[发明专利]一种挡板式塔盘

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域中的一种用于气液传质的挡板式塔盘，用于精馏、吸收、脱硫、再生等塔器中。

背景技术

板式塔是石油化工生产过程中广泛应用的一种气液传质设备。现今，板式塔中广泛使用的一类塔盘是浮阀塔盘；该种塔盘每层含有溢流堰、降液管和受液盘，整层塔板处于一个平面。气相从阀孔-浮阀处吹出，与塔板上的液体接触进行传质。浮阀塔盘存在结构复杂、投资大、气液通量小的缺点。另一类塔盘为挡板式塔盘，参见Hydrocarbon Processing，September 1983/Data for towerbaffle design和Hydrocarbon Processing，May 1993/How to design baffletray column。普通挡板式塔盘的整层塔板也在一个水平面，不设降液管。这种挡板式塔盘仅在靠近溢流堰的部分塔板上开设筛孔，所以操作时，只有少部分液体从筛孔中流下形成液柱，大部分液体越过溢流堰流下，形成液帘。气相从塔盘下方横向穿过；液柱和液帘受气流冲击的影响，在靠近塔壁处的塔板上大量积聚，形成很厚的液层及液面梯度；这不利于液体的更新，降低了气液传质的效率。同时，由于液帘与气体的接触传质效果较之液柱与气体的接触传质效果较差，而这种挡板式塔盘形成的液柱数量有限，液体分散不够，也使得气液传质效率降低。

中国专利CN1032624C公开的“波型挡板塔盘”，是在普通塔板(即基板，V形塔板或筛板)的上方安装一波形挡板构成，是一种双层的复合塔盘；挡板的作用是减少雾沫夹带。CN1428183A公开的“喷嘴挡板式塔板”，是在水平塔板的升气孔上安装喷射筒，升气孔的下方设有分离板(类似于挡板)，分离板的作用主要是防止雾沫夹带。上述专利公开的挡板式塔盘所存在的主要问题是：结构复杂、投资偏大，气液通量小，处理能力相对较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种挡板式塔盘，以解决现有的浮阀塔盘和挡板式塔盘所存在的气液传质效率较低、结构复杂、投资偏大、处理能力不大的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种挡板式塔盘，包括塔板，塔板上设有溢流堰，其特征在于：塔板由沿液体流动方向呈向下的阶梯组成，在每一级阶梯的塔板上开设有筛孔，或是在每一级阶梯的塔板上开设阀孔，阀孔上安装浮阀，在塔板的下方、自塔板最高一级阶梯与塔器的塔壁相交的圆弧顶部设有倾斜向下的弓形导流板。

采用本发明，具有如下的有益效果：(1)本发明的挡板式塔盘，塔板由沿液体流动方向呈向下的阶梯组成。所设阶梯可以引导、促进液体的流动，使每一级阶梯塔板上的液面梯度变小，液层变薄，液体分布更趋于均匀。这就有利于提高传质效果；(2)在塔板上开设筛孔的情况下，由于每一级阶梯的塔板上均开设有筛孔，筛孔数量较普通挡板式塔盘增加，因而可以增加液体分散度及液体流量，同时也可减小塔板上的液面梯度。塔板上的液体在流动过程中从各筛孔淋下，形成更多的液柱，与塔盘下方横向穿过的气相发生传质，使气液接触更充分，雾沫夹带较少，传质效率得到提高；(3)在塔板上开设阀孔并在阀孔上安装浮阀的情况下，浮阀的开启度主要根据气相负荷的大小而定。当气相负荷较低时，浮阀开启度很小；当气相负荷较大时，浮阀开启度随之增大，以保证塔盘的正常操作。这就增加了本发明挡板式塔盘的操作弹性；(4)本发明的挡板式塔盘设有导流板，可以防止液流在气流作用下甩向导流板所处位置的塔器的塔壁形成壁流，而影响气液的正常接触和轻组分从重组分的分离；(5)本发明的挡板式塔盘不设置受液盘和降液管，结构简单，可以降低投资；(6)由于本发明的挡板式塔盘不设置受液盘和降液管，大大地节省了每层塔盘所占有的塔内空间；这些节省下来的空间都可以变成气液接触、传质的场所，从而提高本发明挡板式塔盘的处理能力；(7)由于气液接触空间增大，在气液处理能力相同的情况下，可以大大降低塔盘的压降，且有助于轻组分从重组分的分离，改善产品质量。与常规的F1浮阀塔盘相比，本发明塔盘在塔板上开设筛孔时压降约降低25～35％，开设阀孔并在阀孔上安装浮阀时压降约降低20～25％；(8)在操作过程中，由于气相依次横向穿过相邻两层塔盘之间的空间，可以减少雾沫夹带的产生。与常规的F1浮阀塔盘相比，本发明塔盘开设筛孔时雾沫夹带约减少15～45w％(w％表示重量百分数)，开设阀孔并在阀孔上安装浮阀时雾沫夹带约减少13～16w％。

本发明的挡板式塔盘可用于石油化工领域中精馏、吸收、脱硫、再生等塔器中；在要求低压降的减压塔以及其它塔器中都可以应用。