CN103495287A

CN103495287A - 新型组合导向浮阀塔板

Info

Publication number: CN103495287A
Application number: CN201310501207.2A
Authority: CN
Inventors: 卢钢; 路秀林
Original assignee: Shanghai Zao Yang Chemical Industry Science Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zao Yang Chemical Industry Science Co Ltd
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2014-01-08

Abstract

本发明涉及一种新型组合导向浮阀塔板，包括塔板，该塔板包括中间的矩形区域和该矩形区域两侧的弓形区域，塔板的表面设置有导向浮阀和导向固阀，该导向固阀与塔板保持相对静止，该导向浮阀相对于塔板的表面上下移动。采用了该结构的新型组合导向浮阀塔板，含有适当配比的导向固阀，减小了塔板压降，提高了处理能力，导向固阀具有较大的推动力，借助适当排布，对于各种大小不同的液体负荷，均能较好地消除塔板上的液面梯度和液体滞止区，提高了塔板效率；由于导向固阀的压降较小，阀孔气速较大，具有鼓泡促进器的作用，使液体一进入塔板开孔区，立即开始鼓泡，并引发整个塔板完全进入鼓泡状，不仅消除了塔板上的非活化区，减小了液体泄漏，并增大了塔板的操作性能。

Description

新型组合导向浮阀塔板

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体是指一种新型组合导向浮阀塔板。

背景技术

板式塔是重要的气液传质设备，在化工、炼油和石油化工中广泛应用。塔板的种类很多，工业上常用的为筛孔塔板、浮阀型塔板和固阀塔板等。筛孔塔板结构简单，造价较低，但操作弹性较小。浮阀型塔板上具有浮动部件，能在一定范围内自动调节气相通道，具有较大的操作弹性。在浮阀型塔板中，浮阀为圆形的F1型（或称V1型）浮阀塔板，曾在工业上广泛应用。随着塔器技术的不断进步，发现F1型浮阀塔板存在明显的缺点，主要有：塔板上的液体返混较大，液面梯度较大，塔板上存在液体滞止区等，这些均使塔板效率降低。为克服F1型浮阀塔板的上述缺点，我国科技工作者先后开发了导向浮阀塔板（专利号：91215110.2）和组合导向浮阀塔板（专利号：96229716.X）等新型浮阀塔版。其中，该组合导向浮阀塔板上含有矩形导向浮阀和梯形导向浮阀，借助二者适当的配比和排布，对于不同的液体负荷，均可消除塔板上的液面梯度和液体滞止区，具有良好的操作性能。

实验研究发现，在组合导向浮阀塔板上，由于刚进入塔板上的液体基本上是清液，具有较大的液层静压和较大的液体表面张力的影响，液层阻力较大，气体难以通过，在液体进口端形成一定程度的非活化区（即非鼓泡区），并导致液体明显泄漏，降低了塔板效率。为减小液体进口端的非活化区，需增大阀孔气速，从而增大了作为操作下限的气相负荷，降低了塔的操作弹性。

固阀塔板上无浮动部件，阀片由阀孔板直接冲出，形成了阀孔和阀片的侧隙，以供气相流出，与塔板上的液体进行气液之间的传质过程。固阀塔板与浮阀塔板相比，塔板压降较小，处理能力较大，塔板的加工及维修费用较低。因而，近年来对固阀塔板的开发研究和工业应用受到了重视。固阀塔板的种类有多种，工业上常用的有矩形导向固阀、梯形导向固阀和组合导向固阀塔板（专利号：CN202036813U）等。矩形导向固阀如图1所示，梯形导向固阀如图2所示。在组合导向固阀塔板上，含有适当配比的矩形导向固阀和梯形导向固阀，以减小液面梯度和液体滞止区。对于上述条形固阀，两端设有倾斜式的阀腿，前后阀腿的倾斜方向相反，从前后阀腿处流出的气体对液体的推力全部或部分相互抵消，减小了气体对液体的有效推力。同时，由于固阀两端存在阀腿，在冲制固阀时，两端的阀腿产生抗拉作用，制约了阀片的张开高度，导致了固阀的侧隙面积偏小，影响了固阀塔板的操作性能。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种塔板压降小、塔板泄漏少、塔板效率高、操作性能好的新型组合导向浮阀塔板。

为实现上述的目的，本发明的新型组合导向浮阀采用以下技术方案：

该新型组合导向浮阀塔板，其主要特点是，包括塔板，该塔板包括中间的矩形区域和该矩形区域两侧的弓形区域，所述的塔板的表面设置有导向浮阀和导向固阀，该导向固阀与所述的塔板保持相对静止，该导向浮阀相对于所述的塔板的表面上下移动，所述的导向浮阀包括矩形导向浮阀和梯形导向浮阀，所述的导向固阀包括第一导向固阀和第二导向固阀；

所述的第一导向固阀或所述的第二导向固阀设置于所述的塔板的矩形区域近进液端处和所述的塔板的弓形区域内；或者，所述的第一导向固阀和所述的第二导向固阀设置于所述的塔板的矩形区域近进液端处和所述的塔板的弓形区域内；

所述的矩形导向浮阀设置于所述的塔板的矩形区域近出液端处，所述的梯形导向浮阀设置于所述的塔板的其余区域内。

该新型组合导向浮阀塔板中的第一导向固阀包括阀片，其中，所述的阀片的上游边与所述的塔板固定连接，所述的阀片的下游边通过支撑板与所述的塔板固定连接，且所述的阀片的上游边的长度与所述的阀片的下游边的长度相同；

该阀片与所述的塔板形成阀孔，且该阀孔由进液端指向出液端的方向，所述的阀片与液流方向平行的两侧边与所述的塔板形成侧隙；

所述的阀片近进液端处为倾斜段，所述的阀片的倾斜段与所述的塔板倾斜，所述的阀片近出液端处为平行段，所述的阀片的平行段与所述的塔板相互平行。

该新型组合导向浮阀塔板中的第二导向固阀包括阀片，其中，所述的阀片的上游边与所述的塔板固定连接，所述的阀片的下游边通过支撑板与所述的塔板固定连接，且所述的阀片的上游边的长度大于所述的阀片的下游边的长度；

该新型组合导向浮阀塔板中的第一导向固阀和第二导向固阀的阀片的平行段具有固阀，该固阀为拱形，该固阀与所述的阀片的平行段形成固阀阀孔，所述的固阀与液流方向平行的两侧边与所述的阀片的平行段形成固阀张口。

该新型组合导向浮阀塔板中的矩形导向浮阀包括阀盖，该阀盖具有至少一个导向孔，该导向孔为舌形、圆形或多边形，该导向孔为固定式或浮动式，且所述的导向孔由进液端指向出液端的方向，该阀盖的上游边的长度与该阀盖下游边的长度相同。

该新型组合导向浮阀塔板中的梯形导向浮阀包括阀盖，该阀盖具有至少一个导向孔，该导向孔为舌形、圆形或多边形，该导向孔为固定式或浮动式，且所述的导向孔由进液端指向出液端的方向，该阀盖的上游边的长度大于该阀盖下游边的长度。

该新型组合导向浮阀塔板中的矩形导向浮阀和梯形导向浮阀的阀盖的上游边相邻的两条侧边均为直线形或齿形。

该新型组合导向浮阀塔板中的第一导向固阀的阀片的倾斜段与所述的塔板的夹角范围为25～40°，所述的阀孔平行于液流方向的长度范围为50～120mm，所述的阀孔平行于上游边方向的长度范围为25～35mm，所述的阀片的下游边与所述的塔板之间的张口高度范围为8～14mm。

该新型组合导向浮阀塔板中的第二导向固阀的阀片的倾斜段与所述的塔板的夹角范围为25～40°，所述的阀孔平行于液流方向的长度范围为50～120mm，所述的阀孔上游边的长度范围为30～40mm，所述的阀孔的游边方向的长度范围为20～30mm，所述的阀片的下游边与所述的塔板之间的张口高度范围为8～14mm。

该新型组合导向浮阀塔板中的固阀阀孔平行于液流方向的长度范围为20～40mm，所述的固阀阀孔平行于阀片的上游边方向的长度范围为8～16mm。

该新型组合导向浮阀塔板中的阀孔近出液端处为半圆形、半椭圆形、弧形、箭形、直边或多边形。

该新型组合导向浮阀塔板中的矩形导向浮阀的阀盖的上游边和所述的阀盖的下游边的长度范围均为25～40mm，与该阀盖的上游边相邻的两条侧边的长度范围均为50～150mm。

该新型组合导向浮阀塔板中的梯形导向浮阀的阀盖的上游边的长度范围为30～50mm，所述的阀盖的下游边的长度范围为20～30mm，与该上游边相邻的两条侧边的长度范围均为50～150mm。

采用了该结构的新型组合导向浮阀塔板，具有以下有益效果：

1）除了含有矩形导向浮阀和梯形导向浮阀之外，还含有适当配比的导向固阀，减小了塔板压降，提高了处理能力。

2）由于本发明中的导向固阀具有较大的推动力，借助导向固阀在塔板上的适当排布，对于各种大小不同的液体负荷，均能较好地消除塔板上的液面梯度和液体滞止区，提高了塔板效率。

3）在本发明的塔板上的液体入口端，排布了部分导向固阀，由于导向固阀的压降较小，阀孔气速较大，具有鼓泡促进器的作用。使液体一进入塔板开孔区，立即开始鼓泡，并引发整个塔板完全进入鼓泡状态，不仅消除了塔板上的非活化区，减小了液体泄漏，并增大了塔板的操作性能。

附图说明

图1a为现有技术中的矩形导向固阀的剖视图。

图1b为现有技术中的矩形导向固阀的俯视图。

图2a为现有技术中的梯形导向固阀的剖视图。

图2b为现有技术中的梯形导向固阀的俯视图。

图3a为本发明的第一导向固阀的剖视图。

图3b为本发明的第一导向固阀的俯视图。

图4a为本发明的第二导向固阀的剖视图。

图4b为本发明的第二导向固阀的俯视图。

图5a为本发明的矩形导向浮阀的立体图。

图5b为本发明的矩形导向浮阀的剖视图。

图6a为本发明的梯形导向浮阀的立体图。

图6b为本发明的梯形导向浮阀的剖视图。

图7为本发明的实施例一中的新型组合导向浮阀塔板的排布示意图。

图8为本发明的实施例二中的新型组合导向浮阀塔板的排布示意图。

图9为本发明的实施例三中的新型组合导向浮阀塔板的排布示意图。

图中标号说明如下：

1 塔板

11 矩形区域

12 弓形区域

2 矩形导向浮阀

21 阀盖

211 阀盖的上游边

212 阀盖的下游边

22 导向孔

3 梯形导向浮阀

31 阀盖

311 阀盖的上游边

312 阀盖的下游边

32 导向孔

4 第一导向固阀

41 阀片

42 阀片的上游边

43 阀片的下游边

44 阀孔

45 侧隙

5 第二导向固阀

51 阀片

52 阀片的上游边

53 阀片的下游边

54 阀孔

55 侧隙

6 支撑板

7 固阀

71 固阀阀孔

72 固阀张口

8 阀孔

9 侧隙

10 受液盘

13 降液管

具体实施方式

为了能更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1，图中的箭头方向均为液流方向，箭头由进液端指向出液端，该新型组合导向浮阀塔板，包括塔板1，该塔板1包括中间的矩形区域11和该矩形区域11两侧的弓形区域12，塔板1的表面设置有导向浮阀和导向固阀，该导向固阀与塔板1保持相对静止，该导向浮阀沿塔板1的表面上下移动，导向浮阀包括矩形导向浮阀2和梯形导向浮阀3，导向固阀包括第一导向固阀4和第二导向固阀5；

第一导向固阀4或第二导向固阀5设置于塔板1的矩形区域11近进液端处和塔板1的弓形区域12内；或者，第一导向固阀4和第二导向固阀5设置于塔板的矩形区域近进液端处和塔板1的弓形区域12内。

矩形导向浮阀2设置于塔板1的矩形区域11近出液端处，梯形导向浮阀3设置于塔板1的其余区域内。

第一导向固阀4包括阀片41，阀片的上游边42与塔板1固定连接，阀片的下游边42通过支撑板6与塔板1固定连接，且阀片的上游边42的长度与阀片的下游边43的长度相同；该阀片41与塔板1形成阀孔44，且该阀孔44由进液端指向出液端的方向，阀片41与液流方向平行的两侧边与塔板1形成侧隙45；阀片41近进液端处为倾斜段，阀片41的倾斜段与塔板1倾斜，所述的阀片41近出液端处为平行段，阀片41的平行段与塔板1相互平行。阀片41的倾斜段与塔板1的夹角范围为25～40°，阀孔44平行于液流方向的长度范围为50～120mm，阀孔44平行于上游边方向的长度范围为25～35mm，阀片的下游边43与塔板1之间的张口高度范围为8～14mm。阀孔44近出液端处为半圆形、半椭圆形、弧形、箭形、直边或多边形。

第二导向固阀5包括阀片51，阀片的上游边52与塔板1固定连接，阀片的下游边53通过支撑板6与塔板1固定连接，且阀片的上游边52的长度大于阀片的下游边53的长度；该阀片51与塔板1形成阀孔54，且该阀孔54由进液端指向出液端的方向，阀片51与液流方向平行的两侧边与塔板1形成侧隙55；阀片51近进液端处为倾斜段，阀片51的倾斜段与塔板1倾斜，阀片51近出液端处为平行段，阀片51的平行段与塔板相互平行。阀片51的倾斜段与塔板1的夹角范围为25～40°，阀孔54平行于液流方向的长度范围为50～120mm，阀孔54的上游边的长度范围为30～40mm，阀孔54的下游边的长度范围20～30mm，阀片的下游边53与塔板1之间的张口高度范围为8～14mm。阀孔54近出液端处为半圆形、半椭圆形、弧形、箭形、直边或多边形。

第一导向固阀4和第二导向固阀5的阀片41、51的平行段具有固阀7，该固阀7为拱形，该固阀7与阀片41、51的平行段形成固阀阀孔71，固阀7与液流方向平行的两侧边与阀片41、51的平行段形成固阀张口72。固阀阀孔71平行于液流方向的长度范围为20～40mm，固阀阀孔71平行于阀片41、51的上游边方向的长度范围为8～16mm。

矩形导向浮阀2包括阀盖21，该阀盖21具有至少一个导向孔22，且该导向孔22由进液端指向出液端的方向，该阀盖的上游边211的长度与该阀盖的下游边212的长度相同。矩形导向浮阀2平行于液流方向的两侧边可以为直线形或齿形，其导向孔22的形状可以为舌形，圆形或多边形等，该导向孔22可以为固定式或浮动式。其阀盖的上游边211和阀盖的下游边212的长度范围均为25～40mm，与该阀盖的上游边211相邻的两条侧边的长度范围均为50～150mm。

梯形导向浮阀3包括阀盖31，该阀盖31具有至少一个导向孔32，且该导向孔32由近液端指向出液端的方向，该阀盖的上游边311的长度大于该阀盖下游边312的长度。梯形导向浮阀3平行于液流方向的两侧边可以为直线形或齿形，其导向孔32的形状可以为舌形，圆形，或多边形等，该导向孔32可以为浮动式或固定式。其阀盖的上游边311的长度范围为30～50mm，其阀盖的下游边312的长度范围为20～30mm，与该阀盖的上游边311相邻的两条侧边的长度范围均为50～150mm。

实施例一：

请参阅图7，当塔板上的液流强度（即每米堰长的液体流率）L<30m³/m.h时，新型组合导向浮阀塔板的排布如图7所示。上层塔板上的液体经受液盘10流入塔板1的开孔区，与从矩形导向浮阀2、梯形导向浮阀3和第一导向固阀4流出的气体，在塔板1上进行气液接触，而后气体上升，液体经降液管13流至下层塔板。图中矩形导向浮阀2如图3a、3b所示，该矩形导向浮阀长度为80mm，阀盖的上游边211和阀盖的下游边212的长度均为35mm；梯形导向浮阀3如图4a、4b所示，该梯形导向浮阀的长度为80mm，阀盖的上游边311的长度为40mm，阀盖的下游边312的长度为30mm。图7中的第一导向固阀4如图5所示，阀片41由塔板1直接冲出，形成了阀孔44和侧隙45，以供气体流通，其阀孔44沿液流方向的长度范围为50～120mm，宽度范围为25～35mm，阀片41的张开高度范围为8～14mm，在阀片41的水平段上，设有拱桥式的小型的固阀7，其固阀阀孔71沿液流方向的长度范围为20～40mm，宽度范围为8～16mm。在第一导向固阀4的前端，阀片41与塔板1之间，设有支撑板6，其沿液流方向的长度为16mm，垂直于液流方向的厚度为3mm，仅与塔板1相焊。如图7所示，第一导向固阀4主要排布在塔板1上的进液端处及塔板1两侧的弓形区域12，以消除塔板1上的液面梯度和液体滞止区，排布在进液端的第一导向固阀4还起鼓泡促进器的作用，使液体一进入塔板开孔区，立即开始鼓泡，并引发整个塔板完全进入鼓泡状态。

实施例二

请参阅图8，当塔板上的液流强度L=30～60m³/m.h时，新型组合导向浮阀塔板的排布如图8所示，其中矩形导向浮阀2、梯形导向浮阀3的结构型式和主要尺寸，与上述实施例1的相同。图8中的第一导向固阀4，结构特征如图5所示，阀片41由塔板1直接冲出，形成了阀孔44和侧隙45，且阀孔44沿液流方向的长度范围为50～120mm，宽度范围为25～35mm，阀片41的张开高度范围为8～14mm，在阀片41的水平段上，设有拱桥式的小型的固阀7，其固阀阀孔71沿液流方向的长度范围为20～40mm，宽度范围为8～16mm。在第一导向固阀4的前端，阀片41与塔板1之间，设有支撑板6，其沿液流方向的长度为16mm，厚度为3mm，仅与阀孔板相焊。如图8所示，第一导向固阀4）主要排布在塔板1上的进液端及塔板1两侧的弓形区域12，以消除塔板1上的液面梯度和液体滞止区。排布在进液端的第一导向固阀4还具有鼓泡促进器的作用。

由于本例中的液流强度比上述实施例1的明显增大，第一导向固阀在塔板1上所占的比率也相应增大。

实施例三

请参阅图,9，当塔板上的液流强度进一步增大，L>60m³/m.h时，新型组合导向浮阀塔板的排布如图9所示。图中的矩形导向浮阀2和梯形导向浮阀3，其结构型式和主要尺寸，与上述实施例1的相同。由于本例的液流强度较大，除采用第一导向固阀4之外，还采用部分推力较大的第二导向固阀5，第二导向固阀6的结构特征如图6a、6b所示，阀片51由塔板1直接冲出，形成了阀孔54和侧隙55，其阀孔54沿液流方向的长度范围为50～120mm，阀片的上游边52的长度范围为30～40mm，阀片的下游边53的长度20～30mm。阀片51的张开高度h=8～14mm。在阀片51的水平段上，设有拱桥式的小型的固阀7，固阀阀孔71沿液流方向的长度范围为20～40mm，宽度范围为8～16mm。在第二导向固阀5前端的阀片51与塔板1之间，设置支撑板6，其沿液流方向的长度为16mm，厚度为3mm，仅与塔板1相焊。如图9所示，第一导向固阀4主要排布在塔板上的进液端，使其具有鼓泡促进器的作用，第二导向固阀5主要排布在塔板1两侧的弓形区域12内，以消除塔板1上的液体滞止区；并借助导向浮阀和导向固阀的共同作用，以消除塔板上的液面梯度。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，包括塔板，该塔板包括中间的矩形区域和该矩形区域两侧的弓形区域，所述的塔板的表面设置有导向浮阀和导向固阀，该导向固阀与所述的塔板保持相对静止，该导向浮阀相对于所述的塔板的表面上下移动，所述的导向浮阀包括矩形导向浮阀和梯形导向浮阀，所述的导向固阀包括第一导向固阀和第二导向固阀；

所述的第一导向固阀或所述的第二导向固阀设置于所述的塔板的矩形区域近进液端处和所述的塔板的弓形区域内；或者，所述的第一导向固阀和所述的第二导向固阀均设置于所述的塔板的矩形区域近进液端处和所述的塔板的弓形区域内；

2.根据权利要求1所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的第一导向固阀包括阀片，其中，所述的阀片的上游边与所述的塔板固定连接，所述的阀片的下游边通过支撑板与所述的塔板固定连接，且所述的阀片的上游边的长度与所述的阀片的下游边的长度相同；

3.根据权利要求1所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的第二导向固阀包括阀片，其中，所述的阀片的上游边与所述的塔板固定连接，所述的阀片的下游边通过支撑板与所述的塔板固定连接，且所述的阀片的上游边的长度大于所述的阀片的下游边的长度；

4.根据权利要求2或3所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的阀片的平行段具有固阀，该固阀为拱形，该固阀与所述的阀片的平行段形成固阀阀孔，所述的固阀与液流方向平行的两侧边与所述的阀片的平行段形成固阀张口。

5.根据权利要求1所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的矩形导向浮阀包括阀盖，其中，该阀盖具有至少一个导向孔，该导向孔为舌形、圆形或多边形，所述的导向孔为固定式或浮动式，且所述的导向孔由进液端指向出液端的方向，该阀盖的上游边的长度与该阀盖下游边的长度相同。

6.根据权利要求1所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的梯形导向浮阀包括阀盖，其中，该阀盖具有至少一个导向孔，该导向孔为舌形、圆形或多边形，所述的导向孔为固定式或浮动式，且所述的导向孔由进液端指向出液端的方向，该阀盖的上游边的长度大于该阀盖下游边的长度。

7.根据权利要求5或6所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，与所述的阀盖的上游边相邻的两条侧边均为直线形或齿形。

8.根据权利要求2所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的第一导向固阀的阀片的倾斜段与所述的塔板的夹角范围为25～40°，其中，所述的阀孔平行于液流方向的长度范围为50～120mm，所述的阀孔平行于上游边方向的长度范围为25～35mm，所述的阀片的下游边与所述的塔板之间的张口高度范围为8～14mm。

9.根据权利要求3所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的第二导向固阀的阀片的倾斜段与所述的塔板的夹角范围为25～40°，其中，所述的阀孔平行于液流方向的长度范围为50～120mm，所述的阀孔的上游边的长度范围为30～40mm，所述的阀孔的下游边的长度范围为20～30mm，所述的阀片的下游边与所述的塔板之间的张口高度范围为8～14mm。

10.根据权利要求4所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的固阀阀孔平行于液流方向的长度范围为20～40mm，所述的固阀阀孔平行于阀片的上游边方向的长度范围为8～16mm。

11.根据权利要求2或3所述的组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的阀孔近出液端处为半圆形、半椭圆形、弧形、箭形、直边或多边形。

12.根据权利要求5所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的矩形导向浮阀的阀盖的上游边和所述的阀盖的下游边的长度范围均为25～40mm，与该阀盖的上游边相邻的两条侧边的长度范围均为50～150mm。

13.根据权利要求6所述的新型组合导向浮阀塔板，其特征在于，所述的梯形导向浮阀的阀盖的上游边的长度范围为30～50mm，所述的阀盖的下游边的长度范围为20～30mm，与该上游边相邻的两条侧边的长度范围均为50～150mm。