專利名稱：一種可機械消泡的板式塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)過程中的氣液傳質(zhì)設(shè)備，尤其涉及板式塔。
背景技術(shù)：
板式塔作為氣液相際傳質(zhì)設(shè)備在化工、石油、輕工業(yè)及環(huán)境保護等工程領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，決定其功能優(yōu)劣的核心部件即塔板。已研制開發(fā)和投入工程應(yīng)用的塔板類型眾多，但對于易起泡物系，會產(chǎn)生嚴重的霧沫夾帶，不但傳質(zhì)效率低下，而且絕大多數(shù)的塔板會發(fā)生提前液泛而無法操作，對于這些問題，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的塔板并沒有好的解決辦法。
梯形立體傳質(zhì)塔板是在塔板上開有矩形孔，孔的上方設(shè)置帶有篩孔的梯形噴射罩，噴射罩上方帶有分離板。氣體自矩形孔進入噴射罩中，液體自噴射罩底部進入噴射罩中，呈特殊的氣液并流噴射型工況。塔板上液體為清液，因此無發(fā)泡機制，高速噴射的液滴又具有破沫作用，所以能夠處理常規(guī)塔板難以處理的易發(fā)泡物系。缺點是，梯形立體傳質(zhì)塔板壓降較大，只適用于大氣量小液量的操作，對宜采用泡沫接觸狀態(tài)的表面張力正系統(tǒng)不適用，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。
在填料塔中，液相為液膜，氣相湍動，液相受到的騷動小，因而填料對泡沫有限制和破碎作用，對處理易起泡物系有利。但填料因此要在較低的氣速下操作，以避免氣液交互作用而發(fā)生提前液泛，氣體處理量要減少到最大處理量的90％～40％，填料塔的生產(chǎn)能力要下降。
另外，生產(chǎn)中常采用添加消泡劑的辦法，如熱鉀堿脫碳塔中用定期加硅油的方法消泡。這樣會影響系統(tǒng)性能，增加生產(chǎn)費用。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對于易起泡物系板式塔霧沫夾帶嚴重、處理能力不足、易發(fā)生提前液泛的不足，本發(fā)明提供了一種霧沫夾帶小、處理能力大、可防止提前液泛的具有機械消泡功能的板式塔。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種可機械消泡的板式塔，包括塔板和降液管，所述的塔板上方的空間中設(shè)有塔板消泡組件，所述的塔板消泡組件由多片與塔板垂直的波紋板相互平行擺放組成，所述的相鄰的波紋板之間構(gòu)成氣體通道。
進一步，所述的波紋板擺放走向與所述塔板上的液體的流向一致。
再進一步，所述的塔板消泡板組件底部到其下方的塔板之間的距離與板間距之比為0.2-0.8。
還進一步，所述的塔板消泡板組件的高度與板間距之比為0.1-0.8，相互平行的波紋板之間的距離為5-20mm，所述波紋板的厚度為0.1-3mm。
更進一步，所述的波紋板上開設(shè)有連通孔和狹縫。
本發(fā)明所述的低泡沫層板式塔的有益效果主要表現(xiàn)在1.塔板消泡板的存在可進行機械消泡，減小泡沫層的高度，防止發(fā)生提前液泛。2.減小霧沫夾帶量，提高傳質(zhì)效率。3.塔板之間具有塔板消泡組件的空間也具有傳質(zhì)作用，大大提高了塔板的傳質(zhì)效率。


圖1是易起泡物系在普通板式塔內(nèi)的泡沫層情況示意圖。
圖2是板式塔內(nèi)添加了塔板消泡組件后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是塔板消泡組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是塔板消泡組件抑制泡沫層波峰和攔截霧沫夾帶示意圖。
圖5是塔板消泡組件的排列示意圖。
圖6是空氣-水物系、空氣-易起泡物系、空氣-易起泡物系添加塔板消泡板組件的霧沫夾帶示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
實施例一參照圖1，板式塔包括塔板1和降液管6，氣體穿過塔板1后，與板上的液體接觸，形成泡沫層。易起泡物系在塔板1上的鼓泡情況與不易起泡物系相比，有很大不同。易起泡物系在泡沫層中形成小而密集的氣泡，這些氣泡不易破碎，因而易起泡物系有過高的泡沫層，會在泡沫層表面鼓起幅度很大的波峰，大量的液沫被氣體夾帶到上層塔板，因而極易造成塔板提前液泛。
參照圖2、3，本發(fā)明同樣具有塔板1和降液管6，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在塔板1上方設(shè)置塔板消泡組件2，所述的塔板消泡組件2由若干相互平行的波紋板3組成，波紋板3上的波紋可以是各種規(guī)則或不規(guī)則的形狀，如圓弧形、三角形、梯形、折邊形等，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.3，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.1，波紋板3安裝在定距管5上，波紋板3之間的距離由定距管5確定，本實施例中相互平行的波紋板3之間的距離為5mm，波紋板3的厚度為0.1mm。所述的波紋板3可以是板狀波紋，也可以是網(wǎng)狀波紋，材料可以采用碳鋼、不銹鋼、鋁合金、塑料、玻璃鋼、搪瓷或其構(gòu)成的復(fù)合材料。位于塔板消泡組件2下方的塔板1可以是篩孔塔板、浮閥塔板、DJ塔板或其他形式的塔板。
參照圖4，設(shè)置了塔板消泡組件1之后，塔板消泡組件1可進行機械消泡泡沫層波峰碰到塔板消泡板組件2后，波紋板3的板壁對波峰施加向下的剪應(yīng)力作用，使波峰的幅度變小，泡沫層高度趨于平穩(wěn)。氣體穿過泡沫層后，繼續(xù)向上流動，穿過波紋板3之間的氣體通道，被氣體夾帶的大大小小的液沫大部分被波紋板3攔截下來，在板面上形成液膜，借重力沿板面下流回到塔板1上，只有極少的一部分小液滴被氣體夾帶到上層塔板。對于易起泡物系來說，塔板消泡組件2能抑制因易起泡物系而產(chǎn)生的幅度很大的泡沫層波峰，攔截被氣體夾帶的大團液沫，減小了霧沫夾帶量，防止提前液泛的發(fā)生；被波紋板3攔截下來的液沫在板面上形成液膜，與穿過波紋板3之間的氣體通道的氣體再次發(fā)生傳質(zhì)作用，即可以利用塔板之間具有塔板消泡組件的空間進行氣液傳質(zhì)，因而大大提高了傳質(zhì)效率。
實施例二參照圖1、2、3、4、5，相互平行的波紋板3是這樣設(shè)置的波紋板3的擺放走向與塔板上液體的流向一致，這樣可以對塔板上的液體起導(dǎo)流作用。塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.2，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.8，波紋板3安裝在定距管5上，相互平行的波紋板3之間的距離為20mm，波紋板3的厚度為3mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例一相同。
實施例三參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.2，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.8，波紋板3安裝在定距管上，相互平行的波紋板3之間的距離為20mm，波紋板3的厚度為0.2mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例一相同。
實施例四參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.8，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.2，波紋板3安裝在定距管上，相互平行的波紋板3之間的距離為6mm，波紋板3的厚度為0.5mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例一相同。
實施例五參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.4，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.3，波紋板3安裝在定距管5上，相互平行的波紋板3之間的距離為8mm，波紋板3的厚度為0.7mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例二相同。
實施例六參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.6，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.4，波紋板3安裝在定距管5上，相互平行的波紋板3之間的距離為10mm，波紋板3的厚度為1mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例二相同。
實施例七參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.5，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.5，波紋板3安裝在定距管5上，相互平行的波紋板3之間的距離為12mm，波紋板3的厚度為1.2mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例二相同。
實施例八參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.2，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.6，波紋板3安裝在定距管5上，相互平行的波紋板3之間的距離為14mm，波紋板3的厚度為1.5mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例二相同。
實施例九參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.3，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.7，波紋板3安裝在定距管5上，相互平行的波紋板3之間的距離為16mm，波紋板3的厚度為2mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例二相同。
實施例十參照圖1、2、3、4、5，塔板消泡板組件2底部到其下方的塔板1之間的距離與板間距之比為0.2，塔板消泡組件2的高度與板間距之比為0.6，波紋板3安裝在定距管5上，相互平行的波紋板3之間的距離為18mm，波紋板3的厚度為2.5mm。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例二相同。
實施例十一波紋板上開設(shè)有連通孔和狹縫。狹縫所在平面可以和波紋板垂直，也可以與波紋板成一角度從而使波紋板具有類似百葉窗的結(jié)構(gòu)，這其中后者的消泡效果優(yōu)于前者，另外開設(shè)連通孔和狹縫也可增強氣、液的流通性。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例四相同。
實施例十二波紋板上開設(shè)有連通孔和狹縫。狹縫所在平面可以和波紋板垂直，也可以與波紋板成一角度從而使波紋板具有類似百葉窗的結(jié)構(gòu)，這其中后者的消泡效果優(yōu)于前者。開設(shè)連通孔和狹縫也可增強氣、液的流通性。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例七相同。
實施例十三波紋板上開設(shè)有連通孔和狹縫。狹縫所在平面可以和波紋板垂直，也可以與波紋板成一角度從而使波紋板具有類似百葉窗的結(jié)構(gòu)，這其中后者的消泡效果優(yōu)于前者。開設(shè)連通孔和狹縫也可增強氣、液的流通性。其余結(jié)構(gòu)和實施方式與實施例十相同。
實施例十四參照圖1、2、3、4、5、6，冷模實驗在140×70mm的矩形篩板塔中進行，塔板1為篩板，篩孔直徑6mm，開孔率6.9％，矩形篩板無降液管，板上的液體靜止不流動，板間距400mm。實驗測試了清液層高度為50mm時空氣—不起泡物系、空氣—易起泡物系和添加消泡板組件后空氣—易起泡物系的霧沫夾帶量。不起泡物系選用水，易起泡物系選用月桂基硫酸鈉、甘油和水的混合溶液。塔板消泡板組件2高度為105mm，相互平行的波紋板3厚度為0.5mm，間距為12mm，波紋板3選用規(guī)則的圓弧形結(jié)構(gòu)型式，圓弧半徑為20mm，波紋板材料選用不銹鋼。塔板消泡板組件2置于塔板1上方，其底部距下面塔板分別為260mm和220mm。
從圖6可以看出，易起泡物系的霧沫夾帶量是不起泡物系(水)的16～27倍，這是易起泡物系造成塔板提前液泛的主要原因。當(dāng)添加塔板消泡板組件2后，易起泡物系的霧沫夾帶量迅速下降。易起泡物系的泡沫層高度為220mm。當(dāng)塔板消泡板組件2底部距下面塔板220mm時，霧沫夾帶量減少85.7％以上；當(dāng)塔板消泡板組件2底部距下面塔板260mm時，霧沫夾帶量減少93.7％以上。這說明塔板消泡板組件2的效果相當(dāng)明顯，能有效的遏制因易起泡物系而導(dǎo)致的提前液泛。
權(quán)利要求
1.一種可機械消泡的板式塔，包括塔板和降液管，其特征在于所述的塔板上方的腔室中設(shè)有塔板消泡組件，所述的塔板消泡組件由多片與塔板垂直的波紋板相互平行擺放組成，所述的相鄰的波紋板之間構(gòu)成氣體通道。
2.如權(quán)利要求1所述的可機械消泡的板式塔，其特征在于所述的的波紋板擺放走向與所述塔板上的液體的流向一致。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可機械消泡的板式塔，其特征在于所述的塔板消泡板組件底部到其下方的塔板之間的距離與板間距之比為0.2-0.8。
4.如權(quán)利要求1或2所述的可機械消泡的板式塔，其特征在于所述的塔板消泡板組件的高度與板間距之比為0.1-0.8，相互平行的波紋板之間的距離為5-20mm，所述波紋板的厚度為0.1-3mm。
5.如權(quán)利要求3所述的可機械消泡的板式塔，其特征在于所述的塔板消泡板組件的高度與板間距之比為0.1-0.8，相互平行的波紋板之間的距離為5-20mm，所述波紋板的厚度為0.1-3mm。
6.如權(quán)利要求1或2或5所述的可機械消泡的板式塔，其特征在于所述的波紋板上開設(shè)有連通孔和狹縫。
7.如權(quán)利要求3所述的可機械消泡的板式塔，其特征在于所述的波紋板上開設(shè)有連通孔和狹縫。
8.如權(quán)利要求4所述的可機械消泡的板式塔，其特征在于所述的波紋板上開設(shè)有連通孔和狹縫。
全文摘要
一種可機械消泡的板式塔，包括塔板和降液管，所述的塔板上方的腔室中設(shè)有塔板消泡組件，所述的塔板消泡組件由多片與塔板垂直的波紋板相互平行擺放組成。塔板消泡板組件底部到其下方的塔板之間的距離與板間距之比為0.2－0.8，塔板消泡板組件的高度與板間距之比為0.1－0.8，波紋板之間的距離為5－20mm，波紋板的厚度為0.1－3mm。塔板消泡板的存在可進行機械消泡，減小泡沫層的高度，防止發(fā)生提前液泛；減小霧沫夾帶量，提高傳質(zhì)效率；塔板之間具有塔板消泡組件的空間也具有傳質(zhì)作用，大大提高了塔板的傳質(zhì)效率。波紋板擺放走向可以與所述塔板上的液體的流向一致，對塔板上的液體起導(dǎo)流作用。
文檔編號B01D3/14GK1692967SQ200510049169
公開日2005年11月9日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者俞曉梅, 李育敏, 姚克儉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 浙江工業(yè)大學(xué)