设有液相出口和气相进口；所述传质单元组由上到下包括集液器、受液盘、布液器及传质区；

所述两个以上传质单元组在塔体内部沿纵向排列，独立集液器和独立受液盘位于最底层传质单元组的下方，气体阻隔板位于传质单元组的两侧并与集液器固连，使得每一传质单元组的顶部形成一进气口，每一传质单元组的底部形成一出气口；

所述传质单元组中的集液器和受液盘配合有设定的水头高度，在操作时形成液封，液封的水头高度大于两个以上传质区的等效压力损失折算水头高度。

进一步地，本发明所述传质区为塔板、散堆填料或规整填料。

进一步地，本发明为了设备停机时能够卸放存储的液体，受液盘底部开有小孔。

进一步地，本发明所述独立集液器与传质单元组中的集液器相同，独立受液盘与传质单元组中的受液盘相同。

操作时，气液两相流向为总体的逆流、局部的并流，即气相从塔底流入，塔顶流出，液相从塔顶流入，塔底流出，但是在每个传质区内，气液两相都是自上而下并流接触传质的。

有益效果

本发明装置与传统的蒸馏和吸收(或解吸)塔设备相比，塔内气液两相形成了一种特殊流态，即气相从塔底流入，塔顶流出，液相从塔顶流入，塔底流出，但是在每个传质区内，气液两相都是自上而下并流接触传质的。这种特殊流态综合了逆流并流两者的优点，可同时实现较大的传质推动力和充分稳定的气液接触，提高传质速率，减少雾沫夹带和返混，消除液泛现象，保证传质效果，也为进一步提高设备的生产能力和降低压力损失提供了新思路和可能性。

本发明传质单元组中的集液器和受液盘之间形成液封的水头高度大于两个以上传质区的等效压力损失折算水头高度，使得气相不会穿越集液器和受液盘形成的液封而形成短路，确保实现传质区内的并流操作。

附图说明

图1为本发明所述气液传质装置的示意图；

其中，1—塔体、2—传质区、3—布液器、4—受液盘、5—集液器、a—液相进口、b—气相进口、c—液相出口、d—气相出口，空心箭头表示液相，实心箭头表示气相。

具体实施方式

下面结合附图来详述本发明，但不限于此。

如图1所示，本发明实施例一种气液传质装置，所述装置包括：塔体1、两个以上传质单元组、独立集液器、独立受液盘及气体组隔板；塔体1顶部设有气相出口d和液相进口a，底部设有液相出口c和气相进口b；所述传质单元组由上到下包括集液器5、受液盘4、布液器3及传质区2；所述独立集液器与传质单元组中的集液器5相同，独立受液盘与传质单元组中的受液盘4相同。

所述两个以上传质单元组在塔体1内部沿纵向排列，独立集液器和独立受液盘位于最底层传质单元组的下方，气体阻隔板位于传质单元组的两侧并与集液器固连，使得每一传质单元组的顶部形成一进气口，每一传质单元组的底部形成一出气口；

传质单元组中的集液器5和受液盘4配合有设定的水头高度，在操作时形成液封，液封的水头高度大于两个传质区2的等效压力损失折算水头高度，使得气相不会穿越集液器5和受液盘4形成的液封而形成短路，确保实现传质区2内的并流操作；另外为了设备停机时能够卸放存储的液体，受液盘4底部开有小孔；所述传质区2为塔板、散堆填料或规整填料；

待除氧的去离子水从塔顶的液相进口a进入所述的气液传质装置，气提蒸汽自所述装置底端侧部的气相进口b进入，当所述装置底部蒸汽沿上升气体通道快速上升超越下方传质区2后，受到集液器5和受液盘4的液封的阻挡，迅速折返，与从受液盘4溢流下降的液体混合自上而下进入下方传质区2内。当传质区2采用塔板时，气体由于自身的压力在塔板的开孔处自上而下喷射。由于气体喷出的方向与液体流动方向一致，遂可消除逆流操作中的液泛现象，也可充分利用气体的动能来促进气液两相间的接触，增强传质，并且气体不再是通过较厚的液层而鼓泡，所以降低了塔板压降，减小了雾沫夹带量，提高了传质效果。当传质区2采用填料时，气体将挟带液体在填料区间内形成的微流道中并流下行，并将液体拉成液膜分布于填料表面，由此增大了气液两相间的接触面积，并减小了雾沫夹带量和压强降，消除了液泛。当气液混合物到达下方传质区2底部后，由于底部的液封和整个塔内的压力控制，气液两相将发生分离，液体将继续下行，进入独立集液器和独立受液盘溢流至塔底，然后从所述装置底部的液相出口c引出，气体则发生折返进入气体通道内上行超越上方传质区2后，受到集液器5和受液盘4的液封的阻挡，再次折返，与从受液盘4溢流下降的液体混合自上而下进入上方传质区2内，进行下一次传质。当气液混合物到达上方传质区2底部后，由于液封和整个塔内的压力控制，气液两相将发生分离，液体将继续下行，进入液封，然后溢流至下方传质区2，气体则再次发生折返通过上升气体通道进入塔顶，而后自塔顶气相出口d排出。

在具体实施过程中，传质区2的数量、受液盘4、集液器5和布液器3的结构、传质区2内的塔板或者填料的规格和尺寸都需要根据实际情况进行计算后选定。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明一种气液传质装置，装置包括：塔体、两个以上传质单元组、独立集液器、独立受液盘及气体阻隔板；塔体顶部设有气相出口和液相进口，底部设有液相出口和气相进口；传质单元组由上到下包括集液器、受液盘、布液器及传质区；两个以上传质单元组在塔体内部沿纵向排列，独立集液器和独立受液盘位于最底层传质单元组的下方，气体阻隔板位于传质单元组的两侧并与集液器固连，使得每一传质单元组的顶部形成一进气口，每一传质单元组的底部形成一出气口；传质单元组中的集液器和受液盘配合有设定的水头高度。本发明综合了逆流并流两者的优点，可同时实现较大的传质推动力和充分稳定的气液接触，提高传质速率，保证传质效果。

技术研发人员：李敏;王成伟;马艳玲;赵瀛;刘金玲;韩志强;尹晓峰
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七一八研究所
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.04.09