CN114225454A - 一种低能耗节能型化工脱轻塔 - Google Patents

一种低能耗节能型化工脱轻塔 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化工脱轻塔领域，具体的说是一种低能耗节能型化工脱轻塔,包括塔体、搅拌轴、扇叶片、进气管、一号隔板、连接管、进液管、二号隔板和填料，所述塔体内设有搅拌轴，所述搅拌轴的一端固定连接有扇叶片，所述扇叶片的正下方设有进气管，所述搅拌轴远离扇叶片的一端固定连接有一号隔板，所述一号隔板与塔体内表面转动连接，所述一号隔板的上表面固定连接有连接管，所述连接管和进液管转动连接，所述搅拌轴靠近扇叶片的一端转动连接在二号隔板上，所述二号隔板固定连接在塔体内表面上，所述一号隔板和二号隔板之间填充有填料。本发明通过搅拌轴搅动填料以此达到使填料提供的气液传质表面变大，从而使气液传质更加充分。

Description

一种低能耗节能型化工脱轻塔
技术领域
本发明涉及化工脱轻塔领域，具体的说是一种低能耗节能型化工脱轻塔。
背景技术
脱轻塔是精馏塔的一种，脱轻组分塔用来将物料中的杂质进行去除，可以改变物料的重量，进行脱轻处理，精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，有板式塔与填料塔两种主要类型，填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。脱轻塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。脱轻塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
在现有的技术中，填料多以乱堆或整砌的方式放置在支承板上，因此填料所提供的气液传质表面有限，由于气液往往在填料的表面传质，因此对填料传质表面的不足往往对传质也有所影响。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明设计了一种低能耗节能型化工脱轻塔，解决了上述技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何使填料提供的气液传质表面变大，从而使气液传质更加充分的问题。
本发明提供的一种低能耗节能型化工脱轻塔，包括塔体、搅拌轴、扇叶片、进气管、一号隔板、连接管、进液管、二号隔板和填料，所述塔体内设有搅拌轴，所述塔体内设有减速装置，所述减速装包括行星架、行星轮、太阳轮、转轴和齿圈，所述行星架与搅拌轴固定连接，所述行星架上转动连接有行星轮，所述行星轮与太阳轮相啮合，所述太阳轮与转轴固定连接，所述行星轮与齿圈相啮合，所述齿圈的外表面与塔体固定连接，所述转轴上固定连接有扇叶片，所述扇叶片外设有扇叶罩，所述扇叶罩转动连接在转轴上，所述扇叶片的正下方设有进气管，所述进气管固定连接在塔体内表面上，所述塔体外表面开设有进气口，且进气管与进气口相连通，所述塔体上端开设有出气口，所述搅拌轴远离扇叶片的一端固定连接有一号隔板，所述一号隔板与塔体内表面转动连接，所述一号隔板内开设有通气孔、喷液孔和进液槽，所述通气孔贯通一号隔板，而喷液孔只开设在一号隔板的下表面并未贯通一号隔板，所述通气孔和喷液孔的位置相互交错，所述进液槽与通气孔错开并位于喷液孔的正上方，且喷液孔与进液槽相连通，所述一号隔板的上表面固定连接有连接管，所述连接管和进液管转动连接，所述进液管固定连接在塔体内表面上，所述连接管与一号隔板上的进液槽相连通，所述塔体外表面开设有进液口，且进液口与进液管相连通，所述搅拌轴靠近扇叶片的一端转动连接在二号隔板上，且二号隔板位于扇叶片的上方，所述二号隔板固定连接在塔体内表面上，所述二号隔板上开设有透气孔、出液孔和出液槽，所述透气孔贯通二号隔板而出液孔开设在二号隔板的上表面并未贯通二号隔板，所述出液槽与透气孔错开并位于出液孔的正下方，且出液孔与出液槽相连通，所述所述塔体外表面开设有有出液口，且出液口与二号隔板上的出液槽相连通，所述一号隔板和二号隔板之间填充有填料。
优选的，所述搅拌轴和转轴内设有进气孔。
优选的，所述塔体上方的出气口一端固定连接有吸液网，且吸液网位于进液管的上方，两张所述吸液网内填充有活性炭。
优选的，所述塔体的四周固定连接有法兰，所述法兰与两张吸液网形成的空腔相连通。
优选的，所述塔体内进气管上固定连接有一号喷气软管、二号喷气软管和三号喷气软管，所述一号喷气软管和三号喷气软管的喷气嘴均与扇叶片的螺旋方向相对应，所述二号喷气软管位于一号喷气软管和三号喷气软管之间。
优选的，所述塔体外表面的进气口处固定连接有节流阀，所述塔体外的进气管通过节流阀与进气口相连通。
优选的，所述搅拌轴靠近扇叶片的一端转动连接有行星减速器，所述行星减速器位于扇叶片的上方。
本发明的有益效果如下：
1.由于搅拌轴搅动填料使液体流到填料层时，在填料的外表面形成的液膜的面积更大，从而提供更大面积的传质表面，同时由于填料受到搅动，填料之间的空隙也会变大，从而使更多的气体在填料上传质，这样也进一步提高了脱轻塔的效率，由于搅拌轴同时搅拌填料、液体和气体，因此使液体和气体之间的相际传质更加的充分，提高了脱轻塔脱轻后的气体和液体的质量。
2.本发明通过在搅拌轴内开设进气孔，使高压气体在吹动扇叶片时能够与液体同时均匀喷入到填料层中，以达到气体和液体能够更快更充分的进行相际传质的效果。
3.本发明通过在塔体出气口的下方安装有吸液网，当气体通过吸液网时，气体表面夹带着的液滴被活性炭吸收，气体则通过吸液网由出气口排出，以达到除沫的效果。
4.本发明通过在进气管上下相反方向分别安装一号喷气软管和三号喷气软管，一号喷气软管和三号喷气软管对准扇叶片高压气体，从而使扇叶片更加容易转动。
5.本发明将气体吹向风扇可以使气体更加均匀的进入到填料层中，有利于气液之间相互传质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是本发明的一号隔板局部示意图；
图3是本发明的二号隔板局部示意图；
图4是本发明的扇叶片及扇叶罩局部示意图；
图5是本发明的减速装置的局部示意图。
图中：塔体1、进气口11、出气口12、进液口13、出液口14、法兰15、节流阀16、搅拌轴2、减速装21、行星架211、行星轮212、太阳轮213、转轴214、齿圈215、进气孔22、扇叶片3、扇叶罩31、进气管4、一号喷气软管41、二号喷气软管42、三号喷气软管43、一号隔板5、通气孔51、喷液孔52、进液槽53、连接管6、进液管7、二号隔板8、透气孔81、出液孔82、出液槽83、填料9、吸液网10、活性炭101。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-5，本发明提供了一种低能耗节能型化工脱轻塔，包括塔体1、搅拌轴2、扇叶片3、进气管4、一号隔板5、连接管6、进液管7、二号隔板8和填料9，其特征在于：所述塔体1内设有搅拌轴2，所述塔体1内设有减速装置21，所述减速装21包括行星架211、行星轮212、太阳轮213、转轴214和齿圈215，所述行星架211与搅拌轴2固定连接，所述行星架211上转动连接有行星轮212，所述行星轮212与太阳轮213相啮合，所述太阳轮213与转轴214固定连接，所述行星轮212与齿圈215相啮合，所述齿圈215的外表面与塔体1固定连接，所述转轴214上固定连接有扇叶片3，所述扇叶片3外设有扇叶罩31，所述扇叶罩31转动连接在转轴214上，所述扇叶片3的正下方设有进气管4，所述进气管4固定连接在塔体1内表面上，所述塔体1外表面开设有进气口11，且进气管4与进气口11相连通，所述塔体1上端开设有出气口12，所述搅拌轴2远离扇叶片3的一端固定连接有一号隔板5，所述一号隔板5与塔体1内表面转动连接，所述一号隔板5内开设有通气孔51、喷液孔52和进液槽53，所述通气孔51贯通一号隔板5，而喷液孔只开设在一号隔板5的下表面并未贯通一号隔板5，所述通气孔51和喷液孔52的位置相互交错，所述进液槽53与通气孔51错开并位于喷液孔52的正上方，且喷液孔52与进液槽53相连通，所述一号隔板5的上表面固定连接有连接管6，所述连接管6和进液管7转动连接，所述进液管7固定连接在塔体1内表面上，所述连接管6与一号隔板5上的进液槽53相连通，所述塔体1外表面开设有进液口13，且进液口13与进液管7相连通，所述搅拌轴2靠近扇叶片3的一端转动连接在二号隔板8上，且二号隔板8位于扇叶片3的上方，所述二号隔板8固定连接在塔体1内表面上，所述二号隔板8上开设有透气孔81、出液孔82和出液槽83，所述透气孔81贯通二号隔板8而出液孔82开设在二号隔板8的上表面并未贯通二号隔板8，所述出液槽83与透气孔81错开并位于出液孔83的正下方，且出液孔82与出液槽83相连通，所述所述塔体1外表面开设有有出液口14，且出液口14与二号隔板8上的出液槽83相连通，所述一号隔板5和二号隔板8之间填充有填料9。
传统的脱轻塔中的填料9多以乱堆或整砌的方式放置在支承板上，相邻填料9之间的位置相对固定，因此液体由上向下流过填料9层时，会在填料9的外表面铺展成一定厚度的液膜，填料9内部有间隙，气体由下向上通过这些间隙时，会与填料9表面的液膜相互接触，从而进行相际传质，由于相邻填料9之间的位置相对固定，因此填料9外表面铺展的液膜的大小往往是一定的，且填料9之间的间隙也是一定的，因此气体通过填料9间隙的量是固定的，为了解决这一问题，本发明通过将高压气体输送至进气管4内，再由进气管4通过进气口11吹向扇叶片3从而使扇叶片3转动，由于扇叶片3与转轴214固定连接，因此扇叶片3带动转轴214一起转动，由于转轴214上固定连接有太阳轮213，则转轴214带动太阳轮213转动，又由于太阳轮213与行星轮212相啮合，行星轮212与齿圈215相啮合，因此太阳轮213的转动带动行星轮212在齿圈215上转动，由于行星架211上转动连接有行星轮212，则行星轮212带动行星架211转动，由于行星架211与搅拌轴2固定连接，则行星架2带动搅拌轴2转动，以达到提高搅拌轴2的转矩的效果，使搅拌轴2更加容易搅动，从而搅拌轴2搅动一号隔板5和二号隔板8之间的填料9，同时，液体由进液口13流入到进液管7中，再通过连接管6进入到一号隔板5内的进液槽53中，由喷液孔52将液体喷入填料9内部，由于搅拌轴2与一号隔板5固定连接，因此搅拌轴2带动一号隔板5转动，从而使喷洒出的液体受到一定的离心力的作用，使液体喷洒的更加的均匀，高压气体则在吹动扇叶片3后通过二号隔板8上的透气孔81进入到填料9中，由于透气孔81是单向的，气体只能由下往上通过，因此气体不会回流，由于搅拌轴2搅动填料9使液体流到填料9内部时，在填料9的外表面形成的液膜的面积更大，从而提供更大面积的传质表面，同时由于填料9受到搅动，填料9之间的空隙也会变大，从而使更多的气体在填料9上传质，这样也进一步提高了脱轻塔的效率，由于搅拌轴2同时搅拌填料9、液体和气体，因此使液体和气体之间的相际传质更加的充分，提高了脱轻塔脱轻后的气体和液体的质量，传质结束后，气体通过一号隔板5内通气孔51从出气口12排出，液体则通过二号隔板8上表面的出液孔82流入到出液槽83内，液体由出液槽83流入到塔体1上的出液口14处，再由出液口14排出。
作为本发明的一种具体实施方式，所述搅拌轴2和转轴214内设有进气孔22。
在气体吹入填料9层时，可能出现吹入不均匀的情况，本发明通过在搅拌轴2和转轴214内开设进气孔22，使气体在吹动扇叶片3时能够与液体同时均匀喷入到填料9层中，以达到气体和液体能够更快更充分的进行相际传质的效果。
作为本发明的一种具体实施方式，塔体1上方的出气口12一端固定连接有吸液网10，且吸液网10位于进液管7的上方，两张吸液网10内填充有活性炭101。
当气体通过一号隔板5上的通气孔51从填料9层出去时，气体的表面会夹带着液滴，本发明通过在塔体1出气口12的下方安装有吸液网10，当气体通过吸液网10时，气体表面夹带着的液滴被活性炭101吸收，气体则通过吸液网10由出气口12排出，以达到除沫的效果。
作为本发明的一种具体实施方式，塔体1的四周固定连接有法兰15，法兰15与两张吸液网10形成的空腔相连通。
由于两张吸液网10中的活性炭101在长时间吸附气体表面夹带的液滴后，活性炭101的吸附性可能会下降，本发明通过在塔体1的四周安装法兰15，由法兰15来对两张吸液网10中的活性炭101进行更换，以使吸液网10达到长时间的具有良好的吸液性的效果。
作为本发明的一种具体实施方式，塔体1内进气管4上固定连接有一号喷气软管41、二号喷气软管42和三号喷气软管43，一号喷气软管41和三号喷气软管43的喷气嘴均与扇叶片3的螺旋方向相对应，二号喷气软管42位于一号喷气软管41和三号喷气软管43之间。
为了能过使气体更好的吹动扇叶片3，本发明通过将一号喷气软管41和三号喷气软管43的喷气嘴均与扇叶片3的螺旋方向相对应，使得一号喷气软管41和三号喷气软管43对准扇叶片3吹气，从而使扇叶片3更加容易转动，而位于一号喷气软管41和三号喷气软管43中间的二号喷气软管42则对准搅拌轴2上的进气孔22，直接将气体吹入进气孔22内，再由进气孔22吹入到填料9层中。
作为本发明的一种具体实施方式，塔体1外表面的进气口11处固定连接有节流阀16，塔体1外的进气管4通过节流阀16与进气口11相连通。
由于不同的气体和液体所需相际传质的时间不同，本发明通过节流阀16来控制气体的进气量，从而控制搅拌轴2的转速，若气体和液体所需相际传质的时间较短，则搅拌轴2转速较慢，因而减少气体的流量；若气体和液体所需相际传质的时间较长，则搅拌轴2转速较快，因而增大气体的流量，以达到适用于不同的气体和液体相际传质的效果。
工作原理：传统的脱轻塔中的填料9多以乱堆或整砌的方式放置在支承板上，相邻填料9之间的位置相对固定，因此液体由上向下流过填料9层时，会在填料9的外表面铺展成一定厚度的液膜，填料9层中，填料9与填料9之间有间隙，气体由下向上通过这些间隙时，会与填料9表面的液膜相互接触，从而进行相际传质，由于相邻填料9之间的位置相对固定，因此填料9外表面铺展的液膜的大小往往是一定的，且填料9之间的间隙也是一定的，因此气体通过填料9间隙的量是固定的，为了解决这一问题，本发明通过将高压气体输送至进气管4内，再由进气管4通过进气口11吹向扇叶片3从而使扇叶片3转动，由于扇叶片3与搅拌轴2固定连接，因此，扇叶片3带动搅拌轴2转动，从而搅拌轴2搅动一号隔板5和二号隔板8之间的填料9，同时，液体由进液口13流入到进液管7中，再通过连接管6进入到一号隔板5内的进液槽53中，由喷液孔52将液体喷入填料9层，由于搅拌轴2与一号隔板5固定连接，因此搅拌轴2带动一号隔板5转动，从而使喷洒出的液体受到一定的离心力的作用，使液体喷洒的更加的均匀，高压气体则在吹动扇叶片3后通过二号隔板8上的透气孔81进入到填料9层中，由于透气孔81是单向的，气体只能由下往上通过，因此气体不会回流，由于搅拌轴2搅动填料9使液体流到填料9层时，在填料9的外表面形成的液膜的面积更大，从而提供更大面积的传质表面，同时由于填料9受到搅动，填料9之间的空隙也会变大，从而使更多的气体在填料9上传质，这样也进一步提高了脱轻塔的效率，由于搅拌轴2同时搅拌填料9、液体和气体，因此使液体和气体之间的相际传质更加的充分，提高了脱轻塔脱轻后的气体和液体的质量，传质结束后，气体通过一号隔板5内通气孔51从出气口12排出，液体则通过二号隔板8上表面的出液孔82流入到出液槽83内，液体由出液槽83流入到塔体1上的出液口14处，再由出液口14排出。
在气体吹入填料9层时，可能出现吹入不均匀的情况，本发明通过在搅拌轴2和转轴214内开设进气孔22，使气体在吹动扇叶片3时能够与液体同时均匀喷入到填料9层中，以达到气体和液体能够更快更充分的进行相际传质的效果。
当气体通过一号隔板5上的通气孔51从填料9层出去时，气体的表面会夹带着液滴，本发明通过在塔体1出气口12的下方安装有吸液网10，当气体通过吸液网10时，气体表面夹带着的液滴被活性炭101吸收，气体则通过吸液网10由出气口12排出，以达到除沫的效果。
由于两张吸液网10中的活性炭101在长时间吸附气体表面夹带的液滴后，活性炭101的吸附性可能会下降，本发明通过在塔体1的四周安装法兰15，由法兰15来对两张吸液网10中的活性炭101进行更换，以使吸液网10达到长时间的具有良好的吸液性的效果。
为了能过使气体更好的吹动扇叶片3，本发明通过在进气管4上下相反方向分别安装一号喷气软管41和三号喷气软管43，一号喷气软管41和三号喷气软管43对准扇叶片3吹气，从而使扇叶片3更加容易转动，而位于一号喷气软管41和三号喷气软管43中间的二号喷气软管42则对准搅拌轴2上的进气孔22，直接将气体吹入进气孔22内，再由进气孔22吹入到填料9层中。
由于不同的气体和液体所需相际传质的时间不同，本发明通过节流阀16来控制气体的进气量，从而控制搅拌轴2的转速，若气体和液体所需相际传质的时间较短，则搅拌轴2转速较慢，因而减少气体的流量；若气体和液体所需相际传质的时间较长，则搅拌轴2转速较快，因而增大气体的流量，以达到适用于不同的气体和液体相际传质的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种低能耗节能型化工脱轻塔，包括塔体(1)、搅拌轴(2)、扇叶片(3)、进气管(4)、一号隔板(5)、连接管(6)、进液管(7)、二号隔板(8)和填料(9)，其特征在于：所述塔体(1)内设有搅拌轴(2)，所述塔体(1)内设有减速装置(21)，所述减速装(21)包括行星架(211)、行星轮(212)、太阳轮(213)、转轴(214)和齿圈(215)，所述行星架(211)与搅拌轴(2)固定连接，所述行星架(211)上转动连接有行星轮(212)，所述行星轮(212)与太阳轮(213)相啮合，所述太阳轮(213)与转轴(214)固定连接，所述行星轮(212)与齿圈(215)相啮合，所述齿圈(215)的外表面与塔体(1)固定连接，所述转轴(214)上固定连接有扇叶片(3)，所述扇叶片(3)外设有扇叶罩(31)，所述扇叶罩(31)转动连接在转轴(214)上，所述扇叶片(3)的正下方设有进气管(4)，所述进气管(4)固定连接在塔体(1)内表面上，所述塔体(1)外表面开设有进气口(11)，且进气管(4)与进气口(11)相连通，所述塔体(1)上端开设有出气口(12)，所述搅拌轴(2)远离扇叶片(3)的一端固定连接有一号隔板(5)，所述一号隔板(5)与塔体(1)内表面转动连接，所述一号隔板(5)内开设有通气孔(51)、喷液孔(52)和进液槽(53)，所述通气孔(51)贯通一号隔板(5)，而喷液孔只开设在一号隔板(5)的下表面并未贯通一号隔板(5)，所述通气孔(51)和喷液孔(52)的位置相互交错，所述进液槽(53)与通气孔(51)错开并位于喷液孔(52)的正上方，且喷液孔(52)与进液槽(53)相连通，所述一号隔板(5)的上表面固定连接有连接管(6)，所述连接管(6)和进液管(7)转动连接，所述进液管(7)固定连接在塔体(1)内表面上，所述连接管(6)与一号隔板(5)上的进液槽(53)相连通，所述塔体(1)外表面开设有进液口(13)，且进液口(13)与进液管(7)相连通，所述搅拌轴(2)靠近扇叶片(3)的一端转动连接在二号隔板(8)上，且二号隔板(8)位于扇叶片(3)的上方，所述二号隔板(8)固定连接在塔体(1)内表面上，所述二号隔板(8)上开设有透气孔(81)、出液孔(82)和出液槽(83)，所述透气孔(81)贯通二号隔板(8)而出液孔(82)开设在二号隔板(8)的上表面并未贯通二号隔板(8)，所述出液槽(83)与透气孔(81)错开并位于出液孔(83)的正下方，且出液孔(82)与出液槽(83)相连通，所述所述塔体(1)外表面开设有有出液口(14)，且出液口(14)与二号隔板(8)上的出液槽(83)相连通，所述一号隔板(5)和二号隔板(8)之间填充有填料(9)。
2.根据权利要求1所述的一种低能耗节能型化工脱轻塔，其特征在于：所述搅拌轴(2)和转轴(214)内设有进气孔(22)。
3.根据权利要求1所述的一种低能耗节能型化工脱轻塔，其特征在于：所述塔体(1)上方的出气口(12)一端固定连接有吸液网(10)，且吸液网(10)位于进液管(7)的上方，两张所述吸液网(10)内填充有活性炭(101)。
4.根据权利要求1所述的一种低能耗节能型化工脱轻塔，其特征在于：所述塔体(1)的四周固定连接有法兰(15)，所述法兰(15)与两张吸液网(10)形成的空腔相连通。
5.根据权利要求1所述的一种低能耗节能型化工脱轻塔，其特征在于：所述塔体(1)内进气管(4)上固定连接有一号喷气软管(41)、二号喷气软管(42)和三号喷气软管(43)，所述一号喷气软管(41)和三号喷气软管(43)的喷气嘴均与扇叶片(3)的螺旋方向相对应，所述二号喷气软管(42)位于一号喷气软管(41)和三号喷气软管(43)之间。
6.根据权利要求1所述的一种低能耗节能型化工脱轻塔，其特征在于：所述塔体(1)外表面的进气口(11)处固定连接有节流阀(16)，所述塔体(1)外的进气管(4)通过节流阀(16)与进气口(11)相连通。
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