[发明专利]一种串联型高速自旋流气液传质系统

说明书

本发明公开了一种串联型高速自旋流气液传质系统。所述气液传质系统由多组塔板构件、塔板及壳体构成，所述壳体内包括多组塔板构件和多块塔板；每组所述塔板构件由若干个串联的塔板构件构成，每个塔板构件包括气液分离管、底板、降液管、空心螺旋板喷头、环板、进液管和双螺旋结构帽。本发明系统强化了气液传质效果，减少塔径塔高，提高了气液传质效率。

技术领域

本发明涉及气液强化传质及节能技术领域，特别是涉及一种串联型高速自旋流气液传质系统。

背景技术

随着石油化工生产装置的不断扩能升级，生产装置的处理量和体积不断加大，其中塔器是石化生产装置中尤为重要的设备。大直径塔器设备不仅增加了设备运输、现场安装的难度，重要的是大幅度增加了设备投资。因此，研发高效、大通量的气液传质塔器及塔盘具有很大的意义。

国内外Ⅰ类大通量塔板是通过减少阻力来增加有效重力系数，一方面采用喷射式塔板减少板间压降，比如舌型塔板、网孔塔板等；另一方面通过改变降液管结构或气液接触元件减少阻力。国内外Ⅱ类大通量塔板的原理是通过离心力来增加重力场力，通过引入离心接触和分离装置，提高塔板的处理能力和效果。比如Shell公司开发的Con-Sep塔板、Jager公司研发的Co-Flo塔板等，这些塔板以离心力强化传质后，存在大量雾沫夹带现象，如何再使气液能高效分离是该塔板的技术不足。

专利CN104959106B公开了一种气升旋流吸液与降液隔离式塔板，该发明属于接触式气液传质技术领域。 其机理和外貌类似于普通塔板，但具明显差别。首先，该发明增设了一个隔绝气相的进液储液夹层，从而完全避免了常规塔板中，高速气相上升流推举液相，使其下降受阻导致“液泛”的问题。其次，在气相上升流各通道中，均固装一组旋流导流叶片，使上升气相高速旋转，产生离心力场：一方面从中心低压区吸入液相，使液相的循环流动更加顺畅；另一方面使吸入的液相在气相旋转“组合涡”层间角速度差剪切的作用下，撕裂成无数细小的雾滴颗粒，大大增加了与气相接触的比表面积，提高气液传质的效率；同时，高速旋转流场使得形成的雾滴高效分离，避免了雾沫夹带现象。该发明可成倍提升塔内气体流速、减小塔径，提高设备的单位体积效率。但是该发明中气相升流管的管壁设有多个管壁孔，处理气体可以通过管壁孔进入塔板之间的空间形成涡流而增加塔板阻力，并且气体只能通过气相升流管流动至塔顶，气体在塔板间不能再次分配，气体在塔内可能存在偏流问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种串联型高速自旋流气液传质系统。所述系统通过设置静态旋流构件、高效气液分离构件等，强化气液传质效果，减少塔径塔高，提高气液传质效率。该系统具有安全可靠、设备及操作简单、投资费用低等特点。

本发明提供了一种串联型高速自旋流气液传质系统，所述气液传质系统由多组塔板构件、塔板及壳体构成，所述壳体内包括多组塔板构件和多块塔板；每组所述塔板构件由若干个串联的塔板构件构成，每个塔板构件包括气液分离管、底板、降液管、空心螺旋板喷头、环板、进液管和双螺旋结构帽；

所述若干个塔板构件首尾连接串联成一组塔板构件，相邻两个塔板构件连接时，二者的气液分离管焊接固定，下方塔板构件的双螺旋结构帽与上方塔板构件的空心双螺旋喷头末端焊接固定。

所述气液分离管贯穿塔板设置；气液分离管的中下部设置空心螺旋板喷头，空心螺旋板喷头的中下部设置环板，环板与空心螺旋板喷头线接触处焊接固定；气液分离管下端设置圆环形底板，所述底板外边缘与气液分离管底部焊接，底板内边缘与环板外壁焊接固定。

所述空心螺旋板喷头呈螺旋板状，其内部为空心结构，进液管一端与空心螺旋板喷头顶端进液口连接，另一端即进口端穿过气液分离管管壁延伸至相邻塔板上方；所述空心螺旋板喷头的螺旋板外表面均匀设置若干小孔及翅片，若干小孔与进液管相连通，若干翅片与螺旋板外表面焊接固定，若干小孔的开孔面积小于等于进液管截面积。