專利名稱：新型填料塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化工生產(chǎn)中的設(shè)備，具體涉及化工生產(chǎn)中的氣液傳 質(zhì)，如氣體吸收或液體精餾用的填料塔。屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
填料塔是氣液傳質(zhì)過(guò)程的常用設(shè)備。塔內(nèi)氣液兩相的流動(dòng)行為、液體的分 布情況對(duì)填料塔的分離效率、生產(chǎn)能力具有重要影響。目前化工生產(chǎn)屮運(yùn)用的 填料塔存在如下缺點(diǎn)(1)填料本身無(wú)法有效克服壁流效應(yīng)，每隔-- 定高度 需加裝一個(gè)液體再分布裝置，以杜絕填料表面出現(xiàn)千壁現(xiàn)象，但加裝液休再分
布裝置降低了填料塔的空間利用率；(2)而且即使填料表面未形成干壁，由 于壁流現(xiàn)象等原因，液體沿填料表面向下流動(dòng)的分布是不均勻的，也會(huì)對(duì)吸收 過(guò)程產(chǎn)生較大的影響；(3)填料都未能對(duì)氣體流動(dòng)進(jìn)行有效的引導(dǎo)。液體分 布不均勻乃至出現(xiàn)干壁現(xiàn)象、上升氣體對(duì)液膜攪動(dòng)力度不夠等，都將影響氣液 兩相的接觸，降低傳質(zhì)分離效率和生產(chǎn)能力。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)填料塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)行為的研究，從另 一個(gè)新的角度，用一個(gè)新的理念對(duì)填料塔進(jìn)行優(yōu)化，強(qiáng)化氣液兩相的接觸，以 提高填料塔的傳質(zhì)分離效率和生產(chǎn)能力。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是采取以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 一種新型填料塔，包括塔體、氣體進(jìn)口、氣體出口、液體進(jìn)口、液體出 口、填料和填料支撐裝置，所述的液體出口設(shè)在塔體的下端，所述的液體進(jìn)口
設(shè)在塔體的上端，填料安裝在塔體內(nèi)，下部用填料支撐裝置支撐；其特征在于
還包括液體分布板和液體引導(dǎo)管，所述的填料為規(guī)整填料，由兩個(gè)或兩個(gè)以上 的空心柱體排列組合在--起構(gòu)成，安裝在塔體內(nèi)的填料支撐裝置上，在規(guī)整填
料的各空心柱體之間及規(guī)整填料和塔體壁之間加塞填充物使之無(wú)縫隙；所述的 液體分布板為一直徑略小于塔體內(nèi)徑的圓板，水平安裝在塔體內(nèi)規(guī)整填料的.匕 方，在圓板上開(kāi)有直徑相同、數(shù)量等于規(guī)整填料上空心柱體數(shù)量的小孔，每個(gè)小孔的下方連接液體引導(dǎo)管，所述的液體引導(dǎo)管通至規(guī)整填料的各空心柱體 內(nèi)，各液體引導(dǎo)管直徑相等、長(zhǎng)度相等；所述的氣體進(jìn)口設(shè)在塔體內(nèi)填料支撐 裝置的下方，所述的氣體出口設(shè)在規(guī)整填料和液體分布板之間；填料支撐裝置 同時(shí)支撐填料和氣體導(dǎo)流板。
前述的新型填料塔，其特征在于所述的空心柱體，其橫截面形狀為圓形、 正六邊形、正三角形、四邊形或其它形狀。
前述的新型填料塔，其特征在于還包括氣體導(dǎo)流板，所述的氣體導(dǎo)流板由 一長(zhǎng)方形板平整地旋轉(zhuǎn)扭曲制成，其橫斷面為一直線，安裝在規(guī)整填料的每個(gè) 空心柱體內(nèi)，高度略小于空心柱體的高度，下部支撐在填料支撐裝置匕上部 由液體引導(dǎo)管壓住。
前述的新型填料塔，其特征在于所述的氣體導(dǎo)流板由塑料薄板制成。
前述的新型填料塔，其特征在于所述的氣體導(dǎo)流板的側(cè)邊設(shè)有多個(gè)凸出點(diǎn)。
前述的新型填料塔，其特征在于還包括液位自動(dòng)控制裝置，安裝在液體分 布板上側(cè)的塔體上，所述的液位自動(dòng)控制裝置由液位測(cè)量裝置、自動(dòng)進(jìn)氣閥和
自動(dòng)出氣閥構(gòu)成，通過(guò)控制液體分布板上方的壓力來(lái)保持液體分布板h的液位恒定。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是規(guī)整填料由兩個(gè)或兩個(gè)以上空心柱體構(gòu)成，這樣在 填料塔內(nèi)形成了兩個(gè)或兩個(gè)以上相互獨(dú)立的小填料塔，各小填料塔內(nèi)的氣體、 液體互不混合。通過(guò)液位自動(dòng)控制裝置、液體分布板和液體引導(dǎo)管保證液體順 利地、流量完全一致地流入各小填料塔，徹底消除液體分布不均勻?qū)ξ者^(guò)程 的影響，液體引導(dǎo)管同時(shí)起固定各空心柱體中氣體導(dǎo)流板的作用；各空心柱體
間及規(guī)整填料與塔壁間無(wú)縫隙，杜絕氣體和液體流過(guò)；氣體導(dǎo)流板引導(dǎo)氣體在 各小填料塔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，提高了氣體的流速，增強(qiáng)了氣體對(duì)液膜的攪動(dòng)作 用，促進(jìn)了液相表面的更新，提高了氣液傳質(zhì)速率；氣體導(dǎo)流板側(cè)邊留有的多 個(gè)凸出點(diǎn)，防止其緊貼空心柱體內(nèi)側(cè)，不影響液體沿空心柱體內(nèi)壁向F的流動(dòng) 分布；液位自動(dòng)控制裝置根據(jù)液體分布板上液面的高低調(diào)整壓力，保證液體順 利流入填料的各空心柱體內(nèi)。通過(guò)上述措施可以在較大程皮上加快氣液傳質(zhì)速 率，提高填料塔的生產(chǎn)能力和分離效率本實(shí)用新型能徹底消除填料塔內(nèi)液體分布的不均勻，大大提高上升氣流的 速度，增強(qiáng)了對(duì)液膜的攪動(dòng)作用，促進(jìn)了液相表面的更新，可以在較大程度上 加快氣液傳質(zhì)速率，提高填料塔的生產(chǎn)能力和分離效率。

圖1是本實(shí)用新型的填料塔的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是規(guī)整填料的橫截面示意圖； 圖3是氣體導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中主要符號(hào)說(shuō)明-
1、氣體進(jìn)口 2、塔體 3、氣體出口 4、液體引導(dǎo)管
5、液體分布板 6、液體進(jìn)口 7、液位自動(dòng)控制裝置
8、規(guī)整填料 9、填料支撐裝置 10、液體出口 il、氣體導(dǎo)流板
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體介紹如下
圖1為本實(shí)用新型的填料塔的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是規(guī)整填料的橫截面示意
圖，圖3是氣體導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，本實(shí)用新型的新型填料塔包括塔體2、氣體出口3、氣體進(jìn)口 1、液體出口IO、液體進(jìn)口6、規(guī)整填料8、液體引導(dǎo)管4、液體分布板5、氣 體導(dǎo)流板11、液位自動(dòng)控制裝置7和填料支撐裝置9。
液體出口 10設(shè)在塔體2的下端，液體進(jìn)口 6設(shè)在塔體2的上端，規(guī)整填 料8由兩個(gè)或兩個(gè)以上的空心柱體排列組合在---起構(gòu)成，空心柱體的橫截面可 以是圓形、正六邊形、正三角形、四邊形或其它形狀。規(guī)整填料8安裝在塔體 2內(nèi)的填料支撐裝置9上，在規(guī)整填料8的各空心柱體之間及規(guī)整填料8和塔 體2的內(nèi)壁之間加塞填充物，使之無(wú)縫隙。液體分布板5為一直徑略小于塔體 2內(nèi)徑的圓板，水平安裝在塔體2內(nèi)規(guī)整填料8的上方，在圓板上開(kāi)有直徑相 同、數(shù)量等于規(guī)整填料8上空心柱體數(shù)量的小孔，每個(gè)小孔的F方連接液體引 導(dǎo)管4，液體引導(dǎo)管4通至規(guī)整填料8的各空心柱體內(nèi)，各液體引導(dǎo)管4直徑 相等、長(zhǎng)度相等。氣體進(jìn)口 1設(shè)在塔體2內(nèi)填料支撐裝置9的下方，氣體出口 3設(shè)在規(guī)整填料8和液體分布板5之間。為了增強(qiáng)氣體在空心柱體中的流速及對(duì)液膜的攪動(dòng)作用，提高傳質(zhì)速率， 在每個(gè)空心柱體中安裝一個(gè)氣體導(dǎo)流板11。氣體導(dǎo)流板11由 個(gè)長(zhǎng)方形板經(jīng) 平整地旋轉(zhuǎn)扭曲制成，其橫斷面都為一直線，高度略小于空心柱體的高度，下 部支撐在填料支撐裝置9上，上部由液體引導(dǎo)管4壓住，進(jìn)行定位。氣體在氣 體導(dǎo)流板ll的引導(dǎo)下，在空心柱體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，提高氣體流速，并增強(qiáng) 了對(duì)液膜的攪動(dòng)作用，促進(jìn)了液相表面的更新。
為了防止氣體導(dǎo)流板11緊貼在規(guī)整填料8的空心柱體內(nèi)側(cè)，影響液體沿 空心柱體內(nèi)壁向下的流動(dòng)分布，在氣體導(dǎo)流板11的側(cè)邊設(shè)有多個(gè)凸出點(diǎn)，使 氣體導(dǎo)流板11與空心柱體內(nèi)壁始終保持一定的間隙。氣體導(dǎo)流板11可以采用 塑料薄板或其它材料制成。
在本實(shí)用新型中還設(shè)有液位自動(dòng)控制裝置7，安裝在液體分布板5上側(cè)的 塔體2上，包括液位測(cè)量裝置、自動(dòng)進(jìn)氣閥和自動(dòng)出氣閥，根據(jù)液體分布板8 上液面的高低調(diào)整壓力，保證液體順利流入規(guī)整填料8的各空心柱體內(nèi)。
液體自液體進(jìn)口 6進(jìn)入塔體2內(nèi)的液體分布板5上方，在液體分布板5、 液體引導(dǎo)管4和液位自動(dòng)控制裝置7的引導(dǎo)、控制下，流量完全均勻地、順利 地進(jìn)入規(guī)整填料8的各空心柱體內(nèi)，沿空心柱體內(nèi)壁向下流動(dòng)，在塔底匯集后 從液體出口 10流出塔體2。氣體通過(guò)氣體進(jìn)口 1進(jìn)入塔體2，在氣體導(dǎo)流板ll 引導(dǎo)下從規(guī)整填料8的各空心柱體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)向上流動(dòng)，完成氣液兩相的傳 熱、傳質(zhì)，從規(guī)整填料8和液體分布板5之間的氣體出口 3離開(kāi)塔體2，填料 支撐裝置9同時(shí)支撐規(guī)整填料8和氣體導(dǎo)流板11。
本實(shí)用新型主要的技術(shù)特點(diǎn)是
規(guī)整填料8構(gòu)成了兩個(gè)或兩個(gè)以上橫截面為圓形、正六邊形、正三角形、 四邊形或其它形狀的小填料塔；液體分布板5通過(guò)液體引導(dǎo)管4直接將液體完 全均勻地引至各小填料塔中，液體引導(dǎo)管4同時(shí)起固定各空心柱體中氣體導(dǎo)流 板11的作用；液位自動(dòng)控制裝置7控制液體分布板6上方的液位恒定；在規(guī) 整填料8各空心柱體內(nèi)加裝了氣體導(dǎo)流板11。
此填料塔的特征在于1、 這種結(jié)構(gòu)的填料塔由兩個(gè)或兩個(gè)以上相互獨(dú)立的小填料塔構(gòu)成，各小 填料塔內(nèi)的氣體、液體互不混合，液體流量完全一致，徹底消除液體分布不均 勻?qū)ξ者^(guò)程的影響。
2、 在規(guī)整填料各空心柱體內(nèi)加裝的氣體導(dǎo)流板，大大提高r上升氣流的
速度，增強(qiáng)了對(duì)液膜的攪動(dòng)作用，促進(jìn)了液相表面的更新，可以在較大程度上 加快氣液傳質(zhì)速率，提高填料塔的生產(chǎn)能力和分離效率。
3、 液位自動(dòng)控制裝置通過(guò)調(diào)整液體分布板上方的壓力來(lái)維持液體分布板 上液面的恒定，保證液體順利流入規(guī)整填料的各空心柱體內(nèi)。
4、 這種結(jié)構(gòu)的填料塔內(nèi)，無(wú)論填料層有多高，均不需加裝液體再分布裝 置。提高了填料塔的空間利用率。
實(shí)施例一
在安裝不銹鋼絲網(wǎng)波紋填料的填料吸收塔內(nèi)，用純水吸收空氣、氨混合氣
體中的氨，操作液氣比為1.8 (摩爾比)，入口混合氣體中含氨2.5% (體積 %)，測(cè)得吸收率為92.6%。改用本實(shí)用新型的填料塔，即在塔內(nèi)改裝半徑為 1.0厘米的圓形空心柱體為規(guī)整填料，每一個(gè)圓形空心柱體內(nèi)加裝經(jīng)旋轉(zhuǎn)扭曲 的塑料薄板制成氣體導(dǎo)流板，規(guī)整填料上方裝入液體分布板、液體引導(dǎo)管后， 在其它條件不變的情況下，測(cè)得吸收率提高至95.8%。另外，在上面兩種情況 下，試驗(yàn)裝置的最大處理能力后者比前者提高了 13%。
實(shí)施例二
在安裝不銹鋼絲網(wǎng)e環(huán)的填料吸收塔內(nèi)，用純水吸收空氣、丙酮混合氣體
中的丙酮，操作溫度為293K，操作壓強(qiáng)為101.3kPa，入口混合氣體屮含丙酮3 % (體積％)日寸，測(cè)得試驗(yàn)裝置的吸收率為91%。改用本實(shí)用新型的填料塔， 即在塔內(nèi)改裝半徑為l.O厘米的圓形空心柱體為規(guī)整填料，每一個(gè)圓形空心柱 體內(nèi)加裝經(jīng)旋轉(zhuǎn)扭曲的塑料薄板制成氣體導(dǎo)流板，規(guī)整填料上方裝入液體分布 板、液體引導(dǎo)管后，在其它條件不變的情況下，測(cè)得試驗(yàn)裝置的吸收率提高至 94.9%。另外，在上面兩種情況下，實(shí)驗(yàn)裝置的最大處理能力后者比前者提高 了 11%。
上述實(shí)施例不以任何形式限定本實(shí)用新型，凡采取等同替換或等效變換的 形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種新型填料塔，包括塔體、氣體進(jìn)口、氣體出口、液體進(jìn)口、液體出口、填料和填料支撐裝置，所述的液體出口設(shè)在塔體的下端，所述的液體進(jìn)口設(shè)在塔體的上端，填料安裝在塔體內(nèi)，下部用填料支撐裝置支撐；其特征在于還包括液體分布板和液體引導(dǎo)管，所述的填料為規(guī)整填料，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的空心柱體排列組合在一起構(gòu)成，安裝在塔體內(nèi)的填料支撐裝置上，在規(guī)整填料的各空心柱體之間及規(guī)整填料和塔體壁之間加塞填充物使之無(wú)縫隙；所述的液體分布板為一直徑略小于塔體內(nèi)徑的圓板，水平安裝在塔體內(nèi)規(guī)整填料的上方，在圓板上開(kāi)有直徑相同、數(shù)量等于規(guī)整填料上空心柱體數(shù)量的小孔，每個(gè)小孔的下方連接液體引導(dǎo)管，所述的液體引導(dǎo)管通至規(guī)整填料的各空心柱體內(nèi)，各液體引導(dǎo)管直徑相等、長(zhǎng)度相等；所述的氣體進(jìn)口設(shè)在塔體內(nèi)填料支撐裝置的下方，所述的氣體出口設(shè)在規(guī)整填料和液體分布板之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型填料塔，其特征在于所述的空心柱體，其 橫截面形狀為圓形、正六邊形、正三角形或四邊形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型填料塔，其特征在于還包括氣體導(dǎo)流板， 所述的氣體導(dǎo)流板由一長(zhǎng)方形板平整地旋轉(zhuǎn)扭曲制成，其橫斷面為一直線，安 裝在規(guī)整填料的每個(gè)空心柱體內(nèi)，高度略小于空心柱體的高度，下部支撐在填 料支撐裝置上，上部由液體引導(dǎo)管壓住。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型填料塔，其特征在于所述的氣體導(dǎo)流板由塑料薄板制成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型填料塔，其特征在于所述的氣體導(dǎo)流板的側(cè)邊設(shè)有多個(gè)凸出點(diǎn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型填料塔，其特征在于還包括液位自動(dòng)控制 裝置，安裝在液體分布板上側(cè)的塔體上，所述的液位自動(dòng)控制裝置由液位測(cè)量 裝置、自動(dòng)進(jìn)氣閥和自動(dòng)出氣閥構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型填料塔，規(guī)整填料由兩個(gè)或兩個(gè)以上空心柱體結(jié)合在一起構(gòu)成，空心柱體橫截面為圓形、正六邊形或其它形狀；液體分布板上開(kāi)有小孔，小孔下連接液體引導(dǎo)管，液體引導(dǎo)管通至填料的各空心柱體中，液體分布板水平安裝在塔體內(nèi)規(guī)整填料的上方；氣體導(dǎo)流板由一長(zhǎng)方形板旋轉(zhuǎn)扭曲制成，側(cè)邊留有多個(gè)凸出點(diǎn)，氣體導(dǎo)流板安裝于規(guī)整填料的空心柱體內(nèi)，高度略小于空心柱體的高度；氣體出口位于規(guī)整填料和液體分布板之間。本實(shí)用新型能徹底消除填料塔內(nèi)液體分布的不均勻，大大提高上升氣流的速度，增強(qiáng)了對(duì)液膜的攪動(dòng)作用，促進(jìn)了液相表面的更新，可以在較大程度上加快氣液傳質(zhì)速率，提高填料塔的生產(chǎn)能力和分離效率。
文檔編號(hào)B01D3/14GK201384864SQ200920037478
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者季錦林, 湯立新 申請(qǐng)人:南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院