一种低返混均效塔板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学工程中的传质设备，具体为一种低返混均效塔板。
【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。板式塔的核心部件为塔板，传统的浮阀、泡罩和筛板等塔盘每一层的布局均分为降液区和传质区，在每一层塔板上液相由一个降液区开始水平流过传质区到达另一个降液区，液相经过传质区的同时气相自传质区下方竖直向上穿过传质区，在传质区气相液相发生接触达到传质传热的目的，以上气相和液相的接触为错流接触；错流接触中单位量的液相反复与传质区下方向上流动的气相接触，随着接触时间的延长气液两相的组成和温度逐渐接近，传质传热的推动力不断减小，随着推动力不断减小塔板的效率逐渐降低。
[0003]日本三井造船株式会社在20世纪70年代开发了效率高、通量大的垂直筛板，其后在垂直筛板的基础上出现了多种改进型塔板，如New-VST型塔板，该型塔板的结构特点为在塔板的板孔上方布置周围侧壁开有筛孔的垂直帽罩，帽罩顶部具有与侧壁顶部留有缝隙的盖板，帽罩底部与塔板有一定空隙，其气液接触过程可描述为:气体从板孔进入罩内，将帽罩底隙进入的液体提升、破碎，同时向罩顶撞击，气液两相在罩内剧烈撞击、破碎、瑞动，表面更新快，有利于气液接触；然后气液从帽罩侧孔喷出，液相是被分散的大量小液滴，大大提高了传质面积，同时帽罩之间的气液对喷进一步促进了传质；液相落回塔板，气相上升至上一层塔板。
[0004]但是在实际应用时我们发现New-VST型塔板在进行气液传质时，由于从上层塔板降液管中流出的液相在塔板表面可以自由流动，完成了气液传质的液相与从降液管流出未经传质的液相成分易发生返混，且由于安装精度及传质扰动的影响，使得塔板表面的液层厚度不均，而在所有帽罩的通气量基本一致的情况下，液层厚度不均会造成部分帽罩的传质效率降低，因此对现有的New-VST型塔板进行改进，改进提高塔板中所有帽罩的传质效率，并降低液相的返混成为现有技术中亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明拟解决的问题是提供一种改进的垂直筛板型塔板，克服现有的塔板。
[0006]本发明解决所述技术问题的技术方案是提供一种低返混均效塔板，该塔板包括板体、帽罩和降液管，所述板体用于固定安装在塔壳内，板体上具有用于安装帽罩的板孔，所述帽罩为垂直安装在板孔上方的具有盖板的圆筒，帽罩的圆筒侧壁中上部具有分离筛孔，帽罩底端与板体之间具有帽罩底隙，其特征是所述塔板还包括导流环，所述导流环为套在每个帽罩外的筒状圆环，导流环与降液管连通，导流环与板体之间具有导流环底隙；所述帽罩、导流环与帽罩所对应的板孔同轴；导流环的高度低于分离筛孔的最低高度；每个帽罩的圆筒侧壁与其导流环内壁之间均具有导流环间隙，
[0007]所述的低返混均效塔板其特征是导流环间隙大于等于1mm，小于等于50mm ;导流环底隙大于等于1mm，小于等于40mm。
[0008]本发明提供的低返混均效塔板在现有的新型垂直筛板塔板(New-VST)的基础上通过改进降液系统并增加导流环以实现液相分流，分流后的液相经过降液管后可以独立进入每个帽罩的导流环间隙，与现有的New-VST型塔板相比具有以下有益效果:
[0009]1)由于导流环与帽罩之间形成的导流环间隙，使得每个帽罩周围均形成厚度基本相当的液层，使每个帽罩在进行气液传质时均能发挥较高的效率，同时保证了每个帽罩传质效率的均一性，也提高了塔板的整体传质效率；
[0010]2)塔板上的液层厚度可使导流环间隙中的液相不能通过通过导流环底隙，降液管中未传质传热的新鲜液相进入导流环间隙后只能通过帽罩底隙进入帽罩，避免了液相从导流环底隙流向塔板造成的液相返混，从而进一步提尚了传质效率；
[0011]3)当降液管中液相流量减小时，塔板上集聚的液相将通过导流环底隙和帽罩底隙进入帽罩，保证了气相液相的充分接触，从而提高塔板的操作弹性。
[0012]综上，本发明提供的低返混均效塔板能够在工作时保证每个帽罩均具有均一且较高的传质效率，并降低液相返混，保证液相与气相接触前有最大的浓度和温度差，同时还具有较高的操作弹性。实践表明，本发明提供的塔板与传统的塔板相比实际效率能提高15-25%，优于现有的新型垂直筛板(New-VST)塔板。
【附图说明】
[0013]图1是本发明【具体实施方式】提供的一种低返混均效塔板纵断面局部放大结构主视不意图；
[0014]图2是本发明【具体实施方式】提供的一种低返混均效塔板的俯视结构示意图；
[0015]图中
[0016]1、塔壳，2、降液管，3、帽罩，31、帽罩底隙，32、分离筛孔，33、帽罩支腿，4、导流环，41、导流环底隙，42、导流环间隙，5、板体，51、板孔。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例及附图对本发明做详细叙述。
[0018]如图1?2所示，本发明提供了一种低返混均效塔板，该塔板包括板体5、帽罩3和降液管2、所述板体5用于固定安装在塔壳1内，板体5上具有用于安装帽罩3的板孔51，所述帽罩3同现有技术中New-VST的结构相同，为垂直安装在板孔上方的具有盖板的圆筒，帽罩3的圆筒侧壁中上部具有分离筛孔32，帽罩底端与板体之间具有帽罩底隙31，其特征是所述塔板还包括导流环4，所述导流环4为套在每个帽罩外的筒状圆环，导流环4与降液管2连通，导流环4与板体5之间具有导流环底隙41 ;所述帽罩3、导流环4与帽罩3所对应的板孔51同轴；导流环4的高度低于分离筛孔32的最低高度；每个帽罩3的圆筒侧壁与其导流环4内壁之间均具有导流环间隙42。
[0019]本发明提供的塔板在安装在塔壳内并进行气液传质操作时的工作原理如下，
[0020]1)上一层塔板流下的液相通过降液管进入导流环间隙中，导流环间隙中的液相在重力作用下到达导流环底隙和帽罩底隙之间，由于塔板上集聚有一定厚度的液层，导流环间隙中的液相只能通过帽罩底隙进入帽罩而不能通过导流环底隙到达塔板上；
[0021]2)进入帽罩的液相与筛板下方上升的气相接触传质传热最后经由分离筛孔喷出，液相下落到板体上，最后经过降液管降落到下一层塔板，气相则继续上升去往上一层塔板；
[0022]3)当降液管中的液相流量较小不能与塔板下上升的气相充分混合接触时，板体上集聚的液相将通过导流环底隙流入导流环间隙，然后再通过帽罩底隙进入帽罩中与气体接触传质传热。
[0023]本实施例中
[0024]板孔直径100mm，帽罩高200mm，帽罩的圆筒外径为150mm，分离筛孔直径为10mm，导流环高度为50_，导流环间隙为25_，导流环底隙为15_。
[0025]本发明未述及之处适用于现有技术。
[0026]本发明的突出优点是:适用范围广，制造简单，改造方便，传质效果改善明显，经济效益显著。
【主权项】
1.一种低返混均效塔板，该塔板包括板体、帽罩和降液管、所述板体用于固定安装在塔壳内，板体上具有用于安装帽罩的板孔，所述帽罩为垂直安装在板孔上方的具有盖板的圆筒，帽罩的圆筒侧壁中上部具有分离筛孔，帽罩底端与板体之间具有帽罩底隙，其特征是所述塔板还包括导流环，所述导流环为套在每个帽罩外的筒状圆环，导流环与降液管连通，导流环与板体之间具有导流环底隙；所述帽罩、导流环与帽罩所对应的板孔同轴；导流环的高度低于分离筛孔的最低高度；每个帽罩的圆筒侧壁与其导流环内壁之间均具有导流环间隙。2.如权利要求1所述的低返混均效塔板，其特征是导流环间隙大于等于1_，小于等于50mm ;导流环底隙大于等于1mm，小于等于40mm。
【专利摘要】一种低返混均效塔板，该塔板包括板体、帽罩和降液管、所述板体用于固定安装在塔壳内，板体上具有用于安装帽罩的板孔，所述帽罩为垂直安装在板孔上方的具有盖板的圆筒，帽罩的圆筒侧壁中上部具有分离筛孔，帽罩底端与板体之间具有帽罩底隙，其特征是所述塔板还包括导流环，所述导流环为套在每个帽罩外的筒状圆环，导流环与降液管连通，导流环与板体之间具有导流环底隙；所述帽罩、导流环与帽罩所对应的板孔同轴；导流环的高度低于分离筛孔的最低高度；每个帽罩的圆筒侧壁与其导流环内壁之间均具有导流环间隙。
【IPC分类】B01J19/32
【公开号】CN105413622
【申请号】CN201511026180
【发明人】王柱祥, 张立明, 商恩霞
【申请人】天津市创举科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月29日