本发明属于气液接触塔技术领域,具体涉及一种高通量高除沫效率的复合塔板。
背景技术:
气液接触塔用于从多组分物料中分离出特定组分,一般来说,这种气液接触塔采用塔板或填料,或者二者的结合,散堆或规整填料与塔板的结合使用有利于改善物料中组分的分离效果;填料具有分离效率高、压降小、处理量和操作弹性大等优点,但是成本较高,对配套塔内件要求高;塔板抗堵塞、成本低、分离效率相对较大,但压降较大,处理能力较低和操作弹性较小;将塔板和填料复合是实现理想塔内件的有效途径之一。
除沫丝网填料具有比表面积大、重量轻、空隙率大、结构简单以及安装、使用方便等特点;尤其是它具有除沫效率高和压力降低的特点,有利于提高设备的生产效率,丝网对粒径≥3~5μm的雾沫,捕集效率高,而气体通过的压力降却很小。除沫丝网填料的机理:当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时,由于雾沫上升的惯性作用,雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上;细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降,使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点;细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用,使得液滴越来越大,直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时,液滴就从细丝上分离下落;气体通过丝网后,基本上不含雾沫。
本发明通过将一定厚度的除沫丝网填料作为规整填料层安装于塔板下方的气相空间,通过充分利用塔内空间和压力降小的特性,强化气流混合强度和接触界面更新速率,降低塔板雾沫夹带,从而提高液泛气速和塔板效率。
技术实现要素:
针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种能够降低雾沫夹带、提高气体通量、增大塔板高效区的高通量高除沫效率的复合塔板。
本发明提供如下技术方案:一种高通量高除沫效率的复合塔板,包括开设有阀孔的塔板、降液管和塔体,所述塔板安装在塔体的内部;其特征在于所述塔板下方与下层塔板、塔体之间形成的气相空间内安装有除沫丝网填料层,所述除沫丝网填料层为规整填料层,除沫丝网填料层为分块的框架结构,框架结构用钢条焊接成型,并装有双头螺栓,以便在塔板的支撑装置上固定填料框。
所述的一种高通量高除沫效率的复合塔板,其特征在于所述除沫丝网填料层的材质为06cr19ni10、022cr17ni12mo2、n6、ta0和合金材质中的一种,丝径为0.10mm~0.28mm。
所述的一种高通量高除沫效率的复合塔板,其特征在于所述除沫丝网填料层距塔板的距离为5~500mm,除沫丝网填料层的厚度为1~300mm。
所述的一种高通量高除沫效率的复合塔板,其特征在于所述塔板的直径为300~20000mm、阀孔开孔率为5%~30%;相邻两块塔板的间距为200~1500mm。
通过采用上述技术,与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1)本发明设置有除沫丝网填料层,除沫丝网填料具有除沫效率高和压力降小的特点,丝网对粒径≥3~5μm的雾沫,捕集效率达98%~99.8%,而气体通过的压力降却很小,有利于提高设备的生产效率;且其结构简单、安装使用方便。
2)本发明在操作运行时,气体穿过阀孔在塔板上液层中鼓泡,并形成一定高度的泡沫层,气体夹带少量液体泡沫经过复合的除沫丝网填料层时,除沫丝网填料起到了很好的捕集液沫作用;同时,在填料层中也存在有气液间的传质。当气液负荷增加时,填料层所起的捕沫作用也随之显著,因此,使塔板效率曲线的高效区更宽更高,当气体负荷减小,塔板漏液明显时,漏下的液体均匀淋降在复合的除沫丝网填料上,填料起到了高效传质的作用。
3)当本发明的高通量高除沫效率的复合塔板采用降液管时,相比较普通固定阀塔板能够降低雾沫夹带、提高气体通量和增大塔板高效区,保证液体的通过。
附图说明
图1为本发明的复合塔板结构侧视剖面图;
图2为本发明的复合塔板俯视图;
图3是普通固定阀与鼓泡板的连接的立体结构示意图;
图4是本发明的复合塔板与普通固定阀塔板的雾沫夹带率对比图;
图5是本发明的复合塔板与普通固定阀塔板的漏液率对比图;
图6是本发明的复合塔板与普通固定阀塔板的清液层高度对比图。
图中:1、塔板;2、除沫丝网填料;3、降液管;4、塔体;5、阀盖;6、阀腿;7、鼓泡板;8、固定阀阀孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合说明书附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
相反,本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本发明有更好的了解,在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
请参阅图1,一种高通量高除沫效率的复合塔板包括开设有阀孔的塔板1、降液管3和塔体4,塔板1安装在塔体4的内部;所述塔板1下方与下层塔板、塔体4之间形成的气相空间内安装有除沫丝网填料层2,所述除沫丝网填料层2为规整填料层,除沫丝网填料层2为分块的框架结构,框架结构用钢条焊接成型,并装有双头螺栓,以便在塔板1的支撑装置上固定填料框。
其中,塔板1的直径为300~20000mm、阀孔开孔率为5%~30%;相邻两块塔板1的间距为200~1500mm;除沫丝网填料层2的材质为06cr19ni10、022cr17ni12mo2、n6、ta0和合金材质中的一种,丝径为0.10mm~0.28mm;除沫丝网填料层2距塔板1的距离为5~500mm,除沫丝网填料层2的厚度为1~300mm。
如图2所示,是普通固定阀塔板,塔盘上开有196个阀孔,塔板开孔率20.15%。相邻的固定阀之间呈正三角形排布,阀孔直径40mm,圆心距为85mm,塔板采用矩形降液管。
如图3所示,为普通固定阀,包括阀盖5、阀腿6、鼓泡板7和固定阀阀孔8;其中,阀盖直径40mm,阀腿高10mm,阀腿长20mm,阀腿宽5mm,它是从塔板上直接冲压成形,阀体为圆形。
实施例一
在板间距为600毫米、直径1200毫米的有机玻璃塔中,安装三块普通固定阀塔板或高通量高除沫效率的复合塔板,中间层塔板为测试塔板,下层塔板为气体分布板,上层塔板为液体分布板,塔盘上开有196个阀孔,塔板开孔率20.15%,相邻的固定阀之间呈正三角形排布,阀孔直径40mm,圆心距为85mm,塔板采用矩形降液管为液体流通通道,在上层塔板上方安装雾沫收集器;除沫丝网填料层与塔板间隔一定距离,该距离为20mm,除沫丝网填料材质为06cr19ni10,丝径为0.2mm,复合的除沫丝网填料层的厚度20mm。以空气和水为操作物系,测定不同气液负荷下,普通固定阀塔板和高通量高除沫效率的复合塔板的雾沫夹带(本实施例采用的高通量高除沫效率的复合塔板对照上述图1的结构,本实施例采用的普通固定阀塔板对照上述图2的结构)。
测试结果见图4,图中横坐标为阀孔动能因子,纵坐标为雾沫夹带率。可以看出,在同一喷淋密度下,当阀孔动能因子为10~16(m·s-1)·(kg·m-3)0.5时,高通量高除沫效率的复合塔板的雾沫夹带率比普通固定阀塔板降低10%~30%。
实施例二
在板间距为600毫米、直径1200毫米的有机玻璃塔中,安装三块普通固定阀塔板或高通量高除沫效率的复合塔板,中间层塔板为测试塔板,下层塔板为气体分布板,上层塔板为液体分布板;塔盘上开有196个阀孔,塔板开孔率20.15%;相邻的固定阀之间呈正三角形排布,阀孔直径40mm,圆心距为85mm,塔板采用矩形降液管为液体流通通道,在下层塔板下方安装漏液收集器。除沫丝网填料层与塔板间隔一定距离,该距离为20mm,除沫丝网填料材质为06cr19ni10,丝径为0.2mm,复合的除沫丝网填料层的厚度20mm。以空气和水为操作物系,测定不同气液负荷下,普通固定阀塔板和高通量高除沫效率的复合塔板的漏液率(本实施例采用的高通量高除沫效率的复合塔板对照上述图1的结构,本实施例采用的普通固定阀塔板对照上述图2的结构)。
测试结果见图5,图中横坐标为阀孔动能因子,纵坐标为漏液率。可以看出,在同一喷淋密度下,当阀孔动能因子为5.8~8.3(m·s-1)·(kg·m-3)0.5时,高通量高除沫效率的复合塔板的漏液率比普通固定阀塔板降低约10%。
实施例三
在板间距为600毫米、直径1200毫米的有机玻璃塔中,安装三块普通固定阀塔板或高通量高除沫效率的复合塔板,中间层塔板为测试塔板,下层塔板为气体分布板,上层塔板为液体分布板;塔盘上开有196个阀孔,塔板开孔率20.15%;相邻的固定阀之间呈正三角形排布,阀孔直径40mm,圆心距为85mm,塔板采用矩形降液管为液体流通通道。除沫丝网填料层与塔板间隔一定距离,该距离为20mm,除沫丝网填料材质为06cr19ni10,丝径为0.2mm,复合的除沫丝网填料层的厚度20mm。在中层塔板上开4个直径10mm的圆孔,插入4根长3cm、直径10mm的铜管,铜管上侧开口与塔盘上面齐平,铜管下侧开口通过胶皮管与液位计相连。以空气和水为操作物系,测定不同气液负荷下,普通固定阀塔板和高通量高除沫效率的复合塔板的清液层高度(本实施例采用的高通量高除沫效率的复合塔板对照上述图1的结构,本实施例采用的普通固定阀塔板对照上述图2的结构)。
测试结果见图6,图中横坐标为阀孔动能因子,纵坐标为塔板上清液层高度。可以看出,在同一喷淋密度下,当阀孔动能因子为1.0~15.0(m·s-1)·(kg·m-3)0.5时,高通量高除沫效率的复合塔板的清液层高度比普通固定阀塔板大约高30%。
通过对比上述实施例的结果,可以看出相同操作条件下,高通量高除沫效率的复合塔板的雾沫夹带、漏液率明显低于普通固定阀塔板,清液层高度大于普通固定阀塔板;说明与普通固定阀相比,高通量高除沫效率的复合塔板能够显著的降低塔板雾沫夹带,有效减少阀孔漏液,塔板液层中气液接触剧烈,增加了气体在塔板上的停留时间,强化了气液接触传质,提升了塔板的传质效率、处理能力和操作弹性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种高通量高除沫效率的复合塔板,包括开设有阀孔的塔板(1)、降液管(3)和塔体(4),所述塔板(1)安装在塔体(4)的内部;其特征在于所述塔板(1)下方与下层塔板、塔体(4)之间形成的气相空间内安装有除沫丝网填料层(2),所述除沫丝网填料层(2)为规整填料层,除沫丝网填料层(2)为分块的框架结构,框架结构用钢条焊接成型,并装有双头螺栓,以便在塔板(1)的支撑装置上固定填料框。
2.根据权利要求1所述的一种高通量高除沫效率的复合塔板,其特征在于所述除沫丝网填料层(2)的材质为06cr19ni10、022cr17ni12mo2、n6、ta0和合金材质中的一种,丝径为0.10mm~0.28mm。
3.根据权利要求1所述的一种高通量高除沫效率的复合塔板,其特征在于所述除沫丝网填料层(2)距塔板(1)的距离为5~500mm,除沫丝网填料层(2)的厚度为1~300mm。
4.根据权利要求1所述的一种高通量高除沫效率的复合塔板,其特征在于所述塔板(1)的直径为300~20000mm、阀孔开孔率为5%~30%;相邻两块塔板(1)的间距为200~1500mm。
技术总结