一种液体并流复合塔制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液体并流复合塔，是一种在化工、炼油、石化、制药、环保等领域的传质、传热等过程中的气液接触设备。它包括塔体，塔体分为内塔和外塔，内塔套装在外塔内，内塔和外塔中分别设置有与其横截面相应的塔板；塔板上设置有能够使每层塔板上的液体呈同方向流动的降液系统。本实用新型专利技术可以实现大通量液体的传质，使得塔板上不留有滞留区，增加了有效传质面积，增大了处理能力，提高了塔板上的气液传质平均推动力，进一步提高了塔板的传质效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种液体并流复合塔
本技术涉及一种气液接触设备，特别是一种在化工、炼油、石化、制药、 环保等领域的传质、传热等过程中普遍应用的一种液体并流塔。
技术介绍
目前，在石油、化工、制药、环保等领域的传质(如精馏、吸收、解吸、气提 等单元操作)、传热等过程中应用的气液接触设备，板式塔的应用最为广泛，板式塔以 筛板式、浮阀式和泡罩式等液相连续型塔板为基本类型，是在一个筒形的塔体内分别设 置多层塔板，塔板上还设置一些传质元件。一些新开发的塔板也是这几种塔板的改进形 式，这些塔板的处理能力较小、塔板效率低，而且压降大、能耗也相对较高。近年来出 现了一些气相连续型塔板，如垂直筛板式及其后续发展形式，其处理能力和效率等方面 都有明显的提高，但还是存在一些不足，如罩体过多占用塔板上的液体通道，在液相处 理量大时会产生较大的液面梯度，影响气液正常接触；并且气相连续型塔板的发展一般 局限在气液传质元件结构和排布的改进，基本都是采用了气液错流接触的传统方式，气 相经过塔板上的开孔逐级上升，液相通过降液管和塔板逐级下降，液相在相邻的两层塔 板上形成逆向流动状态，气相和液相在塔板局部形成错流状态。但是不管是气相连续型 塔板还是液相连续型塔板，由于相邻塔板间液体的流向相反，因此都存在弓形滞缓区和 周边死区，大约占塔板面积的20-30%，致使有效传质区大为减少，并且返混现象严重， 大大影响分离效率。Lewis推导的同向流效应为当相邻两层精馏塔板液体流动方向相同时，塔板上 的传质推动力最大，塔板效率最高。并且经研究进一步指出，Lewis同向流效应是塔板效 率提高20%以上唯一可行的策略。1981年，Jenkins首先提出了 Parastillation的同向流塔 结构，并对其进行了实验研究，在相同的分离要求下，并流塔板分离效率大幅提高、所 需回流比也大幅度降低；后人对该塔型进行了更为深入的研究和改进，结果证明同向流 结构对精馏塔塔板效率的提高有明显促进作用，但由于设备和技术经济性问题，至今未 见该类型塔板工业化的报道。Kuhni公司提出的Slit塔板，是Lewis同向流效应的直接工 业实施，可以有效消除常规错流塔板的液体滞留区和增加塔板的鼓泡面积，从而在确保 传质分离效果的基础上大大提升生产处理能力，但该塔板采用液相连续(鼓泡)型操作， 传质区域仅限在塔板上的液层，不能尽显同向流效应大幅提高分离效率的优势。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种能够增大传质推动力，提高分离效率 的大通量液体并流复合塔。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是一种液体并流复合塔，包括塔体和多层连续传质塔板，每层连续传质塔板包括 设置有升气孔的塔板、位于升气孔上方的立体传质元件和降液系统，所述塔体分为内塔3和外塔，内塔套装在外塔内，所述内塔中平行设置有与内塔横截面相应的塔板I，所述外 塔中也平行设置有与外塔横截面相应的塔板II，所述塔板上设置有能够使每层塔板上的 液体呈同方向流动的降液系统；所述外塔内设置的降液系统为交替设置的降液管，每套降液管包括平行设置的 降液板I和降液板II，两块降液板之间为降液通道，降液通道的上端、降液板I上设置有 垂直于塔板II的溢流堰；降液板I、降液板II与内塔外壁垂直设置，降液板I的上端与上 层塔板上另一降液管的溢流堰连接，下端与塔板II密封连接；与降液板I平行设置的降液 板II的上端与上层塔板上另一降液管的降液板I的下端连接，降液板II的下端与塔板II之 间设置有液体流出通道；所述内塔中的降液系统位于内塔中心，包括穿越塔板I中心的中心降液管、中间 受液盘、降液挡板、导流管和环形受液盘；在塔板I上对应中心降液管的进口周围设置有 与其相连并高出塔板I平面的中心溢流堰；中心降液管位于中间受液盘的上方，中间受液 盘的周边间隔设置有导流管，各导流管之间设置有降液挡板；环形受液盘位于下一层塔 板I的周边，导流管出口与环形受液盘对应。本技术所述塔体的改进在于所述塔体和内塔均为圆柱形，外塔为圆环 形。本技术外塔降液系统的改进在于所述平行设置的降液板结构为折流式、 直降式或曲线式中的任意一种。本技术所述外塔的改进在于所述外塔内包括由单套或多套降液管组成的 降液系统。本技术所述内塔降液系统的改进在于所述中心降液管和中间受液盘为圆 形或规则多边形；所述导流管为圆形管、矩形管或上开口槽钢中的一种；所述环形受液 盘通过进口堰与塔板I固定连接。本技术所述立体传质元件的改进在于所述立体传质元件为帽罩，帽罩包 括侧板、顶板和位于侧板下端用于与塔板固定连接的支脚，顶板与侧板之间的空隙为天 窗，帽罩与塔板之间留有一定的空隙。所述帽罩的改进在于所述帽罩的侧板上设置有喷射孔，喷射孔的形状为圆 形、矩形、栅板形或类鳞形中的任意一种。本技术的改进还在于所述帽罩与塔板之间空隙的高度为0 25mm。由于采用了上述技术方案，本技术所取得的技术进步在于本技术的内塔和外塔可分别或共用一个气体通道，气体自下而上通过各层 塔板，内塔液体由塔壁四周的环形受液盘通过进口堰进入塔板I，然后流经传质元件经过 气液传质后越过溢流堰进入中心降液管，降液至中心受液盘，经过降液挡板分配后由导 流管导流至下层塔板的环形受液盘，然后再向中心降液管方向流动；外塔液体在整个外 塔内呈螺旋方式下行，在外部环形塔板II上沿逆时针或顺时针方向流动，通过各自降液 管降至下层塔板，内外塔在塔内全部实现各层塔板液体同方向流动的方式，与传统塔器 相邻两层塔板液相逆流操作相比，其塔内每层塔板上的液体呈同向方式流动，消除了传 统塔板上的液体滞留区，增加了有效传质面积，增大了处理能力，大大提高了塔板上的 气液传质平均推动力，进一步提高了塔板的传质效率。本技术在达到相同分离要求的情况下可以提高传质效率，降低操作回流比，减少运行费用，同时可以减少实际塔板 数或减小塔体直径，降低基础设施投资。本技术中降液系统减少了相同塔径下液体在塔板上的流动长度，同时由于 立体传质元件对液体的抽提作用也能降低塔板液面落差，因此相对于传统塔板具有更低 的液面梯度，并且液相中的气含率也比较低，所以具有更大的液相处理能力，配合具有 喷射能力的帽罩可形成塔内的气相连续，因此本液体并流复合塔板具有更大的处理能力 及更宽的操作弹性。本技术溢流堰的高度可以根据流量设置；立体传质元件设置成带有喷射孔 的帽罩，可以使气相和液相充分接触，并使混合后的连续型带有液滴的气相从喷射孔和 天窗喷出，不会使液滴在帽罩内沿侧板下流，帽罩与塔板的之间的底隙可以根据流量进 行设置，以保证气相和液相的充分混合。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的立体结构示意图。图中1.塔体，2.塔板I，2，.塔板II，31.降液板I，31’降液板II，32.降液板I，33.降液挡板，34.中心降液管，35.液体流出通道，36.中间受液盘，38.环形受液 盘，39.导流管，4.溢流堰，4’ .中心溢流堰，5.帽罩，51.顶板，52.喷射孔，53.侧板， 讨.支脚，55.天窗，6.降液通道，7.进口堰，8.内塔，9.外塔。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例，对本技术作进一步详细说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体并流复合塔，包括塔体（１）和多层连续传质塔板，每层连续传质塔板包括设置有升气孔的塔板、位于升气孔上方的立体传质元件和降液系统，其特征在于：所述塔体分为内塔（８）和外塔（９），内塔（８）套装在外塔（９）内，所述内塔（８）中平行设置有与内塔（８）横截面相应的塔板Ⅰ（２），所述外塔（９）中也平行设置有与外塔（９）横截面相应的塔板Ⅱ（２’），所述塔板上设置有能够使每层塔板上的液体呈同方向流动的降液系统；所述外塔内设置的降液系统为交替设置的降液管，每套降液管包括降液板Ⅰ（３１）、降液板Ⅱ（３２）和溢流堰（４），平行设置的降液板Ⅰ（３１）和降液板Ⅱ（３２）之间为降液通道（６），降液通道的上端、降液板Ⅰ（３１）上设置有垂直于塔板Ⅱ的溢流堰（４）；降液板Ⅰ（３１）、降液板Ⅱ（３２）与内塔外壁垂直设置，降液板Ⅰ（３１）的上端与上层塔板上另一降液管的溢流堰（４）连接，下端与塔板Ⅱ密封连接；与降液板Ⅰ（３１）平行设置的降液板Ⅱ（３２）的上端与上层塔板上另一降液管的降液板Ⅰ（３１’）的下端连接，降液板Ⅱ（３２）的下端与塔板Ⅱ之间设置有液体流出通道（３５）；所述内塔中的降液系统位于内塔中心，包括穿越塔板Ⅰ中心的中心降液管（３４）、中间受液盘（３６）、降液挡板（３３）、导流管（３９）和环形受液盘（３８）；在塔板Ⅰ（２）上对应中心降液管（３４）的进口周围设置有与其相连并高出塔板Ⅰ平面的中心溢流堰（４’）；中心降液管（３４）位于中间受液盘（３６）的上方，中间受液盘的周边间隔设置有导流管（３９），各导流管（３９）之间设置有降液挡板（３３）；环形受液盘（３８）位于下一层塔板的周边，导流管出口与环形受液盘（３８）对应。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张继军，
申请(专利权)人：石家庄工大化工设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]