专利名称:低温精馏塔的制作方法
本发明用于化工和低温工程领域。
化学工程与低温工程中，为了提高精
塔筛孔板的效率，在筛孔板上装有各种折流板，如有V形、眉形、舌形、高负荷形、百叶窗形、整体形以及双眉形等等。通常，筛孔板上装配了折流板后，可使气流通过筛孔的流速有不同程度的增高，而筛孔塔板效率仍可保持相当高的水平。如汽流速度为2米/秒时，有折流板的筛孔板的效率与每秒0.5米时，不装折流板的筛孔板的效率相比祇差8%左右。因此装了折流板后，在相同的汽流的条件下，如果筛孔板效率基本相同，则装有折流板的筛孔板的塔径可以大大缩小。但对低温精
塔来说，它与化工用的精
塔相比，筛孔板间距小，故化工精
塔用的折流板就不能应用。其次每块筛孔板上汽液两相间的温差小、浓度差也小。如何更好地使汽液间进行热量与质量的传递，主要要由改进筛孔板的结构来实现。为此，将筛孔板上的折流板改为双层眉缝型并带有涂聚四氟乙烯涂层的小温差传热板(当汽液两相间的温差达到0.2℃以上时液氧在一气压下即可产生沸腾)。因此，此种新型筛孔板应用于低温精
塔时可以使精
塔的效率提高。或者可以缩小塔的直径。
现有技术有美国专利 U·S·Patent，№ 4426361Extractionzone tray，January 13，1984U·S·Patent，№4464191Cryogenic gas separation with liquid exchanging Columns，
Auguest7，1984英国有Haseldem，G·G·，Teo，K·S·and Markwell，M·J·，“A Cartridge Tray Assembly for Upgrading the Performance of small Industrial Coloumns”，I·Ch·E·Jubilee Symposium，“Deve-lopments′82”，№73，D13。
现有的折流板存在着下列缺点不能适应于低温精
塔，主要有1、折流板高度大大超过低温精
塔筛孔板的间距。
2、筛孔板上安装了折流板后，汽流的通流面积相应的要减少13～24%。因此在汽量不变的情况下塔径要增大，或者汽流速度要增高。
3、V型折流板上，在汽液两相区内由于截面积减少，使汽流流速增大，造成泡沫层增高。
4、眉形折流板的刚性差，易损坏。
5、舌形折流板在汽流冲击下，也很易损坏，刚性亦小。
6、高负荷折流板需要有进口溢流挡板，以改善整个流道内泡沫层的高度。
7、百叶窗式折流板使汽流的阻力增大。
8、双眉式折流板当液体流量增加时，汽流阻力亦有较大的增加。当液流表面系数自1.2增大至2.5时，筛孔板效率将下降达20%。
为了使折流板能应用于低温精
塔，而又不减少汽流的通道截面。同时，又充分利用汽液间的温差，特别是提高低温精
塔筛孔板的效率，发明了这种双层双眉缝并有小温差传热板的折流板。
利用附图中所示的例子，说明本发明的组成结构。
图1、低温精
塔体的纵剖面图图2、低温精
塔体的横剖面图图3、低温精
塔板组件图(侧视)图4、低温精
塔板组件图(正面)图中(1)是中心隔板，(2)是折流板，(3)是换热板，(4)是换热板的支承，(5)是筛孔板，(6)是溢流挡板，(7)是网格填料块，(8)是挡液板，(9)是精塔圆筒，(10)是液体均流板，(11)是进流管，(12)是排汽管，(13)是进汽管，(14)是排液管，(15)是汽体平衡孔(16)是溢流孔，(17)是上封头，(18)是下封头，(19)是换热板装配槽，(20)是折流板底脚，(21)是长眉缝槽，(22)是单眼眉缝。
本发明的特征具有双层双眉缝小温差的折流板，该折流板(2)呈
两坡形。在成形前，用铝板(厚约0.6-1毫米)作为基材，通过特定形状的模具，按设计在基材上先冲压出换热板装配槽(19)和折流板底脚(20)。再冲压出长眉缝槽(21)和单眼眉缝(22)。然后，将铝板的中线处弯曲，使铝板间形成的夹角α成为54°左右和离中线处两边约44毫米处弯曲形成两个夹角各约153°，即成
形折流板(2)。
本发明还应配有小温差的换热板(根据中国专利申请号85201462)根据精
塔的处理能力，决定塔径配制精
塔圆筒(9)和折流板(2)的数量和大小尺寸。
根据精
塔圆筒(9)的内径制作中心隔板(1)，并在相应位置处，钻有液体均流孔(10)和汽体平衡孔(15)。
在半圆形筛孔板(5)的两端分别镶嵌插入溢流档板(6)和档流板(8)，并在筛孔板(5)的溢流处开溢流孔(16)。
将换热板(3)的左支承用氩弧焊焊接在筛孔板(5)的中心隔板上，在筛孔板上将换热板(3)的右支承插装在折流板(2)的装配槽(19)内并压紧边脚，将折流板(2)的底脚(20)插入筛孔板(5)的孔内，然后再装第二块换热板(3)。以同样方法组装第二、第三、……块折流板(2)，直至其宽度为塔径乘以 1/2 sin52.5°(约)处。这样组装将筛孔板(5)插入精
塔圆筒(9)内，并将该圆筒(9)与中心隔板(1)焊接牢(如为高塔，根据设计可分段组装，然后将圆筒对接起来)。最后，将上封头(17)与下封头(18)分别焊接在精
塔圆筒(9)的两端，并将进液管(11)和排液管(14)，进汽管(13)和排汽管(12)焊接在上封头(17)，下封头(18)和精
塔圆筒(9)上。
用本发明制作的精
塔，其筛孔板(5)上的汽流通道保持不变，而筛孔上的汽液鼓泡层受到额外搅动，能有强化传热介质的效果。同时，如应用较大的筛孔，即汽流速度增大至3米/秒，筛孔板(5)效率仍达相当高的数值。当表面流速F因子(米/秒(公斤米-3) 1/2 )达3.0时，其效率较普通的筛孔板效率高一倍以上。
本发明需采用小温差换热板(3)。这样，可使上升的汽流与泡沫层分离出的液体进行温差小于1℃的换热，使汽液之间发生分凝作用，强化精效果。
本发明的另一特征是采用双层双眉缝折流板(2)，并在顶部采用长条眉缝。这样，可使折流板(2)间两相流延长了流动的路径和时间，从而加强了汽液间的传热及传质交换，提高了精
效果;同时，汽流的流动阻力小与不加折流板(2)的筛孔板(5)相比较，阻力几乎不变，而其他类型的折流板的流动阻力均有不同程度的增加。从鼓泡层中分离出的液体在换热板(3)上流动时，具有微量的表面液流速度，从而减小了液流梯度，减小了液流损耗。
就精
塔本身结构来考虑，塔内的有效截面的利用率提高了，且不需要通常筛孔板的中心筒，显然简化了塔的结构。
最后，采用低的双层双眉缝的折流板后，就特别适用于低温装置的精
塔，如同位素低温分离和空气分离设备，使低温精
塔在变工况运行时，仍具有相当高的效率。由于折流板(2)的刚性好，亦可用于化工精
塔。
权利要求
1.化工领域中常用的精餾塔，在精餾塔圆筒(9)中的筛孔板(5)上装有各种折流板(2)，如有V形、眉形、舌形、高负荷形、百叶窗形、整体形和双眉形等等，本发明的特征是筛孔板(5)上的折流板(2)是采用双层双眉形，并且还带有涂聚四氟乙烯涂层的小温差换热板(3)。
2.根据权利要求
1的精
塔，其特征是双层双眉缝形折流板(2)呈
两坡形结构，有两层眉缝，上面的一条眉缝是长眉缝槽(21)，下面的是单眼眉缝(22)。
3.根据权利要求
1或2的精
塔，其双层双眉缝形折流板的垂直板面上还有换热板装配槽(19)和折流板底脚(20)。
4.根据权利要求
1或2的精
塔，其特征是
形折流板(2)是由厚度为0.6-1.0毫米的铝板按设计顺铝板的中线处弯曲，使铝板间形成的夹角α保持54°左右，离中线处两边的铝板，顺其坡面约44毫米处弯曲与垂直平面形成的夹角β约153°。
5.根据权利要求
3的精
塔，其特征是
形折流板(2)是由厚度为0.6-1.0毫米的铝板按设计顺铝板的中线弯曲，使铝板间形成的夹角α保持54°左右，离中线处两边的铅板，顺其坡面约44毫米处弯曲与垂直平面形成的夹角β约153°。
6.根据权利要求
1的精
塔，其特征是小温差换热板(3)是按中国专利申请号85201462制作的。
7.根据权利要求
1的精
塔，其特征是在精
塔圆筒(9)内顺其直径处焊接有中心隔板(1)。
8.根据权利要求
1或7的精
塔，其特征是在由中心隔板(1)隔开的筛孔板(5)的两端分别镶嵌插入溢流档板(6)和档流板(8)，并在筛孔板(5)的溢流处开有溢流孔(16)。
9.根据权利要求
7的精
塔，其特征是在中心隔板(1)的相应位置处开有液体均流孔(10)和汽体平衡孔(15)。
10.根据权利要求
1或7的精
塔，其特征是由中心隔板(1)隔开了精
塔圆筒(9)内装配的折流板(2)，经组装后的总宽度应为精
塔圆筒(9)的直径乘以 1/2 sin52.5°为宜。
专利摘要
低温精馏塔主要应用于化学工程和低温工程领域。本发明的特征是要解决提高筛孔板的效率，采用带有小温差传热板的双层双眉缝折流板。本发明叙述了符合上述要求的这种折流板的形状结构。
文档编号B01D3/22GK85106705SQ85106705
公开日1986年7月9日 申请日期1985年8月31日
发明者边绍雄 申请人:西安交通大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan