[实用新型]一种用于分离可燃性气体的金属填料分馏塔

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体分馏塔，尤其是一种用于分离可燃性气体的金属填料分馏塔。

背景技术

采用气体分馏塔对混合气体进行分离是一种常用的低温精馏的方法，它是先将气体混合物冷凝为液体，然后再按各组分蒸发温度的不同，在分馏塔内将它们分离。近年来，由于能源紧缺，可燃性气体混合物的分离利用，逐渐引起人们的重视。例如煤矿瓦斯气就是一种可燃性气体混合物，其中含有30％～45％的甲烷，其余是空气。为了很好地利用其中的甲烷气（也就是天然气），就需要采用气体分馏塔对煤矿瓦斯气体进行低温分离。

可燃性气体混合物的分离，存在着一定的安全隐患。只有掌握了它的规律，才能够确保安全。可燃性气体燃烧和爆炸有三个要素，就是：1)可燃性气体处于一定的浓度范围；2)有最低浓度以上的氧气存在；3)有最小温度、能量、持续时间的点火源。这三个要素，缺一不可，只要缺少一个要素，它就不可能发生燃烧和爆炸。例如在煤矿瓦斯气低温分离的项目中，原料气含甲烷在30%以上，已经超出了常温常压下甲烷燃烧和爆炸的浓度范围（一般为5～15％）。因此，在一般情况下，在装置内没有发生燃烧和爆炸的可能。但是，在低温分馏塔中，气体的甲烷浓度是逐渐变化的，塔底的甲烷浓度最高，塔顶的甲烷浓度最低。因此在分馏塔中必然有一段，其气体的甲烷浓度正好处在甲烷燃烧和爆炸的浓度范围。尽管可以采取措施，避免在分馏塔中出现静电火花，以防止燃烧和爆炸事故的发生，但是为了确保全，还应该对分馏塔的结构进行改进。

通常分馏塔的结构分为筛板塔和填料塔两种。筛板塔是塔内安装有数十层（30～40层）筛板，筛孔的直径根据设备流量的大小从0.8～2mm不等，因为筛板数量多，所以筛孔直径不能太小，否者阻力就太大。另外，筛板塔与填料塔相比，传热面积也要小得多。填料塔是在塔内填放了许多金属或非金属填料，由于可燃性气体混合物的浓度通常不稳定，而金属填料塔具有工作弹性好、阻力小、不容易产生静电、传热面积大等优点，所以很适合可燃性气体的分离。但是金属填料塔的间隙却偏大，一般都在几个毫米以上。

根据阻火器的原理，火焰通道越小，传热面积越大，壁面的冷却效应而产生的热损失就加大，参加燃烧的活化分子就减少，导致燃烧温度降低与火焰传播速度降低。当通道直径小到一定程度、传热面积大到一定程度时，火焰就不能通过和传播。根据国际电工协会（IEC）的测试，不同的可燃性气体有不同的“最大实验安全间隙”，例如：乙炔为0.25mm，氢气为0.28mm，乙烯为0.65mm，丙烯为0.90mm，甲烷为1.12mm。这样，如何一方面发挥金属填料塔在可燃性气体分离上的优点，另一方面又能够使它具有良好的阻火功能，就是一个需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型针对如何一方面发挥金属填料塔在可燃性气体分离上的优点，另一方面又能够使它具有良好的阻火功能的需要，提供一种用于分离可燃性气体的金属填料分馏塔，该分馏塔可以有效地防止可燃性气体在分离过程中可能出现的燃烧和爆炸。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于分离可燃性气体的金属填料分馏塔，包括分馏塔塔体，所述分馏塔塔体的上部设有冷凝器，下部设有蒸发器，中部设有进料口，所述进料口的上方具有上段金属填料，所述进料口的下方具有下段金属填料，所述金属填料分馏塔内设有至少一块阻火筛板。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述阻火筛板的数量为1～3块。

进一步，所述阻火筛板的数量为1块时，所述阻火筛板设于上段金属填料中、下段金属填料中或者上段金属填料和下段金属填料之间。

进一步，所述阻火筛板的数量为2块时，所述阻火筛板设于上段金属填料中、下段金属填料中、以及上段金属填料与下段金属填料之间的任意两个位置处。

即，所述阻火筛板可以设于上段金属填料中和下段金属填料中，也可以设于上段金属填料中以及上段金属填料与下段金属填料之间，也可以设于下段金属填料中以及上段金属填料与下段金属填料之间。

进一步，所述阻火筛板的数量为3块时，所述阻火筛板分别设于上段金属填料中、下段金属填料中和上段金属填料和下段金属填料之间。

进一步，所述阻火筛板的筛孔直径小于或等于分离气体中可燃性气体的最大实验安全间隙。

进一步，所述每块阻火筛板下方依次设有液体搜集器和液体分布器。