[发明专利]对流式塔板

说明书

本发明属于一种用于炼油、化工、轻工、石油化工、湿法冶金及环保等领域的蒸馏、吸收、解吸、萃取、洗涤和汽提等塔设备的重要分离元件。

板式塔在工业上有着广泛的应用，近年来发展较快、应用较多的导向浮阀塔板和网孔塔板等，在提高塔的传质效率和生产能力方面有了很大进步，因而得到广泛应用和推广。中国专利CN1194879公布了一种《矩形悬挂降液管导流塔板》，其特征在于在降液管底孔对应的塔板位置上加装导流板和导流孔，且相邻两板的降液管互成90°排列。上述塔板在结构上共同之处是每两层塔板之间用降液管连通，工作时，上层塔板上的液流通过降液管流到下层塔板上，气体则穿过塔板孔隙从液层中鼓泡上升。这就存在两个问题，一是在两层塔板之间气体上升并未与下行液体接触，气液两相之间没有发生传质，浪费了塔的内部空间和高度，使设备未能充分发挥效能；二是当塔内气相负何增大时，上升气流使塔板上鼓泡发展为泡沫夹带或雾沫夹带，使塔板上的液体成为气液乳状物，其密度大为降低，其在降液管内的静压力降低，加之气压升高，达一定程度时，气液乳状物便不能下行，也就是说：因塔板上产生的泡沫夹带或雾沫夹带未能得到抑制，因而限制了板式塔的生产能力。中国专利CN1204543A公开了一种《全有效区错流塔板》，其主要特征是在传统塔板的降液槽内安装并流喷射传质单元或垂直筛板的帽罩，充分利用整个塔板，使降液槽也成为传质有效区域．这种结构的塔板，由于“提出了对降液槽内混合后的液体通过液体分布盘进行分布”，这对于提高塔板的传质效率有明显的效果．但是它在结构上存在如下问题：该塔板上的液体下行是从导液孔流出的，流出量的大小由导液孔的开孔率确定，当液相负荷较低时，降液槽内液层过薄，容易出现漏液干塔现象；当液相负荷增大时，塔板上液层厚度就会逐渐增加，到一定程度时可能出现液泛。如果将导液孔开孔率设计较小，可能因液满而液泛，如果将开孔率设计较大，又可能因漏液而干塔一这就是通过一定开孔率实现降液的塔板所共有的缺陷。

本发明的目的是为了克服现有塔板的不足，提高塔设备的传质效率和生产能力，提出一种不仅气体穿过塔板孔隙鼓泡传质，而且在两层塔板之间，均匀淋降的液流与连续上升的气流接触传质的气液对流式塔板。为了更好地实现这个目的，依据本发明的技术构思还提出一种竖式波纹填料和一种对流式萃取塔。为了清楚明白地说明本发明的内容，下面分三个方案分别叙述各项发明的具体内容。

【方案一】一种对流式塔板，包含有塔板、降液管、淋液盘和液封槽，塔板上均布筛孔并水平固定在塔壁内，塔板上设置有一根或多根降液管，降液管为矩形或圆形或椭圆形的管道，其上端穿过并固定在塔板上，穿过部分或可钻有若干孔洞，其下端有间隙地插入液封槽内，液封槽的底部或可钻有孔洞，液封槽的上边缘与水平设置在塔板下面的均布小孔的淋液盘连为一整体，在降液管上部或可设置防止液流直接进入的帽罩。塔板上或可设置若干个浮阀，浮阀满足使浮阀浮动起来的气体压力低于使气体穿过液封层从降液管内往上升的气体压力；塔板下面或可水平设置均布筛孔的分散盘，或者水平设置一层或数层网孔板。

为提高塔的生产能力，本发明提出一种可灵活浮动、结构简单的盘式浮阀。盘式浮阀设置在有气流通道的对流式塔板上，它包含有阀片和卡柱，阀片呈圆盘形或其它形状，阀片上或可钻有若干个适于气流穿过的的小孔，卡柱固定在塔板上同时将阀片卡住、使阀片只能在设定的间隙内上下浮动。这样形成的盘式浮阀，上下浮动的摩擦阻力很小，选用适合于工作介质要求的材质作成阀片时的自身重量很轻，使阀片浮升起来的力较小而且稳定。当其工作时，随着气速的增大，气体压力升高到设定值时，能准确地将阀片浮升起来，浮升后阀片与塔板之间的间隙让气流通过，避免了气体压力升高，从而也避免了液泛现象的发生。适当设计阀片的形状、大小、数量及浮升间隙，可使盘式浮阀塔板具有很高的生产能力和操作弹性。

为了强化传质，减少压力降，提高塔的生产能力，缩短塔的尺寸高度，满足某些物料的分离要求，在本发明的对流式塔板上面或下面设置填料，填料可以是现有技术中的各种散堆填料或规整填料，也可以是一种具有优良传质性能的新型填料。但是，现有技术中的填料存在种种缺点，为了更好地发挥本发明的对流式塔板与填料复合使用时的效果，本发明还将在[方案二]中提出一种竖式波纹填料。

本发明的对流式塔板与以往的塔板相比具有以下明显的优点：

1．塔板的操作弹性显著提高。由于降液管的通过量及分布可任意设定并插入液封槽一定的深度，因此，液相负荷或大或小，均不易出现气流从降液管内上升或塔板上漏液的现象。