[实用新型]立体传质液体同向流塔

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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多为板式塔，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。

实用新型内容

本实用新型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立体传质液体并流塔。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种立体传质液体同向流塔，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，所述降液系统包括中心降液管、中间受液盘、降液挡板、导流管和环形受液盘；在塔板上对应中心降液管的进口周围设置有溢流堰，中心降液管穿越塔板中心并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，中间受液盘与中心降液管之间设置有液体流出通道；环形受液盘位于下一层塔板的周边，导流管出口与环形受液盘对应。

本实用新型所述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。

所述降液系统的进一步改进在于：所述导流管为圆形管、矩形管或上开口槽钢中的一种。

所述降液系统的改进还在于：所述环形受液盘为平板型或者凹形。

所述环形受液盘的改进在于：所述平板型环形受液盘与塔板之间设置有进口堰。

本实用新型所述塔板的改进在于：所述塔板上的升气孔环中心降液管成圆形布置，所述升气孔的形状为矩形、弧形、圆形、梯形或它们的组合中任意一种。

本实用新型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。

本实用新型的改进还在于：所述帽罩与塔板之间空隙的高度为0～25mm。

本实用新型的工作原理如下所述：