一種規(guī)整填料塔嵌入式壁流再分布器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種規(guī)整填料塔嵌入式壁流再分布器，它包括壁流導(dǎo)流片，外圈液槽，外圈導(dǎo)流管，中間液槽，內(nèi)圈導(dǎo)流管和內(nèi)圈液槽；壁流導(dǎo)流片，外圈液槽，中間液槽和內(nèi)圈液槽均為圓環(huán)型，且同軸心，且底面高度依次降低，外圈導(dǎo)流管和內(nèi)圈導(dǎo)流管兩端分別連接于兩側(cè)的液槽，導(dǎo)流管的中心線與任何一個(gè)液槽的直徑及其直線延長線均不重合。通過該嵌入式壁流再分布器的作用，壁流液體重新分布到了整體填料上，同時(shí)由于旋轉(zhuǎn)形式的流動，實(shí)現(xiàn)了整體液體的混合和再分布，有利于提到分離效率?？蓱?yīng)用于化工，空分等領(lǐng)域的規(guī)整填料塔。結(jié)構(gòu)簡單，制作及安裝便利。
【專利說明】一種規(guī)整填料塔嵌入式壁流再分布器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種規(guī)整填料塔嵌入式壁流再分布器，具體的說，是一種針對填料塔中普遍存在的壁流問題而發(fā)明的一種可嵌入規(guī)整填料中的壁流收集再分布裝置，屬于空分及化工分離領(lǐng)域的填料塔內(nèi)件【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]規(guī)整填料塔由于其生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓力降小持液量小，操作彈性大等特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于空分和化工分離領(lǐng)域。但其也存在一些缺點(diǎn)，如造價(jià)比較高，低噴淋密度時(shí)不能有效潤濕填料表面，易堵塞不適合高粘度流體，壁流效應(yīng)影響分離效率等，導(dǎo)致其應(yīng)用受到一定的限制。
[0003]壁流效應(yīng)是廣泛存在于填料塔中，降低填料塔分離效果的一個(gè)主要原因。當(dāng)液體沿填料層向下流動時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。填料塔不采取防壁流措施時(shí)，會有10% — 40%的壁流量，對分離效果的影響在10%以上。2000年，某生產(chǎn)乙苯的填料塔開車成本偏高，分離效率低，其原因就是塔壁流沒能得到很好的處理。
[0004]常規(guī)的解決方法是當(dāng)填料層較高時(shí)進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。但這種方法需要占用比較大的塔內(nèi)空間，使塔內(nèi)的填料層體積比減小，增加投資成本。
[0005]CN2246534Y設(shè)計(jì)了一個(gè)引導(dǎo)環(huán)，引導(dǎo)環(huán)的上部喇叭口與塔壁緊密接觸，下端連接規(guī)整填料，喇叭口將壁流液體收集后，再導(dǎo)入填料層。CN2593895Y采用的是在壁流圈上開縫的形式，使壁流部分的液體沿縫隙導(dǎo)入到填料中。CN102600789A采用倒流片與收集片相結(jié)合的形式，導(dǎo)流片與收集片的外壁均與塔壁接觸，導(dǎo)流片的內(nèi)壁與在收集片的內(nèi)外壁面之間，從而形成了壁流液體通過導(dǎo)流片收集到收集片上導(dǎo)入到填料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。CN101347716通過改變普通波紋規(guī)整填料的結(jié)構(gòu)，使波紋板則有多個(gè)方向，采用不同的夾角和長度，比普通填料折流更多次，降低了壁流的生成幾率。目前現(xiàn)有的專利主要是將壁流液體直接導(dǎo)入壁面附近的填料，或者是通過改變填料結(jié)構(gòu)減少壁流，未能做到壁流液體的整體再分布。本發(fā)明主要目的是使壁流液體的收集后混合換位再分布到整塔填料中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種規(guī)整填料塔內(nèi)使用的嵌入式壁流液體收集再分布裝置，該裝置可以將壁流液體收集后再分布至整體塔內(nèi)規(guī)整填料的內(nèi)部。同時(shí)該裝置采用嵌入式設(shè)計(jì)，可以直接放置在規(guī)整填料內(nèi)部，盡量減小由于分布器加入帶來的填料體積降低。
[0007]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種規(guī)整填料塔嵌入式壁流再分布器，它包括壁流導(dǎo)流片1，外圈液槽2，外圈導(dǎo)流管3，中間液槽4，內(nèi)圈導(dǎo)流管5和內(nèi)圈液槽6 ;壁流導(dǎo)流片I，外圈液槽2，中間液槽3和內(nèi)圈液槽4均為圓環(huán)型，且同軸心，且底面高度依次降低，外圈導(dǎo)流管3和內(nèi)圈導(dǎo)流管5兩端分別連接于兩側(cè)的液槽，導(dǎo)流管的中心線與任何一個(gè)液槽的直徑及其直線延長線均不重合。中間液槽可以是一層或多層。
[0009]所述每層導(dǎo)流管數(shù)量為2個(gè)以上的偶數(shù)，相鄰導(dǎo)流管之間的角度相同。
[0010]所述外圈液槽2側(cè)壁面，中間液槽3和內(nèi)圈液槽4內(nèi)外兩側(cè)壁面有開孔。
[0011]所述外圈液槽2與中間液槽4的特征直徑比大于等于I。
[0012]所述中間液槽4與內(nèi)圈液槽6的特征直徑比大于等于I。
[0013]上述外圈液槽2的底面高度與中間液槽4的頂面高度差大于等于5_，中間液槽4的底面高度與內(nèi)圈液槽6的頂面高度高度差大于等于5mm。
[0014]本發(fā)明的再分布器安裝方法，在填料塔塔底安放好規(guī)整填料9 ;在規(guī)整填料9的空腔B底面中心上，放置內(nèi)圈液槽6及其導(dǎo)流管5，內(nèi)圈液槽6的底面與空腔B的底面水平；將中間液槽4及其導(dǎo)流管3放置于規(guī)整填料9的空腔A內(nèi)，中間液槽4的底面與空腔A的底面水平；將外圈液槽2放置于規(guī)整填料9的頂端，外圈液槽2的底面與規(guī)整填料9的頂端水平；將壁流導(dǎo)流片焊接于塔壁內(nèi)側(cè)。
[0015]本發(fā)明所述的嵌入式壁流再分布器8，其在使用過程中的原理為:
[0016]規(guī)整填料塔中壁流的液體，流經(jīng)壁流導(dǎo)流片I時(shí)，受到壁流導(dǎo)流片I的阻擋導(dǎo)流作用，液體沿壁流導(dǎo)流片I內(nèi)壁流至外圈液槽2。在外圈液槽2內(nèi)，液體在重力作用下，通過外圈導(dǎo)流管3流至中間液槽4中。如果外圈液槽2內(nèi)液體過多，可以通過其內(nèi)側(cè)壁面的開槽溢流至附近的塔內(nèi)填料9上。由于外圈導(dǎo)流管3與中間液槽4的任何一條直徑均不重合，且各導(dǎo)流管間的角度相同，由外圈導(dǎo)流管3進(jìn)入中間液槽4的液體會在中間液槽4內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的液體一部分通過中間液槽4內(nèi)外兩側(cè)壁面上的開槽噴射到塔內(nèi)填料9上，另一部分受到重力的作用通過內(nèi)圈導(dǎo)流管5進(jìn)入內(nèi)圈液槽6，與上述原理相同，內(nèi)圈液槽6的液體也成旋轉(zhuǎn)流動狀態(tài)，其內(nèi)部的液體通過內(nèi)外兩側(cè)壁面上的開槽噴灑到塔內(nèi)填料9上。通過該嵌入式壁流再分布器的作用，壁流液體重新分布到了整體填料上，同時(shí)由于旋轉(zhuǎn)形式的流動，實(shí)現(xiàn)了整體液體的混合和再分布，有利于提到分離效率。
[0017]本發(fā)明的用途廣泛，可應(yīng)用于化工，空分等領(lǐng)域的規(guī)整填料塔。應(yīng)用于不同的場合時(shí)，可選用不同結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0018]本發(fā)明作為一種嵌入式壁流再分布器，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1.結(jié)構(gòu)簡單，制作及安裝便利；
[0020]2.嵌入式設(shè)計(jì)，可盡量減少塔內(nèi)體積的占用；
[0021]3.有效將壁流液體重新分布至整體填料上，減小了壁流效應(yīng)影響，提高了分離效率；
[0022]4.旋轉(zhuǎn)式設(shè)計(jì)，使液體以圓周噴灑形式重新分布于填料上，增加了分布的均勻性；
[0023]5.針對不同的應(yīng)用場合和操作條件，可靈活改變單元體結(jié)構(gòu)參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖主視圖。
[0025]圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。
[0026]圖3為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖等軸測視圖
[0027]圖4為本發(fā)明在塔內(nèi)安裝示意圖
[0028]圖5為實(shí)施例2示意圖
[0029]圖中，I是壁流導(dǎo)流片，2是外圈液槽，3是外圈導(dǎo)流管，4是中間液槽，5是內(nèi)圈導(dǎo)流管，6是內(nèi)圈液槽，7是填料塔體，8是壁流再分布器，9是塔內(nèi)填料。A是塔內(nèi)填料9上部第一層空腔，B是塔內(nèi)填料上部第二層空腔。

【具體實(shí)施方式】
[0030]以下為本發(fā)明在規(guī)整填料塔的一個(gè)實(shí)施例，但所述嵌入式壁流再分布器作用不僅于此，僅舉一例說明。
[0031]如圖1、2、3所示:一種嵌入式壁流再分布器，其特征在于壁流導(dǎo)流片I為一個(gè)變徑圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其上部外徑與填料塔體7的內(nèi)徑相同，其下部直徑小于上部直徑。其下部邊緣深入外圈液槽2中。外圈液槽2主體為一環(huán)形筒狀結(jié)構(gòu)，其外壁高于內(nèi)壁，在內(nèi)壁上有均勻的開槽。其外壁直徑大于壁流導(dǎo)流片下部直徑，高度高于壁流導(dǎo)流片最下部，其內(nèi)壁直徑小于壁流導(dǎo)流片下部直徑。外圈液槽2內(nèi)壁的下部，連接有外圈導(dǎo)流管3。外圈導(dǎo)流管3的特征在于由俯視圖上看，其與外圈液槽2內(nèi)外壁的任何一條直徑均不重合，其高度由四周向中心逐漸下降，其最低處與中間液槽4的外壁相連接。中間液槽4主體為一環(huán)形筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外兩側(cè)壁面上有均勻的開槽。中間液槽4底部的高度低于外圈液槽2的底部高度，特征直徑小于外圈液槽2的特征直徑。其內(nèi)壁與內(nèi)圈導(dǎo)流管5相連。內(nèi)圈導(dǎo)流管5的形狀特征與外圈導(dǎo)流管3相同,兩個(gè)相鄰的內(nèi)圈導(dǎo)流管5和外圈導(dǎo)流管3成一定的角度。內(nèi)圈導(dǎo)流管5的下部與內(nèi)圈液槽6的外壁相連接。內(nèi)圈液槽6的形狀特征與中間液槽4相同，其底部高度低于中間液槽4底部高度，其特征直徑小于中間液槽4的特征直徑。
[0032]上述部分組成嵌入式壁流再分布器8，其與填料塔體7及塔內(nèi)填料9的組裝如圖4所示，壁流導(dǎo)流片I的上部外壁與填料塔體7內(nèi)壁緊密結(jié)合。塔內(nèi)填料9上部空腔A為一圓柱形空腔，其下平面與中間液槽4的底面水平，上平面與外圈液槽2底面水平，其直徑與外圈液槽2的內(nèi)圈直徑相同。塔內(nèi)填料9上部空腔B為一圓柱形空腔，其下平面與內(nèi)圈液槽6的底面水平，上平面與中間液槽4的底面水平，其直徑與中間液槽4的內(nèi)壁直徑相同。
[0033]上述嵌入式壁流再分布器8，其材料可以包括但不限于碳鋼，不銹鋼，銅，鋁，碳化娃，塑料，樹脂等。
[0034]上述嵌入式壁流再分布器8的中間液槽可以為正整數(shù)個(gè)，每一個(gè)中間液槽的特征直徑介于其上部與下部的液槽之間，也就是從上至下液槽的直徑逐漸降低。
[0035]上述同一層上的內(nèi)圈導(dǎo)流管5及外圈導(dǎo)流管3，其數(shù)量可以為2個(gè)以上的整數(shù)個(gè)，相鄰內(nèi)圈導(dǎo)流管之間的角度相同，相鄰?fù)耆珜?dǎo)管之間的角度相同。
[0036]上述同一層上的內(nèi)圈導(dǎo)流管5及外圈導(dǎo)流管3，其相鄰的內(nèi)圈導(dǎo)流管與外圈導(dǎo)流管成一定的角度，其角度大于O度小于90度。
[0037]上述外圈液槽2與中間液槽4的特征直徑比大于等于1.
[0038]上述中間液槽4與內(nèi)圈液槽6的特征直徑比大于等于I。
[0039]上述外圈液槽2的底面高度與中間液槽4的頂面高度差大于等于5mm，中間液槽4的底面高度與內(nèi)圈液槽6的頂面高度高度差大于5mm。
[0040]上述外圈液槽2內(nèi)壁，中間液槽4內(nèi)外壁，內(nèi)圈液槽6內(nèi)外壁上的開槽形狀包括但不限于長方形，正方形，圓形以及其他多邊形和曲邊形狀。其開孔率大于等于O且小于I。
[0041]下面以具體尺寸表示本發(fā)明嵌入式壁流再分布器的結(jié)構(gòu)，只是說明性的，不局限于這些具體尺寸。
[0042]實(shí)施例1
[0043]對于塔內(nèi)徑4米的規(guī)整填料塔，采用壁流導(dǎo)流片上部的外徑是4米，下部的外徑是
3.95米，焊接于塔體內(nèi)。整體壁流分布器采用三層液槽結(jié)構(gòu)，采用厚度為2mm的304型不銹鋼制作。外圈液槽外壁直徑3.98米，內(nèi)壁直徑3.8米，外壁高度0.3米，內(nèi)壁高度0.2米，內(nèi)壁均勻開高度0.05米，寬度0.01米的條孔，開孔率為0.5。外圈液槽底部與壁流導(dǎo)流片底部的高度差為0.3米。外圈導(dǎo)流管采用4根直徑10mm管路，均勻排列。中間液槽外壁直徑2.1米，內(nèi)壁直徑1.9米，外壁高度0.2米，內(nèi)壁高度0.2米，內(nèi)壁均勻開高度0.05米，寬度0.01米的條孔，開孔率為0.5。中間液槽底部與外圈液槽底部的高度差為0.2米。內(nèi)圈導(dǎo)流管采用4根直徑75mm管路，均勻排列。內(nèi)圈液槽外壁直徑0.4米，內(nèi)壁直徑0.2米，外壁高度0.2米，內(nèi)壁高度0.2米，內(nèi)壁均勻開高度0.05米，寬度0.01米的條孔，開孔率為
0.6。下部填料采用250Y型開窗導(dǎo)流波紋板規(guī)整填料，空腔A的直徑是3.8米，高度是0.2米，空腔B的直徑是1.9米，高度是0.2米。此例中壁流再分布器可不斷將所有已經(jīng)壁流到壁面的液體收集并重新分布至填料上，大大減少壁流液量，多層液槽設(shè)計(jì)可將已經(jīng)發(fā)生壁流的液體重新均布至整體填料中，增加塔內(nèi)液體的重新分布與更新，有效減少壁流的對規(guī)整填料塔的影響。分布器采用了嵌入至填料內(nèi)，節(jié)約了傳統(tǒng)再分布器所占的體積。
[0044]實(shí)施例2
[0045]實(shí)施例2僅針對對多層中間液槽的情況進(jìn)行表述，如圖5所示。
[0046]對于塔徑是6米的規(guī)整填料塔，采用壁流導(dǎo)流片上部的外徑是6米，下部的外徑是5.95米，焊接于塔體內(nèi)。整體壁流分布器采用四層液槽結(jié)構(gòu)，采用厚度為2_的304型不銹鋼制作。外圈液槽外壁直徑5.98米，內(nèi)壁直徑5.8米，外壁高度0.3米，內(nèi)壁高度0.2米，內(nèi)壁均勻開高度0.05米，寬度0.01米的條孔，開孔率為0.5。外圈液槽底部與壁流導(dǎo)流片底部的高度差為0.3米。外圈導(dǎo)流管采用4根直徑200mm管路，均勻排列。第二層液槽外壁直徑4.1米，內(nèi)壁直徑3.9米，外壁高度0.2米，內(nèi)壁高度0.2米，內(nèi)壁均勻開高度0.05米，寬度0.01米的條孔，開孔率為0.5。第二層液槽底部與外圈液槽底部的高度差為0.2米。第二層液槽與第三層液槽之間的導(dǎo)流管采用4根直徑10mm管路，均勻排列。第三層液槽外壁直徑2.1米，內(nèi)壁直徑1.9米，外壁高度0.2米，內(nèi)壁高度0.2米，內(nèi)壁均勻開高度
0.05米，寬度0.01米的條孔，開孔率為0.5。第三層液槽底部與第二層液槽底部的高度差為0.2米。內(nèi)圈導(dǎo)流管采用4根直徑75mm管路，均勻排列。內(nèi)圈液槽外壁直徑0.4米，內(nèi)壁直徑0.2米，外壁高度0.2米，內(nèi)壁高度0.2米，內(nèi)壁均勻開高度0.05米，寬度0.01米的條孔，開孔率為0.6。
【權(quán)利要求】
1.一種規(guī)整填料塔嵌入式壁流再分布器，其特征在于它包括壁流導(dǎo)流片(1)，外圈液槽(2)，外圈導(dǎo)流管(3)，中間液槽(4)，內(nèi)圈導(dǎo)流管(5)和內(nèi)圈液槽(6);壁流導(dǎo)流片(1)，外圈液槽(2)，中間液槽(3)和內(nèi)圈液槽(4)均為圓環(huán)型，且同軸心，且底面高度依次降低，外圈導(dǎo)流管(3)和內(nèi)圈導(dǎo)流管(5)兩端分別連接于兩側(cè)的液槽，導(dǎo)流管的中心線與任何一個(gè)液槽的直徑及其直線延長線均不重合。
2.如權(quán)利要求1所述再分布器，其特征在于中間液槽為一層或多層。
3.如權(quán)利要求1所述再分布器，其特征在于每層導(dǎo)流管數(shù)量為2個(gè)以上的偶數(shù)，相鄰導(dǎo)流管之間的角度相同。
4.如權(quán)利要求1所述再分布器，其特征在于外圈液槽(2)側(cè)壁面，中間液槽(3)和內(nèi)圈液槽(4)內(nèi)外兩側(cè)壁面有開孔。
5.如權(quán)利要求1所述再分布器，其特征在于外圈液槽2與中間液槽4的直徑比大于等于I。
6.如權(quán)利要求1所述再分布器，其特征在于中間液槽(4)與內(nèi)圈液槽(6)的直徑比大于等于I。
7.如權(quán)利要求1所述再分布器，其特征在于上述外圈液槽2的底面高度與中間液槽(4)的頂面高度差大于等于5_，中間液槽4的底面高度與內(nèi)圈液槽(6)的頂面高度高度差大于等于5mmο
8.如權(quán)利要求1所述再分布器安裝方法，其特征是:在填料塔塔底安放好規(guī)整填料(9);在規(guī)整填料(9)的空腔B底面中心上，放置內(nèi)圈液槽(6)及其導(dǎo)流管(5)，內(nèi)圈液槽(6)的底面與空腔B的底面水平；將中間液槽(4)及其導(dǎo)流管(3)放置于規(guī)整填料(9)的空腔A內(nèi)，中間液槽(4)的底面與空腔A的底面水平；將外圈液槽2放置于規(guī)整填料(9)的頂端，外圈液槽(2)的底面與規(guī)整填料(9)的頂端水平；將壁流導(dǎo)流片焊接于塔壁內(nèi)側(cè)。
【文檔編號】B01J19/32GK104383872SQ201410748879
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】徐義明, 劉輝, 黃益平, 李旭東, 孫玉玉, 陸曉詠, 劉春江 申請人:中建安裝工程有限公司, 天津大學(xué)