专利名称：锥形筛板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锥形筛板，是一种广泛用于炼油、化工、石油化工和轻工等行业各种分馏塔、吸收塔、解吸塔、洗涤塔内的新型高效高弹性高稳定性锥形筛板。
在已有板式塔技术中，上述塔内使用的塔板有筛板、导向筛板、浮阀和新垂直筛板(New VST)等，这些塔板已在工业塔上得到应用。
筛板塔结构简单省投资、压降低，但板效率低、操作弹性小。导向筛板与普通筛板相比在塔板上装有百叶窗式的导向孔，当气体通过导向孔时推动液体前进，减小了液面落差，塔板效率有所提高，但就塔板效率、操作弹性和提高处理能力等性能相比远远低于浮阀塔板。F1浮阀塔板在工作状态时，气体沿水平方向四周喷射，相邻两阀喷出的气流互相对撞，不但加剧了雾沫夹带，而且带来了液相的径向返混。低气速时，漏液较多；高气速时，雾沫夹带和塔板压降急剧增大，除此之外，该浮阀易卡死、旋转和脱落，影响塔的正常操作。
随着化学和石油工业的迅速发展，分离工程对板式塔提出了越来越高的要求，五、六十年代开发的板型已远不能满足现代化学和石油工业生产的要求，当前高效节能型塔板是板式塔的发展趋势。七十年代初期，日本三井造船株式会社开发了一种垂直筛板塔(New Vertical sieve Tray，简称New VST)，这种塔板的结构特点与常规塔板不同，它改变了塔板上气液两相的流动、接触状况，国内外研究资料表明，这种塔板的主要性能指标均超过了常规塔板。
近年来，国内在开展New VST研究的同时，对这种塔板提出了某些改进，如用大孔帽罩代替小孔帽罩，帽罩底隙由孔状改为条缝状等，但这些改进效果并不明显。
本发明是在充分研究了塔板上气液两相流动规律的基础上提出的，其目的在于，保持New VST的优点，在此基础上设计一种有利于改善塔板上气液两相流动状况的新型、高效、节能的强化锥形筛板，这种强化锥形筛板在塔板压降、雾沫夹带等流体力学性能上均超过了New VST，因而塔板效率、处理能力、操作弹性和操作稳定性均有很大提高。
本发明的技术解决方案是这样实现的锥形筛板主要由塔板、裙座、孔罩、顶盖组成，所述的塔板呈平板状，其上设置通孔；所述的裙座为筒型，其内部呈中空贯通，其底部与塔板连接，且罩住所述的塔板上的通孔，并在该裙座与所述塔板的连接处留有底隙；所述的孔罩为倒锥台型，其半锥角α为0°～30°，其内部呈中空贯通，其壁上设置一定数目的穿孔，其下端与所述的裙座顶缘对应连接，其上端被所述的顶盖覆盖；所述的顶盖为平盖内侧连接倒锥体，其锥角β为30°～180°，而所述的倒锥体外缘周围平顶部分的径向长度L为0～180mm。
所述的裙座可与所述的孔罩制成一体，且呈倒锥台型，其半锥角α为0°～30°。所述的孔罩的开孔总面积应大于塔板孔的面积。所述的孔罩也可制成波浪型，以利于提高开孔面积。所述的顶盖可为锥体，其锥角β为30°～180°。
所述的罩孔可为锐孔型、喷嘴孔型、曲面孔型。所述的塔板孔可为锐孔型、喷嘴孔型、曲面孔型。所述的塔板孔也可为筛孔型。
本发明与现有技术相比有以下优点1.锥形筛板中，气体不通过板上的液层，其湿板压降仅包括气体在孔罩内托液、拉膜、破碎、夹带液滴的能量损失以及在罩体里面湍动涡流、气体折返与通过罩体的能量损失，所以塔板压降降低10～55％，更适合于高真空塔和常压塔，尽可能降低塔板压降；2.本发明的结构决定了气流(夹带液滴)从罩孔5内斜下抛方向喷射出去，加上锥形顶盖的弹射分离效果，故雾沫夹带减少70％。3.操作范围宽，上限气速是常规塔板的1.5～2.0倍。4.板上液层高度对操作范围几乎无影响；5.锥形筛板可以在很低的液/气比下操作，而在过去用常规塔板是无法实现的，特别是易发泡物系，板上液面梯度对本发明各项性能几乎没有影响，制造和安装允许的误差也较宽；6.塔板重量仅是普通筛板的75～95％，故可节省投资；7.由于罩内液/气比高，气液接触面积大，接触表面更新快，罩内良好的气液混合和部分液体的再循环，因而塔板效率较常规塔板可提高10～20％；8.由于锥形筛板允许高气速操作，气液呈喷射状态，因而具有自我冲刷及清洗能力，对于易聚合的物系，使聚合的场所和条件不能形成，所以锥形筛板具有较强的防自聚能力；9.适合于各种不同的物系分离及从真空到高压(3.0MPa)下的各种操作工况。
现举一较佳实施例并结合附图进一步阐述本发明的技术方案。
图1为本发明的整体结构剖视图。
图2为本发明采用的锐孔结构的剖视图。
图3为本发明采用的喷嘴孔结构的剖视图。
图4为本发明采用的曲面孔结构的剖视图。
首先请参见图1，本发明的锥形筛板结构主要由塔板1、裙座4、孔罩6、顶盖7组成。
塔板1呈平板状，其上设置一通孔3。其中通孔3直径Do为Ф30～Ф300mm。
裙座4为圆筒型，其内部呈中空贯通，其底部与塔板1连接，且罩住塔板孔3，并在裙座4与塔板1连接处留有底隙2，底隙2采用New VST现有的底隙形式和尺寸，液体在塔板液层的压力下由底隙2进入裙座4。裙座4采用120°均布的三条支腿用固定螺栓连接在塔板1上；也可在裙座4的底部开孔以代替底隙2。裙座4直径D1为Ф50～Ф350mm，高度H2为0～150mm。
孔罩6为倒圆锥台型，其内部呈中空贯通，其壁上设置一定数目的穿孔5，其下端与裙座4的顶缘对应连接。孔罩6的半锥角α为0°～30°。
顶盖7覆盖在所述的孔罩6的顶部，并封闭孔罩6，顶盖7为平盖内侧连接倒锥体。顶盖7的锥角β为30°～180°，平顶部分的尺寸L为0～180mm。当L＝0时，顶盖7则为倒锥体或倒伞体，当β＝180°时，顶盖7为平盖型。顶盖7也可为锥体，锥角β为30°～180°。
此外，裙座4除可自成一体外，还可与孔罩6一体成型，呈倒锥台型，其半锥角α为0°～30°，而且要使H1为40mm～150mm。当α为0°时，则孔罩6呈筒型，当H2为0时，即表示不要裙座，由孔罩6斜通到底。但应保持在H1高度内不设罩孔5。
罩孔5可为下列形式之一(1)筛孔；(2)锐孔，如图2所示；(3)喷嘴孔，如图3所示；(4)斜孔；(5)长圆孔；(6)栅条孔；(7)导向孔；(8)曲面孔，如图4所示，孔径do为Ф3mm-Ф15mm，锐孔的倒角θ为0°～60°，喷嘴孔的喷嘴高度h为1mm-5mm，圆角半径r为1mm-5mm，栅条孔的长为80mm-180mm，宽为4mm-10mm，曲面孔曲率半径R为1mm-8mm。罩孔5的开孔总面积应大于塔板孔3的面积，其面积比大于1.01/1。此外，孔罩6可制成波浪形，以利于提高开孔面积，进一步减小雾沫夹带量和提高塔板效率。
由裙座4、孔罩6及顶盖7所组成的帽罩总高度H为80～300mm。
参见图2、图3、图4，塔板上的通孔3与帽罩构成塔板的基本传质单元，塔板孔3的形状可为下列形式之一①筛孔；②锐孔(如图2所示)；③喷嘴孔(如图3所示)；④锯齿形周边圆孔；⑤曲面孔(如图4所示)。孔径Do或do为30-300mm，锐孔的倒角θ为0°～60°，喷嘴孔的喷嘴高度h为1mm-8mm，圆角半径r为1mm-8mm，曲面孔曲率半径R为1mm-8mm。喷嘴孔可由塔板整体冲压成型，也可以加工成带喷嘴孔的零件，然后连接到塔板上。
使用时，气体通过塔板孔3进入帽罩，液体在塔板液层的压力下由底隙2进入帽罩，气液两相在帽罩内拉膜、碎膜、碰撞、混合，最后气流(夹带液滴)从罩孔5内斜下抛方向喷射出去。加上锥形顶盖7的弹射分离效果，使雾沫夹带量大大降低，又由于塔板孔3和罩孔5的特殊结构设计，降低了塔板压降。
权利要求
1.一种锥形筛板，它主要由塔板、裙座、孔罩、顶盖组成，其特征在于所述的塔板呈平板状，其上设置通孔；所述的裙座为筒型，其内部呈中空贯通，其底部与塔板连接，且罩住所述的塔板上的通孔，并在该裙座与所述塔板的连接处留有底隙；所述的孔罩为倒锥台型，其半锥角α为0°～30°，其内部呈中空贯通，其壁上设置一定数目的穿孔，其下端与所述的裙座顶缘对应连接，其上端被所述的顶盖覆盖；所述的顶盖为平盖内侧连接倒锥体，其锥角β为30°～180°，而所述的倒锥体外缘周围平顶部分的径向长度L为0～180mm。
2.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的裙座可与所述的孔罩制成一体，且呈倒锥台型，其半锥角α为0°～30°。
3.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的孔罩的开孔总面积应大于塔板孔的面积，其面积比大于1.01/1。
4.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的孔罩也可制成波浪型，以利于提高开孔面积。
5.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的顶盖可为锥体，其锥角β为30°～180°。
6.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的罩孔可为锐孔型。
7.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的罩孔可为喷嘴孔型。
8.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的塔板孔可为锐孔型。
9.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的塔板孔可为喷嘴孔型。
10.如权利要求1所述的锥形筛板，其特征在于所述的塔板孔可为筛孔型。
全文摘要
本发明涉及一种用于化工、炼油等行业各种分馏塔、吸收塔、解吸塔、洗涤塔内的锥形筛板，其主要由塔板、裙座、孔罩、顶盖组成，该塔板呈平板状，其上设置通孔，该裙座为筒型，其内部呈中空贯通，其底部与塔板连接，且罩住所述塔板孔，并在裙座与塔板连接处留有底隙，所述孔罩为中空倒锥台型，其壁上设置穿孔，其下端对应连接裙座，其上端被顶盖覆盖。该锥形筛板具有塔板压降低；雾沫夹带小、效率高等特点。
文档编号B01D3/22GK1136465SQ9510498
公开日1996年11月27日 申请日期1995年5月19日 优先权日1995年5月19日
发明者成枫, 成建, 成亚 申请人:成建