旋流浮阀塔板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼油、石化、化工工业中的气液接触传质设备技术领域，特别是净化、精馏和吸收。
技术背景
[0002]浮阀塔板具有生产能力大、操作弹性大、塔板效率高等优点，是应用最为广泛的板型之一。在现有技术中，例如申请号01200988.1，名称为《一种微分散固定阀》的专利申请文件披露:其包括塔板和阀面，阀面由塔板本体冲出，阀面通过阀腿与塔板相连，阀面与塔板平行，阀面上冲有一个或多个舌片，舌片与阀面平行，舌片一端与阀面相连。现有技术存在技术缺陷是:阀面上的舌片较小，阀面周围气泡大，没有形成细小的气泡，塔板上液面梯度大，有传质死区，易于结构堵塞塔板，同时塔板气液分布不均匀，降低了传质效率和处理能力，影响工作效率。为此，人们对其作了多种改进，开发出导向浮阀、梯形浮阀、组合式浮阀、B型导向浮阀。这些新型浮阀主要有以下特征:导向浮阀是在矩形阀片上开1-2个导向孔，从该导向孔喷出的气体对液体具有一定的推动作用，但是由于导向孔的开度有限，气流主要从阀片两侧喷出，其方向与液体方向夹角为90°，其导向推动力很小，导向作用不明显，尤其是对于大液流强度；梯形浮阀是一种将导向浮阀的矩形阀片改为梯形阀片的新型浮阀，其短底朝溢流堰方向，使得从阀片两侧吹出的气流与塔板上液体主流动方向所构成的夹角小于90°对液体具有很大的推动作用，适用于大液流强度。如专利02112748.4，名称为《一种导向固阀塔》中指出，梯形浮阀液存在其固有的缺点:当气流强度较大时，由于推动力过大，容易形成负的液面梯度，影响塔板的操作性能；组合式浮阀塔板需要在塔板上装配矩形和梯形两种不同的浮阀，增加了加工难度和材料的消耗。
[0003]专利98225317.6，名称为《B型导向浮阀》设计出一种前阀腿长，后阀腿短的结构，使浮阀全张后，在液体流动方向上，阀面与阀孔板水平面形成一个仰角，因而除了从导向孔喷出的气体能推动塔板上的液体向前流动外，从浮阀两侧流出的气体也产生一个向前的分力，对液体流动产生更大的推动力。该浮阀是目前性能最好的导向浮阀之一，但它也有不足之处，即阀片最前端是片状阀腿，像一块挡板一样，使得塔板上存在液体滞止区、容易积灰导致塔板堵塞。
【发明内容】
[0004]本发明想要解决的技术问题是现有浮阀塔板存在易堵塞、塔板上液面梯度大、气体分布不均匀、存在液体滞止区、塔板效率偏低等问题；提出一种具有自清洗功能、塔板上液体流动平稳，液面梯度小，塔板压降小，传质效率高，抗堵塞能力强的旋流浮阀塔板。
[0005]为解决上述问题，本发明通过如下的技术方案实现:一种旋流浮阀塔板，由塔板
(I)、旋流浮阀⑵、阀孔⑶组成；塔板⑴上冲有阀孔⑶，阀孔⑶上安装旋流浮阀⑵；其特征在于旋流浮阀(2)的阀面(6)上安装有旋流片(7)。
[0006]所述旋流浮阀塔板还包括阀腿⑷和阀脚(5)，阀脚(5)通过阀腿⑷与阀面(6)相连；
[0007]优选地，所述旋流浮阀塔板，旋流浮阀(2)可以使固定在塔板上的也可以使上下浮动的；
[0008]所述旋流浮阀，阀面(6)上的旋流片数量大于3片；
[0009]优选地，所述旋流浮阀，阀面(6)上的旋流片数为8-20片；
[0010]所述旋流浮阀，阀面与阀孔之间具有一个夹角α，α = 15-75° ;
[0011]优选地，所述旋流浮阀，阀面与阀孔之间夹角α = 30-60° ;
[0012]所述旋流浮阀，阀面下有不少于三个阀腿，阀腿高度h = 5-40mm。
[0013]所述旋流浮阀，阀面(6)可以为矩形、圆形或多边形中的一种；
[0014]优选地，所述旋流浮阀，阀面为圆形；
[0015]所述旋流浮阀，阀孔(9)可以为长方形、三角形、梯型、圆形或舌型中的一种，旋流浮阀⑵可以是固定式，也可以是浮动式；阀面⑴上有至少一个旋流浮阀⑵；
[0016]优选地，所述旋流浮阀，阀孔(9)的形状与旋流片⑶的形状相同；
[0017]更为优选地，所述旋流浮阀，阀孔(9)的形状与旋流片(8)的形状为扇形；
[0018]所述旋流浮阀塔板，塔板(I)上可以全部安装旋流浮阀(2)，也可以是旋流浮阀
(2)与其它阀孔的组合。
[0019]所述浮阀塔板，浮阀在塔板上可以是叉排，也可以是顺排。
[0020]优选地，所述浮阀塔板采用叉排，叉排时相邻两浮阀中吹出气流，使相邻两阀间的液体容易被推动，液面梯度较小，鼓泡均匀。
[0021]本发明的旋流浮阀可以用各种金属材料制成，必要时亦可以用金属材料与非金属材料复合制成，以满足不同工况场合的需要。
[0022]气流从塔板(I)上的阀孔进入，部分气流由阀面上的阀孔(3)喷入液层，由于阀孔
(3)整体形状呈旋流状，气流出阀孔(3)后形成一个旋流场，在旋流场中气流被分散为多个小气流，形成大量细小气泡进入液体中，同时旋流场可以进一步促进气泡二次破裂形成尺寸更小的子气泡，大大增加了气相与液相接触面积，强化了气液传质，且旋流孔与水平方向有一定的倾斜角度，使旋流孔喷出的气流向斜前方向运动，产生一向前的合力，推动塔板上的液体向前流动，减小塔板上的液面梯度，提高塔板的通量与效率。旋流场的另一个作用是减小甚至消除死区，有效的利用了塔板上方的空间；在有固体颗粒存在的条件下能有效防止积灰和结垢的现象。本发明的阀面(6)边角为流线型圆弧，减小对液体流动的阻力，有利于消除涡流与返混，提高塔板效率。
[0023]将本装置应用与低温甲醇洗工艺，经72小时运行结果表明，旋流浮阀塔板无堵塞，具有自清洗功能、塔板上液体流动平稳，液面梯度小，塔板压降小，传质效率高；净化后的合成气总硫小于lppm，C02小于20ppm符合后续合成单元对合成气净化指标的工艺要求。
[0024]下面结合说明书附图对本发明具体实施例作进一步的说明。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的旋流浮阀的俯视图；
[0026]图2为本发明的旋流浮阀处于全开时的正视图；
[0027]图3为本发明的旋流浮阀的立体图；
[0028]图中1-塔板；2-旋流浮阀；3-为阀孔;4_阀脚;5_阀脚;6_阀面-J-阀翼;8_旋流片；9_旋流孔；b-旋流片高度；h-浮阀高度。
[0029]图4为对比例FI浮阀塔板。
【具体实施方式】
[0030]【实施例1】
[0031]如图1-3所示，本发明所述的旋流浮阀塔板，由塔板(1)、旋流浮阀(2)、阀孔(3)组成；塔板⑴上冲有阀孔⑶，阀孔⑶上安装旋流浮阀⑵；旋流浮阀⑵的阀面(6)上安装有旋流片(7);旋流片下面有阀腿⑷和阀脚(5)，阀脚(5)通过阀腿⑷与阀面(6)相连。
[0032]变换气的组成(vol%):032为43.5，CO 为 0.323，!12为 55.23，H2SS0.188，HCN为0.002為为0.757 ;吸收塔温度为-40?-60 °C，压力为2.4MPa，气液比为0.565m3 (合成气):lkg(甲醇)
[0033]所述旋流浮阀，阀面(6)上的旋流片数量为4片；阀面与阀孔之间具有一个夹角为α = 30° ;阀面下有三个阀腿，阀腿高度h = 5mm。阀面(6)为圆形，旋流片⑶和阀孔
(9)均为扇形，旋流浮阀(2)为浮动式。净化后的合成气总硫小于lppm，CO2小于20ppm符合后续合成单元对合成气净化指标的工艺要求。
[0034]【实施例2】
[0035]按照实施例1所述的条件和步骤，所述的旋流浮阀塔板，阀面(6)上的旋流片数量为20片；阀面与阀孔之间具有一个夹角为α =60° ;阀面下有三个阀腿，阀腿高度h =40mm。阀面(6)为圆形，旋流片⑶和阀孔(9)均为扇形，旋流浮阀(2)为浮动式。净化后的合成气总硫小于lppm，C02小于20ppm符合后续合成单元对合成气净化指标的工艺要求。
[0036]【实施例3】
[0037]按照实施例1所述的条件和步骤，所述的旋流浮阀塔板，阀面(6)上的旋流片数量为12片；阀面与阀孔之间具有一个夹角为α =45° ;阀面下有三个阀腿，阀腿高度h =10mm。阀面(6)为圆形，旋流片⑶和阀孔(9)均为扇形，旋流浮阀(2)为固定式。净化后的合成气总硫小于lppm，C02小于20ppm符合后续合成单元对合成气净化指标的工艺要求。
[0038]【实施例4】
[0039]按照实施例1所述的条件和步骤，所述的旋流浮阀塔板，阀面(6)上的旋流片数量为4片；阀面与阀孔之间具有一个夹角为α = 60° ;阀面下有三个阀腿，阀腿高度h =20mm。阀面(6)为圆形，旋流片⑶和阀孔(9)均为扇形，旋流浮阀(2)部分为固定式，部分为浮动式。塔板(I)为旋流固阀与旋流浮阀组合式塔板。净化后的合成气总硫小于lppm，CO2小于20ppm符合后续合成单元对合成气净化指标的工艺要求。
[0040]【比较例I】
[0041]按照实施例1所述的条件和步骤，利用Fl浮阀塔板，经72小时运行结果表明，净化后的合成气总硫为5.5ppm。
[0042]显然，采用本发明的旋流浮阀塔板，无堵塞具有自清洗功能、塔板上液体流动平稳，液面梯度小，塔板压降小，传质效率高；具有较大的技术优势，可广泛应用于精馏、吸收、净化等化工工业。
【主权项】
1.一种旋流浮阀塔板，由塔板⑴、旋流浮阀⑵、阀孔⑶组成；塔板⑴上冲有阀孔(3)，阀孔(3)上安装旋流浮阀(2);其特征在于旋流浮阀(2)的阀面(6)上安装有旋流片(7)。2.根据权利要求1所述旋流浮阀塔板，其特征在于旋流浮阀塔板还包括阀腿(4)和阀脚(5)，阀脚(5)通过阀腿⑷与阀面(6)相连。3.根据权利要求1所述旋流浮阀塔板，其特征在于阀脚(5)固定在阀面⑴上。4.根据权利要求1?3所述任一项旋流浮阀塔板，其特征在于阀面(6)上的旋流片数量大于3片。5.根据权利要求4所述旋流浮阀塔板，其特征在于阀面(6)上的旋流片数为3-24片。6.根据权利要求4所述旋流浮阀塔板，其特征在于阀面与阀孔之间具有一个夹角α，α = 15-75。 。7.根据权利要求6所述旋流浮阀塔板，其特征在于阀面与阀孔之间夹角α=30-60。 。8.根据权利要求4所述旋流浮阀塔板，其特征在于所述阀面(6)为矩形、圆形或多边形中的一种。9.根据权利要求4所述旋流浮阀塔板，其特征在于所述阀孔(9)为长方形、三角形、梯型、圆形或舌型中的一种，旋流浮阀(2)是固定式或浮动式中的一种；阀面(I)上有至少一个旋流浮阀⑵。10.根据权利要求4所述旋流浮阀塔板，其特征在于塔板(I)上至少一部分安装旋流浮阀。
【专利摘要】本发明涉及一种炼油、化工设备内构件，具体涉及一种旋流浮阀塔板。它主要包括阀面、旋流孔、支角、阀腿、阀脚、塔板以及气体导流孔组成。气体从阀孔进入塔板时，首先被阀孔分散，部分气体从阀面上的旋流孔喷出，与液体接触后形成尺寸较小的气泡，由于旋流场的作用强化了阀面上方的气液两相间的传质，极大地提高了塔的处理能力。同时旋流浮阀塔板具有自清洗能力、塔板上液面梯度小、气体分布均匀、无液体滞止区、塔板效率高、处理能力大等优点，可广泛用于气体净化、精馏、吸收、除尘等气液两相及气液固三相的传质、传热等单元操作。
【IPC分类】B01D3/20, B01D3/18
【公开号】CN105582687
【申请号】CN201410573600
【发明人】王清立, 陈亮, 钟思青, 郭艳姿, 张鸿翔, 王璐
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月24日