专利名称：吸阱式塔板溢流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种溢流装置，特别是一种有溢流板式塔的塔板溢流装置。
有溢流板式塔的板上液层通常是通过溢流堰自由出流，跌入敞开的降液管流至下一层塔板。溢流强度LW(m3/mh)受制于堰上液层所拥有的机械能，主要是位能即堰上清液层高hOW，常用的平堰hOW=2.84LW2/3，一般单溢流塔板的LW不大于60m3/mh，否则hOW过高，将导致板压降过高，阻止液体下流，引起液泛。
为满足高液相负荷的生产要求，此前只能以增加溢流装置的数量、加大溢流周边、减小溢流强度的方法来解决这一问题，即所谓的双溢流和多溢流塔板。此法既使塔板结构复杂化又使有效的传质区域缩小，而且还将使塔板效率及处理能力下降。
因此，提高溢流能力、降低堰上清液层高度，从而提高塔板的液相处理能力已成为当前生产的迫切要求。
本发明的目的就是提供一种降低堰上清液层高度，提高溢流强度的塔板溢流装置。
通常板上推动液体出流的位能hOW受到塔板压降的限制(常压塔或加压塔所允许的hOW也只不过几十毫米液柱，减压塔则限制更严)，而两块塔板间的位差-板间距HT则要大得多(HT/hOW甚至可达10以上)，如能利用板间距这个位能差来拉曳液流，无疑将使操作所允许的溢流强度得到大幅度地提高，换言之，在同一溢流强度下使堰上清液层高度hOW大幅度下降。要做到这一点，就得把液流封闭在降液管中，与板上的气相隔绝，形成连续管流，此管流中的连续流体相对于板上气压可形成一定的负压，利用此负压就可以拉曳或抽吸板上液流，使其高速流入管中，从而使堰上清液层高度得以下降，依据此原理，发明人提出了如下的结构本发明包括与塔坂及塔壁相连接的降液管、溢流堰，其降液管位于两层塔板之间，其特点是所述溢流堰呈弯曲状，且与降液管平滑连接，两者共同形成吸阱式溢流装置。
本发明所述的降液管的入口淹没在板面液层之下，且该降液管与气相隔绝，形成吸阱；本发明的特点还在于所述降液管与塔壁的间隙形成一敞口的泡沫澄清管；所述降液管可以为等截面管结构，也可为变截面的缩扩管结构；另该降液管可以有双入口，并在入口交汇处形成截面缩小的喉部；该双入口降液管的两降液管相背的间隙间形成共用的泡沫澄清管；所述的降液管截面缩小的喉部还可位于塔板板面的下方，且该降液管的入口为敞开式；所述的降液管入口还可为喇叭口，其截面缩小的喉部为一段直径相同的起乳化作用的乳化段。
吸阱式溢流装置除可大大提高溢流强度外，由于降液管内液体流速加快，降液管截面积比普通降液管要小得多，有利于缩小受液盘面积，进一步提高板面利用率，同时还可降低湿板压降，提高泛点，也即提高生产能力。即使对较小的溢流强度，如溢流强度LW＜60m3/mh的常规液相负荷工况，这些效益也是明显的。
下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明如下
图1为本发明实施例1的结构示意图，图中，降液管为入口带弯头的等截面降液管；图2为本发明实施例2的结构示意图，图中，降液管为双入口变截面降液管；图3为本发明实施例3的结构示意图，图中，降液管为入口敞开的变截面降液管；
图4为本发明实施例4的结构示意图，图中，降液管为入口呈喇叭口的变截面降液管。
如图1所示，塔板2的溢流通道处安装固定有降液管1和溢流堰3，该溢流堰呈弯曲状，且与该降液管平滑连接，该降液管1与塔壁4之间的间隙形成泡沫澄清管5。在应用过程中，降液管1的向下弯曲的入口11淹没在液层中，管内充满液体，使该降液管1成为与气相隔绝的吸阱式降液管。当降液管1内液体形成封闭连续流动状态时，埋入液层的弯曲入口11将起虹吸作用，虹吸管造成的入口负压将液相迅速吸入，使塔板2上液层下降，溢流堰3上的清液层高度hOW降低，直到降液管的入口11上缘露出液面，此时降液管1将吸入气体，使吸液速度下降，塔板上液层上升，当其再次淹没降液管入口11时，又将形成负压。如此反复进行，堰上清液层高度hOW稍有波动，板上液层高度基本保持在降液管入口11的上缘附近。当溢流强度LW足够大时，降液管内液相的封闭连续流动是稳定的。在以上操作状态下，高速液流难免带入气泡，但即使堰上清液层高度hOW较小，降液管入口11不能被完全封住而持续吸入气泡的情况下，高速液流的乳化作用所形成的乳化液仍可产生一定的抽吸负压，形成乳化液的连续流动，只有当hOW很小，连续流动完全被破坏之后，该降液管才转变为普通敞开的堰式降液管。当泡沫层很高时，漂浮在上面的泡沫可越过虹吸管流入降液管1与塔壁4的间隙所形成的泡沫澄清管5，使气泡得到部分分离。
如图2所示为双入口双吸式吸阱溢流装置，可用于双溢流或多溢流，也可用于单溢流，该装置的降液管1为轴对称变截面缩扩管结构，在双入口的交汇处形成截面较小的喉部14。该缩扩管结构，有利于增大喉部的负压，可用于板间距较小的塔，图中hW为堰高，大溢流强度时hW可降至零。
用清液(含有少量气泡)实测的结果表明
在相同的溢流强度下，采用图1所示的等截面降液管和图2所示的变截面降液管，所得到的堰上清液层高度hOW1及hOW2与常规平堰上清液层高度hOW间的关系分别为hOW,1=(0.62～0.72)hOWhOW,2=(0.45～0.50)hOW式中hOW=2.84LW2/3mm液柱hOW,1,hOW,2分别为附图1与附图2所示溢流装置测定的结果。
实验中，板间距HT=300mm，液流强度LW可达150m3/mh以上。从实验结果可以看出，采用本发明的溢流装置可以大大降低堰上清液层高度，相对提高溢流能力达一倍以上。
对于物料呈泡沫态或乳化态抛入或涌入降液区的塔板，液流气含率极高，气泡的预分离尤为重要。为此，制作了如附图3、附图4所示的两种构型，附图3所示的降液管1的入口为敞开式，并与弯曲的溢流堰3平滑连接，降液管1与塔壁4的间隙形成泡沫澄清管5；图4所示的降液管1位于塔板2的中部，其入口11为敞开的喇叭口，其较长的等截面的喉部具有乳化气泡的功能。实际应用时，降液管的入口11淹没在板面液层之下，管体中充满液体，形成与气相隔绝的吸阱式降液管1，且上述两种降液管的小截面的喉部14的位置均远低于塔板2的板面，汽液混合物在进入管喉前经历一个气泡上浮破裂的澄清过程，以免将气相大量带入降液管。在板间距为400mm的冷模塔实验中，用这两种装置进行正常操作时，实测的堰上清液层高度hOW3及hOW4很低，只有20mm左右，低于相同溢流强度下的常规溢流装置的堰上清液层高度的一半。
图3和图4所示的构型是图1和图2所示构型的一种发展，其基本构件可调换，组合成多种式样。
权利要求
1．一种吸阱式塔板溢流装置，包括与塔坂及塔壁相连接的降液管、溢流堰，其降液管位于两层塔板之间，其特征在于该溢流堰呈弯曲状、且与降液管平滑连接，两者共同形成吸阱。
2．根据权利要求1所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于所述降液管入口淹没在板面液层之下，且该降液管与气相隔绝，形成吸阱。
3．根据权利要求1或2所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于所述降液管与塔壁的间隙形成一敞口的泡沫澄清管。
4．根据权利要求1或2所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于所述降液管为等截面管结构。
5．根据权利要求1或2所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于所述降液管为变截面的缩扩管结构。
6．根据权利要求5所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于所述的降液管有双入口，并在入口交汇处形成截面缩小的喉部。
7．根据权利要求6所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于该双入口降液管的两降液管相背的间隙间形成共用的泡沫澄清管。
8．根据权利要求5所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于所述的降液管截面缩小的喉部位于塔板板面的下方，且入口为敞开式。
9．根据权利要求5所述的吸阱式塔板溢流装置，其特征在于所述的降液管入口为喇叭口，其截面缩小的喉部为一段直径相同的起乳化作用的乳化段。
全文摘要
本发明提供了一种在化工领域中使用的溢流装置,包括降液管以及与降液管平滑连接的断面弯曲的溢流堰,其降液管位于两层塔板之间,且入口向下弯曲。在应用时,其入口淹没在板面液层之下,使该降液管与气相隔绝,形成连续流动的吸阱式溢流装置。使用该装置,可有效降低溢流堰上清液层高度,提高溢流能力,满足高液相负荷的生产要求。
文档编号B01D3/14GK1325752SQ0011586
公开日2001年12月12日 申请日期2000年5月26日 优先权日2000年5月26日
发明者赖文衡, 华邦嵩 申请人:上海惠生化工工程有限公司