板翅式填料精馏塔制造技术

本发明专利技术公开了一种填料塔，尤其是一种板翅式填料精馏塔。该精馏塔包括塔体和集合器，其结构特点是所述塔体的外形呈矩形六面体，其包括隔板、翅片和封条，各隔板竖直平行放置，翅片和封条安放在各隔板之间，且封条位于翅片的两边，各隔板之间形成若干层独立的通道；位于各层通道中的翅片的尺寸规格相同；位于各层通道中的翅片的尺寸规格不同，翅片采用两种或三种不同的尺寸规格，且不同尺寸规格的翅片在各层通道中交替排列地安放。本发明专利技术采用隔板和翅片作为填料，具有高单位传质表面积和高精馏效率，不仅可替代规整填料使用，还可同时实现传热和传质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种填料塔，尤其是一种板翅式填料精馏塔。技术背景在化工分离过程中，塔设备的采用一直是主要和首选的。虽然塔设备的体积 较大，对某些过程能耗较高，但由于它在技术上已相当成熟和能连续处理大量物 料，因而长期以来在化工生产过程中被广泛采用。塔设备按其结构可分为两大类板式塔和填料塔。填料塔由填料、塔内件及 筒体构成，填料分散装填料和规整填料两大类。与板式塔相比，新型规整填料在 性能上具有生产能力大、分离效率高、压力降小、持液量小的特点，但也有一些 不足之处，如填料造价高；当液体流量较小时，不能有效地润湿填料表面，导致 传质效率降低。尤其是大直径、多侧线、浅床层的塔器，气液能否均匀分布是填 料塔的成败关键，不良的液体分布，可能使填料的性能下降50% 70%。因此， 填料本身的良好性能对填料塔固然重要，塔内件的设计也是至关重要的，否则填 料的高性能就不能得以充分发挥。和板式塔相比，填料塔对液体的不均匀分布更 为敏感，液体在填料塔内的分布性能以及最终的填料性能在很大程度上依赖于液 体的初始分布。尤其对具有很高的填料高度、高比表面积及高效率的填料塔来说， 液体不均匀分布的负面效应更大。因此规整填料塔液体分布器设计的好坏，是直 接影响规整填料塔性能好坏的关键。又由于填料塔内部流体流动及传质过程的复 杂性，对工业放大效应的敏感性，使塔的设计处在靠经验和半经验的状态。设备 大型化所引起的问题，更无经验可谈，但设备大型化是工业发展的必由之路，因 此寻找解决设备大型化的有效方法，最大限度地降低工业放大效应，是目前设计 技术面对的新挑战。此外，如增大塔体，筒壳壁厚势必增加，将导致原材料的供 应、加工工艺及设备能力、运输条件等一系列问题，在寻求有效解决方法时，也 需认真考虑。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种采用隔板和翅片作为填料，具有高单 位传质表面积和高精馏效率，不仅可替代规整填料使用，还可同时实现传热和传 质的板翅式填料精馏塔。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是该精馏塔包括塔体和集合器，其 结构特点是所述塔体的外形呈矩形六面体，其包括隔板、翅片和封条，各隔板竖 直平行放置，翅片和封条安放在各隔板之间，且封条位于翅片的两边，各隔板之 间形成若干层独立的通道。本专利技术位于各层通道中的翅片的尺寸规格相同。本专利技术位于各层通道中的翅片的尺寸规格不同，翅片采用两种或三种不同的 尺寸规格，且不同尺寸规格的翅片在各层通道中交替排列地安放。本专利技术在各层通道的上端设有配液封条，且配液封条的安装高度低于隔板的 上边缘。本专利技术所述的配液封条在其长度方向上一侧为矩形的通槽，另一侧为若干矩 形的小槽，各小槽与通槽之间设有通孔。本专利技术所述翅片的高度为3 25mra，节距为0.8 2. 5mm，厚度为0. 12 0. 3mm。本专利技术所述翅片的高度为3 25mm，节距为0.8 4. 2腿，厚度为0. 12 0. 5mm。本专利技术所述各隔板中位于最外层的隔板厚度为5 6mra，位于中间的隔板厚 度为0. 5 1. 2mm。本专利技术所述封条的高度与翅片的高度相同，封条的宽度为5 10mm。本专利技术所述的集合器包括上集合器、上侧面集合器、下集合器和下侧面集合 器，上集合器位于塔体上方，上侧面集合器位于塔体上方的侧面，下集合器位于 塔体下方，下侧面集合器位于塔体下方的侧面。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果-1、该精馏塔可替代现有的工业规整填料塔，作为具有气相和液相进料的精 馏塔使用，其性能和规整填料塔相比，有着规整填料塔无法实现的特殊优势-(1)翅片、隔板、封条组合后，可以得到刚性、强度很高的组合塔体，板 翅结构形式的填料本身就己经包含了承压和密封的功能，不需再另设任何塔体外 壳，可以避免巨型化后规整填料塔体外壳在设计、制造、运输等上的一系列技术 问题，而现有的任何规整填料都必须安放在一个塔体外壳之内才能正常工作，塔 体外壳的设计是必然遇到的问题，如设计压力为1Mpa的填料塔，当塔径增大到4800mm时，使用材料为5083铝合金时它的厚度至少要达到42mm，设计压力为 1.5Mpa时，材料的厚度则至少要达到62mm，对加工设备的规格、性能都提出了 更高的要求。当工厂现有设备不能满足要求时，就必须增添新的工艺设备，且工 厂目前使用的工艺方法不能满足要求时，还要进行工艺试验及工艺评定的工作， 再有如此厚度的材料规格能否找到生产厂家也是大问题。而用板翅结构形式的填 料塔替代填料下塔后，不管空分设备有多大，都不存在增添新设备的要求，更不 存在进行新工艺试验的要求，避免了 "试制"过程带来的一切问题，可大大简化 组织生产的准备工作以及縮短生产周期，充分发挥和利用了现有资源，降低了生 产成本。(2) 翅片、隔板、封条组合后，可以得到刚性、强度很高的板翅结构形式 的填料，该组合填料直接固定在塔体上，不需要像规整填料那样设置填料的支承、 压紧等塔内件，从而避免了设备巨型化后塔内件的设计难题及安全问题。(3) 板翅结构形式的填料，本身已经由隔板分隔成各自完全独立的若干通 道，气液流体在各通道中进行热质交换，完全避免了现有规整填料所存在的在整 个塔体流通截面上，气液要偏流及混流的弊端，再配合使用配液封条，使液体的 均匀分布得到了技术保证，克服了大直径规整填料塔的气液均匀分布的难题，充 分保证了比规整填料高的填料效率。(4) 板翅结构形式的填料，其热质交换表面的主体是由翅片表面提供的， 而翅片的材料厚度可以降到最薄而不影响填料本身的刚性，即使用最薄的金属材 料，就可得到刚性很高的填料结构形式；现有的规整填料无法做到这一点，它的 薄金属板材厚度必须要有适当的厚度，才能保证规整填料本身的刚性。(5) 由于翅片的厚度可以降到最薄，因此翅片的节距可以降到最小(密度 可以加到最密)，在相同的体积内，可以提供更多的传质表面积进行热质交换， 其所具有的传质表面积，是现有的任何规整填料规格都无法比拟的，如目前工业 应用的规整填料，最多的比表面积是500型的金属板波纹填料，它的比表面积是 500m7m3，而目前己经使用的板翅式结构形式的填料翅片(如95J14015/30型和 95J10015/30型)，它的比表面积是1481 1995m7m3，为500型的金属板波纹填 料的3倍左右，由金属板波纹形填料的特性数据表可以看出，各种规格的规整填 料每米高度理论级数是和它的比表面积成正比的，因此板翅结构形式的填料每米高度理论级数，要比具有最多比表面积的500型金属板波纹填料还要大许多，进 一步提高了填料效率。(6) 该精馏塔可以实现模块化设计和生产，将每组塔体和集合器作为一个 单元，按设备规模的大小，将若干单元用管道并联连接，这样被分离物料的流量 不受限制，分离物料流量大的，多用几个单元，分离物料流量少的，少用几个单 元；对每个单元来说，由于其结构形式、热质交换的流道、分离空间、流体流动 速度等各个蒸镏条件、因素都是基本固定和相同的，所以蒸馏效率对所有并联单 元来讲，基本上是一致的，而大直径的规整填料塔的蒸馏条件，在塔的中心部位 和周边，有很大差别，无法做到和实现在整个填料塔的截面上蒸馏条件基本一致 这一点。板翅结构形式的填料进一步保证了精馏条件，也是塔设备巨型化后，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板翅式填料精馏塔，包括塔体和集合器，其特征是：所述塔体的外形呈矩形六面体，其包括隔板、翅片和封条，各隔板竖直平行放置，翅片和封条安放在各隔板之间，且封条位于翅片的两边，各隔板之间形成若干层独立的通道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章有虎，阎振贵，
申请(专利权)人：杭州中泰过程设备有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]