[发明专利]旋转涡流喷射式塔盘

说明书

本发明涉及化学工业中传质吸收塔和精馏塔的塔盘。本塔盘由放射形喷射管或喷射罩和塔板等部件组成。上升气体经升气和降气通道，进入喷射管或喷射罩，然后从喷孔高速喷出，人为地产生大量涡流，并推动液体旋转近一周后，经扇形溢流管，排入下一层塔盘。本塔盘克服了现有塔盘多种弊病，并借涡流的作用，大大增加了气液两相的接触时间和面积，塔板效率和操作弹性大幅提高。塔板上可加设传热装置。适用于加、减压吸收塔及各种精馏塔。

技术领域：

化学工业传质吸收塔和精馏塔的塔盘

背景技术：

目前国内外化学工业使用的传质塔盘的功能，全部局限于塔板的作用。都必须在塔板上 钻孔。操作时，既要求气体能顺利从孔中上升，又要求液体不能从孔中下漏。故此产生了一 系列无法克服的弊病。例如塔板漏液、气液接触时间和面积难以提高，板上液流“返混”，液 面落差，雾沫夹带，气液两相湍动程度低，操作弹性低，操作条件要求高等。更重要的是传 质速度被限定在以“分子扩散”为主的低速传质范围内，塔板效率难于提高。而“涡流扩散” 这种最关键的高速传质方式却被长期搁置。有资料记载-涡流扩散速度是分子扩散的数量级 倍，至今涡流传质技术的应用在国内外仍然是个空白。

发明内容：

本发明提供的旋转涡流喷射式塔盘彻底摆脱了现用塔盘对塔板的依赖。上升气体经升气 和降气通道，进入放射形喷射管或喷射罩，然后从喷射孔高速向斜下方喷出，人为地生成大 量涡流。同时推动液体沿同一切线方向旋转近一周后，经扇形溢流管排入下层塔盘。原塔板 变为贮存液体的器底。

综上所述，本发明打破了塔盘结构的传统模式，故此一举克服了现用塔盘的各种弊病， 强化了多种传质条件，尤其是实现了以持续“涡流扩散”为主的高速传质方式，与现有塔板 相比，传质速率和操作弹性大幅度猛增了数倍。因此，本发明为国内外传质塔盘结构填补了 涡流传质技术的空白。

本发明涉及的塔盘主要由升气管、降气通道(包括中心降气筒、外周降气筒和导管)，放 射形喷射管、喷射罩，扇形溢流管、塔板和塔体构成。

附图说明：

本发明参照附图说明如下：

图中1.升气管 2.中心降气筒 3.放射形喷射管 4.喷射孔 5.外周降气筒 6.导管7.塔体 8. 塔板 9.上层塔盘扇形溢流管 10.本塔盘扇形溢流管 11.列管热交换器 12.喷射罩 13.螺栓螺母 14.喷射罩外壳 15.管箍 16.倒扣中心桶 17.气泵 18.液封溢流管19.二流式气流喷咀 20.内管 21.外套 22.垫片 23.底座 24.花板 25.封头 26.过热蒸汽进气孔 27.石油气进气管 28.溢流液 贮槽 29.串连液封管

如图一、图二所示，以气体吸收为例。溶剂从塔顶加入后，经各溢流管逐板下流，借升 气管和溢流堰的作用，每层塔板上均永久存有固定液面高度的液层。从下层塔盘上升的气体 经升气管进入上一层塔盘后，一路在中心降气筒(筒顶用顶盖密封)中下降，另一路经导管 进入外周降气筒。两股气流分别从两端进入放射形喷射管，然后从喷射孔高速喷出。由于气 体是从圆孔中出发，并高速向液体中喷射，每个喷射孔均产生一股大涡流。涡流沿同一切线 方向，先向斜下方前进，然后转向斜上方；同时相邻两股涡流碰撞或摩擦后，又产生无数个 小涡流，并可持续一段时间。待上升至液面时转化为泡沫层，传质过程继续进行。最后，未 被吸收的气体离开泡沫层，上升入上层塔盘升气管中；液体被气体推动，旋转近一周后，上 部液体越过溢流堰，顺扇形溢流管，排入下一层塔盘。

为了适应大型精馏塔安装加热器可以把放射形喷射管改为若干个独立的喷射罩(12)，按 圆形排列布置在塔板上。对于不同的精馏塔或吸收塔，放射形喷射管和喷射罩，可单独使用， 也可以组合使用。