专利名称：旋转剪切流塔盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转剪切流塔盘。
背景技术：
板式塔是化工生产中得到非常广泛应用的单元操作设备之一，主要应用于精馏、吸收以及气体的洗涤等。因其具有生产能力大、控制简便、操作弹性大、性能稳定且检修、清洗均较方便等优点。板式塔因其内部塔盘的形式不同而划分为不同名称的塔，目前常见的有(I)泡罩塔，(2)筛板塔，(3)浮阀塔，(4)喷射型塔板。迄今为止，现有的喷射塔是在塔盘上开有与液流同方向的喷射孔(如舌形孔)(见下图4)，气体经舌孔喷出，其沿水平方向的分力推动了液体流动。由于在某一块塔盘上的液体流最大路径是从塔盘的受液区到降液区的直线距离，从而使得液体在塔盘上的停留时间很短，造成气液接触不充分塔板效率偏低。
发明内容
为了解决现有的喷射型塔板中液体在塔盘上的停留时间短、造成气液接触不充分塔板效率偏低的问题，本发明提出了 一种液体停留时间长、塔板效率高的旋转剪切流塔盘。本发明所述的旋转剪切流塔盘，包括塔盘，其特征在于:所述的塔盘上设置若干降液管、若干喷射斜孔，所述的降液管的一端固定在所述的塔盘的外圈、另一端向塔盘中心延伸直至连通在塔盘下方的中心集液管内，所述的中心集液管出液口通入位于中心集液管下方的受液槽内，所述的降液管沿所述的塔盘的周向排布形成一圈降液管圈，并且所述的降液管固定在所述的塔盘的一端高出所述的塔盘上表面；所述的受液槽通过拉筋板与中心集液管连接，并利用中心集液管出口与受液槽溢出口之间的液位差形成液封，且所述的受液槽的槽壁上设置溢出口 ；所述的喷射斜孔以所述的塔盘的中心为圆心周向排列形成的若干圈同心的喷射斜孔圈，且位于所述的降液管圈的圆内的所述的喷射斜孔圈的喷射口顺、逆时针间隔排列、位于所述的降液管圈的圆外的所述的喷射斜孔圈的喷射口朝向所述的塔盘的中心。所述的降液管圈的圆外设置一圈所述的喷射斜孔圈。每圈所述的喷射斜孔圈上的喷射斜孔均匀排列。所述的降液管圈中的降液管均匀排列。所述的中心集液管和所述的受液槽均位于所述的塔盘中心的正下方。所述的喷射斜孔根据塔盘的需求制成不同的形状。所述的喷射斜孔可采用舌形喷射孔、圆弧形喷射孔、矩形喷射孔或三角等形状的喷射孔。所述的塔盘的最外缘设置一圈卡子，且所述的塔盘通过卡子固定在与塔壁相焊接的支撑圈上。所述的喷射斜孔的倾斜角为2 85度。当塔体的直径小于Im时，相邻的塔盘之间通过圆环支架支撑，且塔盘与塔体之间的缝隙用填料密封圈封牢。由塔盘下方上升的气体从喷射斜孔喷出，假设气体的推力为F，在气体推力的分力FXcosa (a —般取15 35°，理论上角度越小分力越大)沿圆周切向的推动下，液体产生旋转流动；在塔盘上顺、逆时针交替排列开设同心圆喷射斜孔圈，液体在气流的作用下获得“剪切流”，在旋转剪切流塔盘上液体是沿着一个个直径不同的同心圆流动的，在靠近圆心的受液区同心圆轨迹的液体在离心力的作用下又扩散到相邻的外层同心圆轨道，直至流到最外层的降液管中进入受液槽，再由槽壁溢出而进入下一层塔盘。本发明的有益效果是:加大了气、液接触面积，加快气液两相表面的更新、降低气膜和液膜阻力；(2)强化涡流扩散传递；(3)大大地加大气、液接触时间(液体流的路径是一组同心圆)；(4)保证气、液多次逆流接触，防止气、液短路、夹带、返混，提高传质推动力。从而可以大大地提高气液传质或分离效率。
图1是本发明的平面图。图2是本发明的喷射斜孔的结构图(以舌形喷射孔为例，其中a代表喷射斜孔的倾斜角代表喷射斜孔的喷射口的垂直高度)。图3是本发明的塔盘的垂直分布图(以3层塔盘为例，其中，b代表液封高度；(1代表塔盘上的液层高度；e代表相邻两塔盘之间的板间距；Φ代表塔体直径)。图4是本发明的塔盘的垂直分布图(以3层塔盘为例，塔体直径小于Im为例)。图5是传统的塔盘的结构图(其中，I’代表塔盘；2’代表喷射斜孔；3’代表降液管；4’代表受液盘)。
具体实施例方式
下面结合附图进一步说明本发明参照附图:实施例1本发明所述的旋转剪切流塔盘，包括塔盘1，所述的塔盘I上设置若干降液管11、若干喷射斜孔12，所述的降液管11的一端固定在所述的塔盘I的外圈、另一端向塔盘I中心延伸直至连通在塔盘I下方的中心集液管13内，所述的中心集液管13出液口通入位于中心集液管13下方的受液槽14内，所述的降液管11沿所述的塔盘I的周向排布形成一圈降液管圈，并且所述的降液管11固定在所述的塔盘I的一端高出所述的塔盘I上表面；所述的受液槽14通过拉筋板15与中心集液管13连接，并利用中心集液管出口与受液槽溢出口之间的液位差形成液封，且所述的受液槽14的槽壁上设置溢出口 ；所述的喷射斜孔12以所述的塔盘I的中心为圆心周向排列形成的若干圈同心的喷射斜孔圈，且位于所述的降液管圈的圆内的所述的喷射斜孔圈的喷射口顺、逆时针间隔排列、位于所述的降液管圈的圆外的所述的喷射斜孔圈的喷射口朝向所述的塔盘I的中心。所述的降液管圈的圆外设置一圈所述的喷射斜孔圈。每圈所述的喷射斜孔圈上的喷射斜孔12均匀排列。所述的降液管圈中的降液管11均匀排列。所述的中心集液管13和所述的受液槽14均位于所述的塔盘I中心的正下方。
所述的喷射斜孔12根据塔盘的需求制成不同的形状。
所述的喷射斜孔12可采用舌形喷射孔、圆弧形喷射孔、矩形喷射孔或三角等形状的喷射孔。
所述的塔盘I的最外缘设置一圈卡子16，且所述的塔盘I通过卡子16固定在与塔壁2相焊接的支撑圈17上。
所述的喷射斜孔12的倾斜角为2 85度。
当塔体的直径小于Im时，相邻的塔盘I之间通过圆环支架支撑3，且塔盘I与塔体之间的缝隙用填料密封圈18封牢。
由塔盘I下方上升的气体从喷射斜孔12喷出，假设气体的推力为F，在气体推力的分力FXcosa (a —般取15 35°，理论上角度越小分力越大)沿圆周切向的推动下，液体产生旋转流动；在塔盘I上顺、逆时针交替排列开设同心圆喷射斜孔圈，液体在气流的作用下获得“剪切流”，在旋转剪切流塔盘上液体是沿着一个个直径不同的同心圆流动的，在靠近圆心的受液区同心圆轨迹 的液体在离心力的作用下又扩散到相邻的外层同心圆轨道，直至流到最外层的降液管11中进入受液槽14，再由槽壁溢出而进入下一层塔盘I。
实施例2本实施例与实施例1的区别之处在于:所述的喷射斜孔可采用舌形喷射孔，其余的实施方式和结构均相同，以现有的喷射塔盘为例(假设都以塔体直径为I米的塔盘)来宏观量化分析:扣除受液区和降液区，其液体从受液区到降液区在塔盘上流过的最长路径约为0.75米，而旋转剪切流塔盘其液体从受液区到降液管的路径长度为受液区(塔盘 η中心区域)到降液管间所流过的同心圆周路径的总和，即大约为10 15米，即气液传 7=1质时间可以提高十几倍，其中圆周路径数η由开设喷射孔的数量和排列方式决定。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.旋转剪切流塔盘，包括塔盘，其特征在于:所述的塔盘上设置若干降液管、若干喷射斜孔，所述的降液管的一端固定在所述的塔盘的外圈、另一端向塔盘中心延伸直至连通在塔盘下方的中心集液管内，所述的中心集液管出液口通入位于中心集液管下方的受液槽内，所述的降液管沿所述的塔盘的周向排布形成一圈降液管圈，并且所述的降液管固定在所述的塔盘的一端高出所述的塔盘上表面；所述的受液槽通过拉筋板与中心集液管连接，并利用中心集液管出口与受液槽溢出口之间的液位差形成液封，且所述的受液槽的槽壁上设置溢出口 ；所述的喷射斜孔以所述的塔盘的中心为圆心周向排列形成的若干圈同心的喷射斜孔圈，且位于所述的降液管圈的圆内的所述的喷射斜孔圈的喷射口顺、逆时针间隔排列、位于所述的降液管圈的圆外的所述的喷射斜孔圈的喷射口朝向所述的塔盘的中心。
2.如权利要求1所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:所述的降液管圈的圆外设置一圈所述的喷射斜孔圈。
3.如权利要求2所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:每圈所述的喷射斜孔圈上的喷射斜孔均匀排列。
4.如权利要求3所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:所述的降液管圈中的降液管均匀排列。
5.如权利要求1所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:所述的中心集液管和所述的受液槽均位于所述的塔盘中心的正下方。
6.如权利要求4所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:所述的喷射斜孔根据塔盘的需求制成不同的形状。
7.如权利要求6所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:所述的喷射斜孔可采用舌形喷射孔、圆弧形喷射孔、矩形喷射孔或三角形状的喷射孔。
8.如权利要求5所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:所述的塔盘的最外缘设置一圈卡子，且所述的塔盘通过卡子固定在与塔壁相焊接的支撑圈上。
9.如权利要求7所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:所述的喷射斜孔的倾斜角为2 85度。
10.如权利要求8所述的旋转剪切流塔盘，其特征在于:当塔体的直径小于Im时，相邻的塔盘之间通过圆环支架支撑，且塔盘与塔体之间的缝隙用填料密封圈封牢。
全文摘要
旋转剪切流塔盘，包括塔盘，所述的塔盘上设置若干降液管、若干喷射斜孔，所述的降液管的一端固定在所述的塔盘的外圈、另一端向塔盘中心延伸直至连通在塔盘下方的中心集液管内，所述的中心集液管出液口通入位于中心集液管下方的受液槽内；所述的喷射斜孔以所述的塔盘的中心为圆心周向排列形成的若干圈同心的喷射斜孔圈，且位于所述的降液管圈的圆内的所述的喷射斜孔圈的喷射口顺、逆时针间隔排列。本发明的有益效果是1)加大气、液接触面积，加快气液两相表面的更新、降低气膜和液膜阻力；2)强化涡流扩散传递；3)加大气、液接触时间；4)保证气、液多次逆流接触，防止气、液短路、夹带、返混，提高传质推动力。
文档编号B01J19/32GK103143186SQ20131004324
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者沈宏 申请人:沈宏