CN101721826B

CN101721826B - 一种鼓泡塔

Info

Publication number: CN101721826B
Application number: CN2008102283550A
Authority: CN
Inventors: 彭德强; 刘忠生; 刘杰; 姜阳; 李欣; 戴金铃
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: CN101721826A

Abstract

本发明公开了一种鼓泡塔，包括筒体、气相分配器、液相分配器、降液管和至少一个鼓泡床层，鼓泡床层底部为塔盘组件，塔盘组件包括鼓泡床塔板和分布设置在鼓泡床塔板上的鼓泡脉冲阀，鼓泡脉冲阀结构包括下部穿过鼓泡床塔板的圆形通筒、钢球和钢球限位帽，圆形通筒顶部活动放置密封钢球，钢球限位帽设置在钢球上方，钢球限位帽与钢球顶部设置适宜空间，钢球限位帽上开设筛孔。本发明的气液传质设备结构简单、占地面积小、传质效率高、操作弹性大、无漏液、充分利用鼓泡床层间的空间。适用于气液传质与反应，可广泛应用于石油化工和环保等领域。

Description

一种鼓泡塔

技术领域

本发明涉及一种鼓泡塔，属于气液传质设备，可广泛用于炼油、化工、环保等领域的蒸馏、吸收、洗涤、汽提等工艺过程。

背景技术

气液传质是化工单元操作常用的工艺过程之一。常用的气液传质设备有板式塔、填料塔、喷淋塔等，其中板式塔种类繁多，有泡罩式、浮阀式、舌板式、斜孔式、筛板式等。板式塔的优点为费用低、不易堵塞，生产能力大，操作特性大，检修容易。缺点是液层厚、阻力大，有返混现象，气液接触效率需进一步提高。填料塔***阻力小、传质面积大，但费用高易堵塞，气速不易提高。筛板鼓泡塔优点是压降小、设备结构简单、可形成层流温和的气液接触工况，缺点是操作弹性小、容易发生漏液等。CN2373150Y公开了一种顺流组合型板式精馏塔，采用“N”型长条元件塔板。CN2251431Y公开了一种气液传质用塔板，其溢流上沿采用锯齿形结构，塔板采用栅板。CN1709541A公开了一种气液传质设备-板式塔，塔板为弓形板，弓形板设有锯齿形上沿，液体沿板沿呈液幕状流动，气体与液幕错流鼓泡反应，全塔形成逆流接触。CN1754605A公开了一种具有多孔表面的塔板，塔板孔的平均孔径10～200微米。CN1264606A公开了一种填充式筛板塔，采用了可拆卸的规整填料。CN1204543A公开了一种错流塔盘，其主要特征是在传统塔盘的降液槽内，安装并流喷射传质单元或垂直筛板的泡帽，充分利用整个塔板，使降液槽也成为垂直有效区域。CN1294936A公开了一种对流式塔板，其主要特征是塔板采用盘式浮阀；降液管下部设置淋液盘、分散盘和一层或数层网孔板，形成喷淋段。上述气液接触设备存在结构复杂、气液接触效率低、操作弹性小和易漏液等一种或几种不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、占地面积小、操作弹性大、无漏液、气液接触效率高的鼓泡塔。

本发明鼓泡塔包括筒体、气相分配器、液相分配器、降液管和至少一个鼓泡床层，气相分配器设置在筒体下部，液相分配器设置在筒体上部，鼓泡床层设置在气相分配器和气相分配器之间，鼓泡床层底部为塔盘组件，塔盘组件包括鼓泡床塔板和分布设置在鼓泡床塔板上的鼓泡脉冲阀，鼓泡脉冲阀结构包括下部穿过鼓泡床塔板的圆形通筒、钢球和钢球限位帽，圆形通筒顶部活动放置密封钢球，钢球限位帽设置在钢球上方，钢球限位帽与钢球顶部设置适宜空间，钢球可以在圆形通筒上端开口和钢球限位帽之间自由活动，钢球限位帽与圆形通筒固定连接，钢球限位帽上开设筛孔，降液管为通过鼓泡床塔板的通筒结构。

本发明鼓泡塔中，在至少一个鼓泡床层下面设置喷淋段，设置淋液盘，降液管将鼓泡床上的液体导入淋液盘，淋液盘将液体分散与向上流动的气相接触。淋液盘的结构包括淋液塔板、圆筒形围堰和溅板分配器，圆筒形围堰分布设置在淋液塔板上，圆筒形围堰内部的淋液塔板设置开口，开口下方吊挂溅板分配器，圆筒形围堰上端具有V形齿槽。溅板分配器由至少一块溅板及拉杆构成，拉杆将溅板分配器吊挂在淋液塔板下部，溅板上开设筛孔。

降液管上端开口高度按照鼓泡床需要控制的液位高度确定，上端开口开设V形齿槽，降液管下端设置液封槽。

本发明根据气液传质与反应工艺特点，设置若干内构件，工作时，液相通过入口进入到设置在筒体上部的液相分配器，喷洒到床层；气相自塔底部进口进入到气相分配器，分布到塔内。降液管高出塔板一定高度，液相在鼓泡床塔板上形成液层；鼓泡床塔板上安装了若干个鼓泡脉冲阀，鼓泡床塔板与淋液塔板间形成气室，随着鼓泡脉冲阀的开启与关闭，该气室内压力产生规则性波动，气相形成脉动流，使得气相在鼓泡床塔板上的液层中生成的气泡均匀且不聚并；气液两相在此实现鼓泡接触，进行传质与反应。液相自降液管自流至液封槽，液封槽的筒体上沿高于淋液塔板，液相均匀分布到淋液塔板上，淋液塔板上设置圆筒形围堰及相应数量的溅板分配器；液相流入围堰在重力作用下坠落至溅板上，形成喷溅流，与自下而上的气相形成逆流喷淋接触，实现传质与反应。至此完成一个床层的鼓泡-喷淋接触过程。上述传质结构(实现鼓泡的结构和实现喷淋的结构)制成立式多级串联结构，气液两相反复实现鼓泡-喷淋接触过程，实现液相与气相完成自上而下的逆流“鼓泡-喷淋”接触反应。

本发明的气液传质设备结构简单、占地面积小、传质效率高、操作弹性大、无漏液、设备空间利用率高、在同一个传质设备中将两种气液接触方式有机结合、气液接触效率高。适用于气液传质与反应，可广泛应用于炼油、化工、环保等领域的蒸馏、吸收、洗涤、汽提等工艺过程，可广泛应用于石油化工和环保等领域。

附图说明

图1为本发明一种具体结构鼓泡塔的装配图。

图2为鼓泡床塔盘组件结构示意图。

图3为鼓泡床淋液盘结构示意图。

图4为淋液盘的溅板分配器结构示意图。

其中：1为出气口，2为上端封头，3为除雾器，4为液相分配器，5为鼓泡床塔盘组件，6为淋液盘，7为液封槽，8为降液管，9为筒体，10为气相分配器，11为进气口，12为下封头，13为出液口，5-1为鼓泡床塔板，5-2为鼓泡脉冲阀圆形通筒，5-3为钢球，5-4为钢球限位帽，6-1为圆筒形围堰，6-2为淋液塔板，6-3为溅板分配器，6-3-1为拉杆，6-3-2为上部溅板，6-3-3为中间溅板，6-3-4为下部溅板。

具体实施方式

本发明鼓泡塔中，鼓泡塔上部设置进液口和出气口，下部设置进气口和出液口，气相分配器与进气口相通，液相分配器与进液口相通。液相分配器由环形管、接管和法兰构成；环形管下表面开设若干小孔。气相分配器由集合管、若干根支管和法兰构成；支管下表面开设若干小孔。

溅板分配器可以为多层筛板结构，若干层溅板自上而下其直径递减，并用拉杆将若干层溅板连接在一起。液封槽由筒体和圆形底板构成，液封槽的筒体上沿开设若干个V型齿槽。

以下结合附图对本发明做进一步详述。如图所示，钢球限位帽上开设的筛孔直径为Ф1～Ф5mm，优选直径为Ф3mm，开孔率10％～50％。降液管呈筒状，降液管上沿开设若干个V型齿槽，齿槽间无过渡段，齿槽夹角30°～120°，优选60°，齿高3mm～20mm，优选10mm。淋液盘圆筒形围堰上沿开设若干个V型齿槽，齿槽间无过渡段，齿槽夹角30°～120°，优选60°，齿高3mm～10mm，优选5mm。溅板分配器为多层筛板结构，溅板上开设筛孔，筛孔直径为Ф5mm，开孔率20％～50％。若干层筛板自上而下其直径递减，并用拉杆将若干层溅板连接在一起。液封槽由筒体和圆形底板构成。液封槽的筒体上沿开设若干个V型齿槽，齿槽间无过渡段，齿槽夹角30°～120°，优选60°，齿高3mm～20mm，优选10mm。液封槽焊接在淋液盘上，并高于淋液盘一定高度，使液封槽上部形成齿形堰板。

鼓泡床层和喷淋床层可以设置多级串联，具体根据使用的要求确定。

本发明的鼓泡塔在工作时，液相通过入口进入到设置在筒体上部的液相分配器，从环形管下表面开设的若干小孔喷洒到床层；气相自塔底部进口进入到气相分配器，从集合管支管下表面开设若干小孔的分布到塔内。降液管高出鼓泡床塔板一定高度，液相在鼓泡床塔板上形成液层，降液管上沿开设若干个V型齿槽，使整个床层液相均匀流动。气相穿过溅板分配器，进入鼓泡脉冲阀，在钢球限位帽处生成气泡，分散到鼓泡床塔板上的液层里，由于钢球限位帽上设有筛孔，使钢球处于不稳定的气流中，钢球会连续不断地开启与关闭，气相形成脉动流，在鼓泡床塔板上生成均匀且不聚并的气泡，气液两相在此实现鼓泡接触，进行传质与反应。当气量(压)降低时，脉冲阀自动关闭，给气相提供聚集的时间，当气量(压)达到设置数值时，脉冲阀自动打开，因此，可操作的范围很宽。

液相自降液管自流至液封槽，液封槽的筒体上沿高于淋液盘，且筒体上沿开设若干个V型齿槽，液相均匀分布到淋液盘上。液相均匀分布到各个溅板分配器上，液相在重力作用下坠落至溅板上，形成喷溅流，与自下而上的气相形成逆流喷淋接触，实现传质与反应。上述结构将鼓泡和喷淋两种气液接触传质手段有机地结合在一个设备中，同时充分利用了设备空间，提高了设备的使用性能。

Claims

1.一种鼓泡塔，包括筒体、气相分配器、液相分配器、降液管和至少一个鼓泡床层，气相分配器设置在筒体下部，液相分配器设置在筒体上部，鼓泡床层设置在气相分配器和液相分配器之间，其特征在于：鼓泡床层底部为塔盘组件，塔盘组件包括鼓泡床塔板和分布设置在鼓泡床塔板上的鼓泡脉冲阀，鼓泡脉冲阀结构包括下部穿过鼓泡床塔板的圆形通筒、钢球和钢球限位帽，圆形通筒顶部活动放置密封钢球，钢球限位帽设置在钢球上方，钢球限位帽与钢球顶部设置适宜空间，钢球限位帽与圆形通筒固定连接，钢球限位帽上开设筛孔，降液管为通过鼓泡床塔板的通筒结构。

2.按照权利要求1所述的鼓泡塔，其特征在于：在至少一个鼓泡床层下面设置喷淋段，所述的喷淋段设置淋液盘，降液管将鼓泡床层上的液体导入淋液盘，淋液盘将液体分散。

3.按照权利要求2所述的鼓泡塔，其特征在于：所述淋液盘的结构包括淋液塔板、圆筒形围堰和溅板分配器，圆筒形围堰分布设置在淋液塔板上，圆筒形围堰内部的淋液塔板设置开口，开口下方吊挂溅板分配器；所述的溅板分配器由至少一块溅板、及拉杆构成，拉杆将溅板分配器吊挂在淋液塔板下部，溅板上开设筛孔。

4.按照权利要求3所述的鼓泡塔，其特征在于：所述的圆筒形围堰上端具有V形齿槽。

5.按照权利要求1所述的鼓泡塔，其特征在于：所述的降液管上端开口高度按照鼓泡床层需要控制的液位高度确定，上端开口开设V形齿槽，降液管下端设置液封槽。

6.按照权利要求1所述的鼓泡塔，其特征在于：鼓泡塔上部设置进液口和出气口，下部设置进气口和出液口，气相分配器与进气口相通，液相分配器与进液口相通。

7.按照权利要求3所述的鼓泡塔，其特征在于：所述的溅板分配器为多层筛板结构，溅板自上而下其直径递减，并用拉杆将溅板连接在一起。

8.按照权利要求5所述的鼓泡塔，其特征在于：液封槽由筒体和圆形底板构成，液封槽的筒体上沿开设V型齿槽。