一种超大型塔的多溢流塔盘及塔制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超大型塔的多溢流塔盘，所述塔盘板面沿径向分割为八个及以上相互独立、且相互平行的传质区域，所述传质区域沿径向两侧中一侧设有降液管另一侧设有受液盘，所述传质区域塔盘板面上设置传质元件，所述降液管设有降液管侧板和降液管底板。本实用新型专利技术解决了十米以上内径塔盘板上液面梯度过大问题，同时控制板上溢流强度，使塔盘的结构设计参数均处于合理的设计范围之内，从而避免了超大型塔气液分布不均匀的产生，保证了超大直径塔盘的传质效率，使化工装置的大型化得以实施。实施。实施。

【技术实现步骤摘要】
一种超大型塔的多溢流塔盘及塔


[0001]本技术涉及板式塔设备的塔内构件，具体地，涉及一种超大型塔的多溢流塔盘及塔。

技术介绍

[0002]随着化工装置建设规模的大型化发展，单装置塔设备直径趋于大型化和超大型化，很多板式塔直径设计需要超过十米。在没有深入的技术研究和技术开发之前，一些工程项目采用传统设计方法和结构对超大直径的塔设备进行工程设计产生极大问题。如某公司90万吨/年丙烷脱氢装置丙烷丙烯分离塔（1#塔塔径Φ11900mm，塔盘层数118层，2#塔塔径Φ11300mm，塔盘层数133层），实际开车效果远无法达到希望的理论设计值，核算单板效率只有70%左右，有些装置的实际开车情况更差。大型化装置塔器的不正常开车给企业造成巨大的经济损失。
[0003]国内外经典的板式塔水力学理论计算公式均是在实验室数据基础上得到的拟合回归的半经验公式。由于实验条件限制，这些计算公式的应用都有一定的局限条件，采用这些计算公式核算超大直径的塔盘内件结构出现理论计算与实际结果的极大偏差。经典的水力学理论计算公式不能反映传统设计的大型板式塔的实际情况。
[0004]相关研究表明，由于板式塔的大型化，过大的板上液面梯度严重影响气体的均匀流动，使得气液不能充分接触、板效率大大降低。通过对多套超大型板式塔开车情况进行分析对比也得到相同的结论。目前，相关解决问题的技术开发和研究大多局限于对阀体推液作用和板上推液结构的研究，而这些办法对降低大型板式塔液面梯度的作用有限。实际基于传统结构加上板上推液结构的设计仍然无法保证实现超大直径塔板的合理效率。
[0005]如何解决板式塔大型化产生的板上液面梯度过大和气液分布不均匀而影响塔板效率的问题成为重要的必须解决的关键问题。

技术实现思路

[0006]本技术在国内外首次提出多溢流塔盘结构的理念，对于化工装置规模大型化、塔直径超大型化的应用具有极其重要的意义。
[0007]本技术的目的是对于超大直径的塔提供多溢流塔盘技术，通过合理的设计，能够减小塔盘板上液相流程长度，降低板上液面梯度，使塔盘板上液相流程长度和溢流强度均在合理的范围之内，避免由于设计不合理使超大型塔实际操作时产生塔内气液分布不均匀、板效率下降的问题。
[0008]为实现本技术的目的，所采用的技术方案是：
[0009]所述多溢流塔盘是指塔盘板面沿径向分割为八个及以上相互独立、且相互平行的传质区域，所述传质区域数量对应溢流程数，所述传质区域的两侧分别沿径向设有降液管区域和受液盘区域，所述传质区域塔盘板面上设置传质元件使由下至上穿过传质元件的气相与塔盘上水平流动的液相相互接触实现气液传质。
[0010]所述多溢流塔盘的传质区域的宽度为300mm~2000mm，优选为600mm~1400mm，更优选为800mm~1200mm。
[0011]所述传质区域塔盘板面上设置传质元件，所述传质元件可以设计为在一定开孔率的塔盘板上安装圆形、矩形、或梯形等各种规格的任意一种或多种组合的浮阀结构，也可设计采用在塔盘板上直接冲压成各种规格的圆形、矩形或梯形的固阀结构；传质区域的塔盘也可以采用在塔盘板上直接冲压而成的各种规格的圆形、正方形、多边形开孔的平板筛孔塔盘结构，或波纹筛孔塔盘结构，或双曲波纹筛孔塔盘结构等型式，优选为条形固阀塔盘结构。
[0012]所述降液管由两个垂直侧板组成直筒型结构，或由两个下端向降液管内侧倾的斜板组成上宽下窄降液管结构，降液管区域宽度为300mm~2000mm。
[0013]所述降液管如果其横向一侧与塔壁相连则为边降液管，如果降液管区域横向两侧均与传质区域相连则为中间降液管，所述边降液管的宽度一般为中间降液管的一半宽度。
[0014]所述降液管可以设计为伸入下层塔盘上设置的受液盘液封槽之内的结构，也可设计为与下层塔盘保留一定高度间隙的悬挂式降液管等结构型式，优先地采用悬挂式降液管结构，悬挂式降液管底面与下层塔盘板面高度间隙为20mm~200mm。
[0015]所述受液盘设置为平面型或凹陷型，也可以设置一定数量的鼓泡促进结构或加设传质元件。所述受液盘区域设置的传质元件与传质区域一般设置为不同，受液盘区域的传质元件设计具有更强的推液作用，并且可以有效地增大板上传质区域的面积，并有利于降低塔盘液面梯度，促进板上液层向降液管出口方向流动。受液盘区域的宽度为50mm
‑
1000mm。
[0016]所述受液盘如果其横向一侧与塔壁相连则为边受液盘，如果受液盘区域横向两侧均与传质区域相连则为中间受液盘，所述边受液盘的宽度一般为中间受液盘的一半宽度。
[0017]首先，本技术首次提出超大型塔的多溢流塔盘的设计理念，以解决超大型板式塔由于液面梯度大、气液分布不均匀造成的塔盘效率降低的问难题。以八溢流塔盘与六溢流塔盘相比较来说，八溢流塔盘由于传质区域增加，对应的流道长度随之降低，具体的，流道长度降低20%~30%、八溢流塔盘的总溢流堰长度相对于六溢流塔盘的总溢流堰长度增加20%~30%；随着总溢流堰长度的增加，相对应的溢流强度也会降低，具体的，溢流强度降低20%~30%；由于流道长度和溢流强度的降低，可以有效的降低塔盘上的绝对液面梯度，具体的，塔盘上的绝对液面梯度可降低30%~50%。因此八溢流塔盘可以有效解决超大型塔中的塔盘由于液面梯度大、气液分布不均匀造成的塔盘效率低的关键难题。
[0018]再者，所述多溢流塔盘设计计算方法及设计参数控制原则与现有六溢流或双溢流等塔盘的计算方法不同。
[0019]进一步的，所述多溢流塔盘设计应用于超大直径塔器中，塔体直径一般不小于10米。
[0020]更进一步的，在采用同样设计思想的基础上，本技术所述多溢流塔盘可以设计为八溢流塔盘、九溢流塔盘、十溢流塔盘、十一溢流塔盘、十二溢流塔盘和十三溢流塔盘结构型式，相对应的，所述传质区域为8个、9个、10个、11个、12个、13个或以上。
[0021]当然，分割不同数量的传质区域塔盘应用直径范围可以相互重叠。比如，对于10~14米直径的塔器，可以采用八溢流塔盘结构；对于直径11~15米直径的塔器，可以采用九溢
流塔盘结构；对于直径12~16米直径的塔器，可以采用十溢流塔盘结构；对于直径13~17米直径的塔器，可以采用十一溢流塔盘结构；对于直径14~18米直径的塔器，可以采用十二溢流塔盘结构；对于直径15~19米直径的塔器，可以采用十三溢流塔盘结构，依此类推。
[0022]进一步的，同一塔器内根据塔内各层塔盘处的气液负荷变化而可以将不同层的塔盘设置为相同的传质区域数量或不同数量的传质区域数量，以实现各层塔盘气液传质效率的最大化。比如精馏塔中精馏段使用十溢流塔盘结构，同塔器中的提馏段使用八溢流塔盘结构。
[0023]另一方面，本技术还提供一种塔，在所述塔中平行安装多层上文所述的多溢流塔盘，所述多溢流塔盘水平安装于塔内，且相邻上下层塔盘的降液管位置与受液盘位置相互对应。
[0024]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大型塔的多溢流塔盘，其特征在于，所述塔盘板面沿径向分割为八个及以上相互独立、且相互平行的传质区域（1），所述传质区域（1）沿径向两侧中一侧设有降液管（2），另一侧设有受液盘（3），所述传质区域（1）的塔盘板面上设置有传质元件（4）。2.根据权利要求1所述的超大型塔的多溢流塔盘，其特征在于，所述传质区域（1）在塔盘板面沿径向的宽度为300mm~2000mm。3.根据权利要求1所述的超大型塔的多溢流塔盘，其特征在于，所述传质区域（1）的塔盘板面上设有圆形、矩形或梯形的固阀或浮阀传质元件（4）。4.根据权利要求1所述的超大型塔的多溢流塔盘，其特征在于，所述传质区域（1）所在的塔盘板面为将塔板直接冲压制成的筛孔塔盘，或直接冲压制成波纹筛孔塔盘，或双向波纹筛孔塔盘。5.根据权利要求1所述的超大型塔的多溢流塔盘，其特征在于，所述降液管（2）为由两个降液管侧板（5）组成的直筒型结构或上宽下窄结构。6.根据权利要求1所述的超大型塔的多溢流塔盘，其特征在于，所述降液管（2）区域宽度为300mm~2000mm。7.根据权利要求1所述的超大型塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欢欢，王世强，赵秋迪，
申请(专利权)人：天津美加恒升科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：