本实用新型专利技术公开了一种用于填料塔的压圈式液体线分布器,它有圆形边框9,圆形边框9内连接有多块倾斜的线分布板11,线分布板11宽32-500mm,线分布板11间的距离C=30-200mm,线分布板11下半部的上表面有锯齿形水平纹12,圆形边框9可以有加强筋板10,将压圈式液体线分布器水平安装于塔内填料层上表面,使所有落下的液流均被线分布板拦截,并在分布板11的下边缘呈流动液膜,实现线分布作用。该线分布圈还具有固定填料床层和气液传质、传热的作用。(*该技术在2007年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及填料分离塔设备部件,具体地说,是填料塔用的压圈式液体分布器。二十世纪八十年代以来,各种新型、高效填料(包括颗粒填料,如拉西环、阶梯环、鲍尔环、矩鞍环等,以及规整填料,如Mellapak型波纹填料、各种丝网波纹填料、膨胀板网型规整填料等)由于同时具有大通量和高效率的特点,而被广泛应用于石化、炼油、化肥、精细化工、环保等领域的分离塔器之中,尤其是在大中型塔中应用甚多。然而,新型、高效填料,特别是各种规整填料,要充分发挥其高效率的特点,就必须在塔内有一个良好的液体分布,即必须有性能优良的液体分配(布)器与之匹配,才能使填料表面一开始就获得均布的液体,并与上升气相进行接触,发生传质与传热作用,达到理想效果。因此,专利技术并设计出性能优良的液体分布器,一直是化学工程师们关于现代塔器研究的热点之一。已经专利技术并在工业中得到应用的液体分布器有许多型式,如喷淋式、环管式、排管式、槽式、盘管式和槽盘式等。这些液体分布器的特点均是属于点分布型式,即将总管中输送入塔的液体通过液体分布器的各个支管或分槽上的小孔流入填料层表面,达到点分布效果。在设计时,研究人员建议每100cm2的塔截面积上至少要设置一个液体分布点,否则,填料床层将有不可忽略的“端效应”,即引起分离效率的损失。在实际工业应用中,设计人员为了减小“端效应”,大多场合均按每平方米(称一个单元面积)塔截面上多于100个分布点设计。然而,无论在一个单元面积内是100个点,还是200个或300个点,它毕竟仍属于可数的、有限多个点分布型式。为了进一步强化液体的分布效果,人们先后专利技术了多种强化型液体分布器。EP0282753A1专利技术了一种将液体点分布扩展为多点分布的液体分布器,如附图1所示。其原理是在原分布器的支管或分槽0上的水平小孔1周侧设一块挡板2,当液体从小孔1中流出时,必以抛物线轨迹向前抛出,而挡板2又设置在液流最大抛距之内,从而抛射出的液体被挡板挡住而沿挡板垂直流下。其间,液体被拉成一片液膜3流向挡板下沿。挡板下沿制成锯齿状,液膜通过每个锯齿4再导入填料表面。由实验得知,此液膜区域亦是一个抛物线型曲线所包涵的面积,液流速率较大时,此面积较大,它所覆盖的锯齿数目就较多;反之,则较少。此种由于设置挡板将液流的点分布扩展为多点分布的分布器可被称为多点式液体分布增强器。对于垂直型小孔5,由于液流方向垂直向下,德国Montz公司的研究人员专门研制了附图2所示的分叉型多点式液体分布增强器,如附图2所示。这种分布器的特点是直接在小孔5上连接一导液管6,导液管下部再接若干个支管7(附图2中为5-6个)。如此,从小孔中流出的液体通过导液管分布到各支管,然后再分流到填料表面。从结构上看,前一种挡板式设计较为简捷,制作亦较简单,但它的分布效果只随流量的大小而变,液流量大时,分布面较广,效果较好;反之则较差。后一种设计在制作上较为复杂,但它的分布均匀性较前者更易于控制,定点性较强。但无论是前者还是后者,其思路均没有摆脱“点分布”的框框。本技术的目的是提供一种液体呈线状均匀分布的压圈式液体线分布器。本技术的技术方案如下一种用于填料塔的压圈式液体线分布器,它有圆形边框9,边框9内连接有多块倾斜的线分布板11,线分布板11与塔轴线的夹角α=5-89°,优选的α=30-50°。线分布板11宽32-500mm,优选的为52-200mm,厚度b=1-10mm,一般b=3-6mm为佳。线分布板11之间的距离c=30-200mm,优选的c=50-150mm。线分布板11的下沿伸出圆形边框9下沿平面的距离d=1-100mm,优选的d=5-20mm。线分布板11下半部的上表面有锯齿形水平纹12。锯齿形水平纹12的齿间距离为2-10mm,优选的为3-5mm,齿高为0.6-4mm。圆形边框9的直径D1,应与所使用的填料塔的直径D相匹配,它们之间的关系为D-D1=5-200mm,优选的为20-100mm,圆形边框9的厚度依塔径大小而定,一般为4-10mm,当塔径D>4000mm时,其厚度可以是10-20mm,圆形边框9的高度a=20-400mm,以a=150-300mm为好,当塔径D>800mm时,圆形边框9可以有与圆形边框9连为一体的加强筋板10,加强筋板10的数目可根据塔径大小设定,塔径大者多一些,反之则可少一些,加强筋板10不但可以起到加强边框9的强度,对线分布板11也可起到支撑作用。对于过大的塔径的塔,本压圈式液体线分布器可以分块制作,进塔组装成圆形构件。本技术压圈式液体线分布器的材质可以是碳钢、铝材、铜材、铜合金、工程塑料、陶瓷、石墨、各种不锈钢及美国牌号304、321、316L、317纯钛或钛合金等材料。使用本技术的压圈式液体线分布器时,将压圈式液体线分布器8水平安装于塔内填料层13上表面,并通过周侧固定件将压圈式液体线分布器8与塔壁固定,保持水平,同时设计压圈式液体线分布器8时确保所有液体点分布器(无论何种型式的液体点分布器)的每个导液管或导液小孔流出的液体的落点正好在线分布板11的水平中心线附近。因此所有落下的液流均被线分布板11拦截。此时,液体流线将由于线分布板的阻挡和倾斜导向作用,而呈圆弧液膜状态向线分布板11的下边缘流动,如附图5所示。在流动过程中,由于线分布板11下沿与中心线之间被制作有几条锯齿形水平纹12,如附图4所示,它将有助于液体向下运动的同时亦向水平方向扩展,从而增大圆弧的半径,这些圆弧型液膜14最终将互相重叠而连成一片,并在分布板11的下边缘呈现出处处均被流动的液膜覆盖的状态,如附图6所示。此外,分布板11的下边缘又与填料上表面紧密接触,故这些下降的液膜将通过填料上表面的导引而被均匀分配到每块填料片上,从而实现线分布作用。同时,由于该分布器的分布板11上充满了流动的液膜,它与上升的气相接触,必将产生与填料片工作原理类似的传质与分离效果。而且它又是一种改进型的填料压圈,起到固定填料床层的作用。因此,本技术不仅结构简单,而且同时具有多功能(固定填料床层、分布液体、气液传质)的特点。 附图说明附图1 EP0282753A1公布的点分布式液体分布器;附图2 德国Montz公司研制的多点式液体分布增强器;附图3 本技术压圈式液体线分布器的示意图;附图4 线分布板11的示意图,其a和b为两种锯齿形水平纹12的线分布板左视图;附图5 本技术压圈式液体分布器安装在填料塔中的示意图;附图6 在线分布板上流动液膜分布状态示意图。以下通过实施例进一步说明本技术。实施例一。5000t/a甲醇精馏塔,采用具有传质作用的压圈式液体线分布器。塔直径D=600mm,设计压圈式液体线分布器直径D1=580mm,圆形边框厚度为6mm,高为80mm,两条加强筋板圆内均布,线分布板11宽度为125mm,厚度b为3mm,α=43°,板11间距c为110mm,线分布板11水平中心线以下设有三条锯齿形水平条纹,齿高1.5m,其间距为3mm。它与上方液体分布器的出液孔的距离为300mm。全部均为1Cr18Ni9Ti制作。与以前的传统栅格压圈相比,液体分布效果大为改善,填料床层的理论板数提高1.1块左右,塔顶甲醇纯度由原来的99.1%提高到99.6%。实施例二。80本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于填料塔的压圈式液体线分布器,其特征是它有圆形边框(9),圆形边框(9)内连接有多块倾斜的线分布板(11),线分布板(11)与塔的轴线的夹角α=5-89°,优选的α=30-50°。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:张志炳,卞克建,吴有庭,刘庆林,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:实用新型
国别省市:32[中国|江苏]
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