带有气体分布功能的液体预分布器制造技术

本发明专利技术属带有气体分布功能的液体预分布器。利用面对称两维导流型双列叶片气体分布器气体分布均匀的特性，同时设计加入挡气密封环２，使其与集液内筒３、集液底环４共同形成环状物料汽液两相分离室。该室的上端开有方形或圆形孔作为汽液分离后气体的出口，气体进入到面对称两维导流型双列叶片气体分布器中，均匀分布后进入到上面的填料层中，而液体则通过分离室底部集液底环上的导流孔中流入下面的汽液分布器中。本发明专利技术占塔空间低，节约设备投资；安装简便要求低，操作弹性范围广，适用性强。可用于工业生产中气液传质、分离、传热等操作过程中各种规格的填料塔的两相进料或闪蒸进料的装置中。

【技术实现步骤摘要】
带有气体分布功能的液体预分布器
，本专利技术属于分布器的
，特别涉及带有气体分布功能的液体预分布器。
技术介绍
填料塔内尤其是大直径填料塔气体分布其实非常重要。气体分布不均匀不但造成填料 传质效率的下降，而且由于它的偏流存在，产生"马太效应"，进而造成原本与其逆向均 匀流动的液体偏流，因此高效填料塔的设计与改造，对于气相进料及气体分布装置的设计 应予以足够的重视。气相分布装置就是为了在不同情况下使气相进入塔内初期达到稳定、 均匀的目的。气体分布器主要有管式、排管式、缺口式、双列叶片式、双切向环流式等。 在液体进料装置中，液体进料状态不同，进料装置各异。对于一般流量液体单相进料， 可直接进入液体分布器，对于大流量液体单相进料则先进入液体预分布器，然后再由液体 预分布器流入液体分布器。进液装置中的液体预分布器就对液体分布器性能发挥的好坏产生重要的影响。重力型 液体分布器是依靠每个分布孔上的液位一致性达到均匀分布得目的，如果每个孔上液位不 一样，则意味着每个分布孔流出的液体量不相同，达不到均匀分布的效果。当进液预分布 器的下面采用槽盘式液体分布器且液体流量较大时，如果采用一般的进液预分布器，由于 液体预分布器分布点少，液体预分布器每孔流出的液体流量大、初始流速高、动量大，再 加上自由落体的加速度，使得进入到槽盘式液体分布器的液体具有很高的速度，造成对液 体分布器液面的冲击，冲击点附近的液位极不稳定，从而造成液体不均匀分布，进而影响 到填料的传质性能。通常填料塔进料位置分为塔底进料、填料层间进料、塔顶进料。包括气相进料、液相 进料与气液两相进料。在填料塔的进料中，存在着大量的汽液混合进料过程，如中间再沸 器的进料、减压进料、闪蒸进料等。为了使气液两相均匀分布， 一般处理方法分为两种， 一是在塔外设置汽液分离罐先将汽液进行分离然后分别进入塔内，其缺点是增加一台设备；二是采用最常用的管式汽液分布器，在塔内进行汽液分离，但缺点是在大流量下容易 造成气体分布不均匀，且占塔空间大。对于闪蒸进料，由于存在气相而不能直接进入分布 器或集液槽中，而必须先将气液分离开，然后气体和液体分别进入上段填料层和下面的液 体分布器中。已申请的专利2006201520038 "提高气液分布器液流量精度的壁流布液器"就一种提 高槽盘式气液分布器液流量精度的液体预分布器。它针对在大液体流量下，气液分布器上 面下流的液体直接落在受液盘的液面上动能较大，使受液盘上的液面波动很大，因此造成 槽盘式液体分布器上各喷淋孔的液流量波动大、不均匀、与设计值相差较大，致使液体分 布不均匀、传质效率低下等问题，使之得到改善和解决。但是对于含有气体的混合进料过 程，如果使用该专利，只能在沿塔壁周边的环形范围内分布上升气体，而塔中心处没有气 体，气体分布及不均匀，并且由于环形气体上升的面积小造成上升气速非常高，形成雾沫 夹带造成填料塔内传质效率的下降。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术在"提高气液分布器液流量精度的壁流布液器"专利的基础 上，经过更进一步的研究和实验，利用面对称两维导流型双列叶片气体分布器气体分布均 匀的特性，同时设计加入挡气密封环2，使其与集液内筒3、集液底环4共同形成环状物 料汽液两相分离室。该室的上端开有方形或圆形孔作为汽液分离后气体的出口，然后气体 进入到面对称两维导流型双列叶片气体分布器中，均匀分布后再进入到上面的填料层中， 而液体则通过分离室底部集液底环上的导流孔中流入下面的汽液分布器中。但是，这并不 是简单的组合，而是经过诸多的实验、计算而得到的。随着计算流体力学理论与计算手段的发展，采用数值模拟方法对化工单元操作设备的 内部流场进行分析，并将结果和结论用于指导大型气体分布结构设计已成为可能.按照填 料塔内气体分布结构截面对称的设计原则，并且采用FLUENT软件应用相应的物理数学模 型对不同结构的气体分布结构进行数值模拟，以此来设计气体分布器。对面对称两维导流 型双列叶片气体分布器可采用三维N—S方程作为控制方程，利用标准湍流模型和封闭雷诺时均方程，选择合适的壁函数方法处理其湍流的固体边界，研究得出气体进口处流体动 能因子的最佳取值范围在4.5—13 (m/s* (Kg/m3) a5)之间，可以充分保证面对称两维 导流型双列叶片气体分布器的分布不均匀度控制在0.5以下。因为气体初始进气速度对气 体分布器的分布均匀度影响至关重要， 一般以控制汽液分离后气体进入双列叶片气体分布 器进口的动能因数为主，其计算公式为F —动能因子(m/s (Kg/m3) 05) 当然气体分布不均匀度还同气体粘度、双列叶片长度、叶片结构形式等参数有关，但 计算结果表明只要动能因子在一定范围内其不均匀度变化范围不大，在工程控制误差范围 内，是可行的。本专利技术的带有气体分布功能的液体预分布器，包括集液内筒3、集液底环4、挡气密 封环2、导液体5、双列叶片气体分布器l、防冲环板6;其特征是所述双列叶片气体分布 器1固定在集液内筒3上面，双列叶片气体分布器1气体进口与集液内筒3上的出口相接。所述双列叶片气体分布器l的大端形状和面积与集液内筒上的方孔或圆孔相匹配，其 面积大于集液内筒上的方孔或圆孔的面积。所述的集液内筒3置于集液底环4的上面并与之密封焊接，在其上端面的外侧与挡气 密封环2密封焊接。所述的挡气密封环2与集液内筒3、塔壁7相密封焊接，并同集液底环4共同形成环 状物料汽液两相分离室，经过面对称两维导流型双列叶片气体分布器，气体均匀分布后进 入到上面的填料层中，液体则通过分离室底部集液底环上的导流孔中流入下面的汽液分布 器中。所述集液底环4与塔壁7相焊接。在其之上开有一定数量的布液孔并通过该孔液体流 到导液板5上。在填料塔的设计和改造过程中，可于存在的下列情况中采用带有气体分布功能的液其中小一进料中含气率(Kg/Kg )Pg —气体密度(Kg/m3)L一进料流量(Kg/h)As—集液内筒3开孔面积(m2)体预分布器1. 在塔体的顶端、填料之间、和塔体下端设有进料口。2. 进塔物料中含有汽液两相或进塔后液体物料部分形成闪蒸。3. 含有一定量气体且液体流量非常大， 一般指空塔液体喷淋密度大于20m3/ m2.h。4. 与槽盘式汽液分布器共同使用。5. 空塔液体喷淋密度小于20m'7 m2.h时可与其它进液预分布形式并存。带有气体分布功能的液体预分布器比较排管式液体预分布器制作简单，省工、省料成 本低；占塔空间低，节约设备投资；安装简便要求低，操作弹性范围广，适用性强。可用 于工业生产中气液传质、分离、传热等操作过程中各种规格的填料塔的两相进料或闪蒸进 料的装置中。附图说明图1:本专利技术结构示意图。图2:本专利技术俯视结构示意图。图3:本专利技术侧视结构示意图。图4:本专利技术在填料塔内工作状态示意图。图5:本专利技术中双列叶片气体分布器局部放大结构示意图。图6:本专利技术局部放大结构示意图一。图7:本专利技术局部放大结构示意图二。1-双列叶片气体分布器 2-挡气密封环 3-集液内筒 4-集液底环 5-导液板 6-防冲环板7-塔壁8-进料管9-槽盘式液体分布器具体实施方式下面结合附图1-7对本专利技术做进一歩的详细说明参见附图1、图2和图3含有一定 量的气体进料溶液从进料管8送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有气体分布功能的液体预分布器，包括集液内筒（３）、集液底环（４）、挡气密封环（２）、导液体（５）、双列叶片气体分布器（１）、防冲环板（６）；其特征是双列叶片气体分布器（１）固定在集液内筒（３）上面，双列叶片气体分布器气体进口与集液内筒上的出口相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何杰，张卫江，张桔苹，王辉，张鹏飞，朱慧铭，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]