[发明专利]一种仿生结构降膜脱挥塔内构件及脱挥塔

说明书

本发明公开了一种仿生结构降膜脱挥塔内构件及脱挥塔，包括塔板本体、位于塔板本体底部的支撑件、位于塔板本体表面的降膜件，所述降膜件内均设置有若干个仿生结构元件。本发明所述的塔板本体上设置有仿生结构元件，同传统的锥形降膜元件相比，本发明能够将静摩擦转化为滑动摩擦，从而减少流动阻力，增加高粘流体在伞板上的平均流速特点，使得锥板上膜厚变薄，强化传热传质；本发明通过多层嵌叠的仿生结构元件有利于近壁面流体向膜表面移动，从而起到增强膜表面更新，有利于VOCs的脱除，强化脱挥效果。

技术领域

本发明涉及脱挥塔技术领域，具体涉及一种仿生结构降膜脱挥塔内构件仿生结构降膜脱挥塔内构件及脱挥塔。

背景技术

现有技术中，脱挥是化工生产中的一个重要环节，其任务是把挥发性物质从液相转移到气相以从流体中排出。脱挥效果直接影响产品的品质和应用领域，重要性仅次于聚合反应过程和工艺配方。

目前已有多种脱挥设备应用于工业领域，以螺杆挤出机，盘环缩聚反应器为代表的动态旋转脱挥设备虽然借助于旋转搅拌元件达到强化表面更新，物料均匀混合等优点，但结构过于复杂，制造和运行成本高。管外降膜或光滑直板型脱挥塔内部通过在重力和惯性力作用下自由降膜或流下液柱以提供相当大的气液界面；采用单层降膜元件时，由于聚合物溶液/熔体粘度随脱挥过程不断变化，导致其降膜的时间不可控，适用范围窄，且自由降膜过程中，物料几乎不发生混合与更新，液膜内部物料难以暴露出气液相界面，导致脱挥效率低，获得产品质量不均一。

现有技术中，通常采用成膜通道交替组合的多层栅板来实现多层降膜，以解决混合效果差、停留时间不均、流体脱挥效果差的问题，但是，其在使用过程中仍旧存在部分流体未脱挥或脱挥效果差的情况，导致流体质量不均一，若需保证脱挥效率及质量，必须对流体进行重新混合后再进行多次脱挥，成本较大且效率较低。

对此，中国专利CN108434791A公开了一种高效脱挥塔内构件，包括锥形顶帽、锥形塔板、支撑件，第一锥形塔板顶部设有锥形顶帽，第一锥形塔板底部与第二锥形塔板顶部通过溢流堰连接，第一锥形塔板底部设有带第一支撑件的环栅板，第二锥形塔板底部设有一圈第二支撑件，第二支撑件底端连接第三锥形塔板，第三锥形塔板底部设有一圈第三支撑件，第三锥形塔板顶部横截面高于第一锥形塔板底部横截面，该申请具有内部流动阻力小无死区、成膜性好、表面更新速率快的优点，但是其在塔板上流动时静摩擦力较大，流动阻力较大，流体在塔板上较难分布开，膜层较厚，不易于降膜，脱挥效果较差。

因此，针对上述问题，设计一种仿生结构降膜脱挥塔内构件及脱挥塔，处理粘度范围宽，能够减少流动阻力和薄膜厚度，增大液膜表面更新，从而强化传质和传热性能，以确保流体的脱挥质量，提高脱挥效率，对本领域技术人员来说是有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿生结构降膜脱挥塔内构件及脱挥塔，将静摩擦转化为滑动摩擦，从而减少流动阻力，有利于近壁面流体向膜表面移动，从而起到增强膜表面更新，强化脱挥效果。

一种仿生结构降膜脱挥塔内构件，包括塔板本体、位于塔板本体底部的支撑件、位于塔板本体表面的降膜件，所述降膜件内均设置有若干仿生结构元件。

优选地，所述塔板本体包括锥形塔板、圆台形塔板、方形塔板、伞板、斜板，流体从所述塔板本体的上方向下方流动。

优选地，所述塔板本体为锥形塔板，所述塔板本体的上端为锥角，所述降膜件内的仿生结构元件的数量沿流体流动方向依次增多。

优选地，所述锥形塔板上端锥角的角度为30°～150°。

优选地，所述锥形塔板上端锥角的角度为45°～135°，更优选为60°～120°，最优选为90°。

优选地，所述锥形塔板底部的直径为：50～1500mm，更优选为100～1000mm。