精馏塔用气相采出装置及精馏塔的制作方法

1.本实用新型涉及物料提纯技术领域，特别是涉及一种精馏塔用气相采出装置及精馏塔。


背景技术：

2.在精馏工艺中，使用侧线采出物料。由于通过侧线采出的物料可以直接当作产品，无需增加额外的精馏塔，从而能够减少精馏塔的总体数量，并且能够使工艺流程更短，降低设备和场地投资。在现有技术中，工业上常采用精馏塔内设置集液箱，并且通过液体采出管将液相物料采出，而在有些精馏工艺中，气相物料是理想的采出对象。但是，现有技术中没有合适的气相采出装置。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种精馏塔用气相采出装置及精馏塔，在不影响精馏塔气液接触的情况下，能够便捷采集出精馏塔内的气相物料。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种精馏塔用气相采出装置，所述精馏塔包括壳体以及设在壳体内的液体分布器，液体分布器水平布置并且设有上下贯通的多个气相流道，所述气相采出装置包括：
5.主输气管，主输气管穿设在壳体的侧壁上；
6.呈树杈结构的多级采气管，多级采气管从上至下逐级分叉，多级采气管的最上级采气支管与主输气管连通，多级采气管的最下级采气支管的进气端口在气相流道的正上方；
7.避免液体落入气相流道的多个挡液板，所有挡液板与所有气相流道一一对应，挡液板设在最下级采气支管上并且允许气相流道内的气相物料向上流入最下级采气支管的进气端口。如此设置，气相物料在通过液体分布器的气相流道后，大部分气相物料绕过挡液板在壳体内上升，与从壳体上部流下的液相物料进行气液接触，小部分气相物料通过多级采气管汇集至主输气管内，最后输出壳体，从而能够在不影响气液接触的情况下采集精馏塔内的气相物料。
8.优选地，所述多级采气管包括依次连通的第一级采气管、第二级采气管以及第三级采气管，第一级采气管与主输气管连通，第三级采气管的进气端口向下对准气相流道。如此设置，多级采气管的结构简单，采集气相物料的效果好。
9.优选地，所述第一级采气管水平延伸并且第一级采气管的中间处与主输气管连通，所述第二级采气管与第一级采气管垂直连通且水平延伸，所述第三级采气管上下延伸，由同一根第二级采气管引出的所有第三级采气管沿第二级采气管的长度方向直线排布。如此设置，多级采气管根据气相流道的流通截面进行适应性设计，采集气相物料的效果更好。
10.优选地，所述挡液板与第二级采气管一一对应，挡液板与由对应第二级采气管引
出的所有第三级采气管连接。如此设置，由于第三级采气管的进气端口处于悬空状态，挡液板将由同一根第二级采气管引出的所有第三级采气管连接成一个整体，当气相物料吹向第三级采气管时，第三级采气管不容易晃动。
11.优选地，所述挡液板在液体分布器上的投影覆盖对应气相流道的流通截面。如此设置，避免液相物料落入气相流道内。
12.优选地，所述主输气管伸出壳体的出气端口上设有压力调节装置。如此设置，能够调整主输气管内的气压，使主输气管内气相物料的流速稳定。
13.优选地，所述主输气管包括相互连通的横管段和竖管段，横管段相对于水平面平行或倾斜穿设在壳体的侧壁上，竖管段与多级采气管的最上级采气支管连通。如此设置，便于主输气管的进气端口连接多级采气管。当横管段相对于水平面倾斜穿设在壳体的侧壁上时，横管段的进气端口低于横管段的出气端口，如此设置，能够使横管段内的冷凝物料回流至壳体内。
14.优选地，在所述多级采气管中位于同一级的所有采气支管的流通截面的总和从最下级至最上级逐级变小，并且多级采气管的所有最上级采气支管的流通截面的总和大于主输气管的流通截面；或者所述多级采气管的各级采气支管的管径从最上级至最下级逐级变小，并且多级采气管的最上级采气支管的管径小于主输气管的管径。如此设置，使主输气管和/或多级采气管内的气相流速稳定。
15.优选地，所述最下级采气支管的进气端口密封穿设挡液板。如此设置，不仅能够使最下级采气支管的采气效果更好，而且能够使挡液板的挡液效果更好。
16.本实用新型实施例还提供一种精馏塔，包括所述精馏塔用气相采出装置。
17.如上所述，本实用新型采用上述技术方案具有以下有益效果：在本实用新型实施例中，多级采气管的最下级采气支管的进气端口在气相流道的正上方，所有挡液板与所有气相流道一一对应，挡液板设在最下级采气支管上并且允许气相流道内的气相物料向上流入最下级采气支管的进气端口。如此设置，精馏塔用气相采出装置与液体分布器配合使用，气相物料在通过液体分布器的气相流道后，大部分气相物料绕过挡液板在壳体内上升，与从壳体上部流下的液相物料进行气液接触；小部分气相物料先向上流入最下级采气支管的进气端口，接着从最下级采气支管流至最上级采气支管，然后汇流至主输气管内，最后通过主输气管流出壳体。因此，本实用新型实施例的精馏塔用气相采出装置在不影响精馏塔气液接触的情况下，能够便捷采集出精馏塔内的气相物料。
附图说明
18.图1显示为本实用新型提供的精馏塔用气相采出装置的第一实施例的主视示意图；
19.图2显示为图1所示精馏塔用气相采出装置的第一实施例的俯视示意图；
20.图3显示为本实用新型提供的精馏塔用气相采出装置的第二实施例的主视示意图。
21.元件标号说明
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壳体
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液体分布器
[0024]
21
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气相流道
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主输气管
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多级采气管
[0027]
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第一级采气管
[0028]
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第二级采气管
[0029]
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第三级采气管
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挡液板
具体实施方式
[0031]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0032]
须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0033]
如图1、图2以及图3所示，本实用新型实施例提供一种精馏塔，包括壳体1、设在壳体1内的液体分布器2以及与液体分布器2配合使用的精馏塔用气相采出装置，液体分布器2水平布置并且设有上下贯通的多个气相流道21。
[0034]
上述精馏塔用气相采出装置，包括：
[0035]
主输气管3，主输气管3穿设在壳体1的侧壁上；
[0036]
呈树杈结构的多级采气管4，多级采气管4从上至下逐级分叉，多级采气管4的最上级采气支管与主输气管3连通，多级采气管4的最下级采气支管的进气端口在气相流道21的正上方；
[0037]
避免液体落入气相流道21的多个挡液板5，所有挡液板5与所有气相流道21一一对应，挡液板5设在最下级采气支管上并且允许气相流道21内的气相物料向上流入最下级采气支管的进气端口。
[0038]
在本实用新型实施例中，多级采气管4的最下级采气支管的进气端口在气相流道21的正上方，所有挡液板5与所有气相流道21一一对应，挡液板5设在最下级采气支管上并且允许气相流道21内的气相物料向上流入最下级采气支管的进气端口。如此设置，精馏塔用气相采出装置与液体分布器2配合使用，气相物料在通过液体分布器2的气相流道21后，大部分气相物料绕过挡液板5在壳体1内上升，与从壳体1上部流下的液相物料进行气液接触；小部分气相物料先向上流入最下级采气支管的进气端口，接着从最下级采气支管流至最上级采气支管，然后汇流至主输气管3内，最后通过主输气管3流出壳体1。因此，本实用新型实施例的精馏塔用气相采出装置在不影响精馏塔气液接触的情况下，能够便捷采集出精馏塔内的气相物料。
[0039]
上述多级采气管4的级数可以三级，可以四级，也可以五级。作为上述多级采气管4
的一种优选实施例：上述多级采气管4包括依次连通的第一级采气管41、第二级采气管42以及第三级采气管43，第一级采气管41与主输气管3连通，第三级采气管43的进气端口向下对准气相流道21，这样能够简化上述多级采气管4的结构。
[0040]
进一步的，由于上述气相流道21的流通截面呈长条状，上述第一级采气管41水平延伸并且第一级采气管41的中间处与主输气管3连通，上述第二级采气管42与第一级采气管41垂直连通且水平延伸，上述第三级采气管43上下延伸，由同一根第二级采气管42引出的所有第三级采气管43沿第二级采气管42长度方向直线排布。这样，多级采气管4更容易采集从气相流道21流出的气相物料。
[0041]
由于上述第三级采气管43的进气端口处于悬空状态，上述挡液板5呈长条状，挡液板5与第二级采气管42一一对应，挡液板5与由对应第二级采气管42引出的所有第三级采气管43连接。这样，挡液板5将由同一根第二级采气管42引出的所有第三级采气管43连成一个整体，当气相物料吹向第三级采气管43时第三级采气管43不容易晃动。进一步的，为了保证气相物料中夹带的液滴回流至壳体1内，第三级采气管43的长度l1≥200mm。
[0042]
为了避免从上述壳体1上部落下的液相物料落入气相流道21，上述挡液板5在液体分布器2上的投影覆盖对应气相流道21的流通截面。挡液板5的形状与气相流道21的流通截面的形状相适配，即挡液板5的形状与气相流道21的流通截面的形状相似。例如，当气相流道21的流通截面呈圆形时，挡液板5的形状呈圆形；例如，当气相流道21的流通截面呈正三角形时，挡液板5的形状呈正三角形。再例如，气相流道21的流通截面呈矩形，挡液板5的形状呈矩形；具体的，挡液板5的宽度比气相流道21的流通截面的宽度大20mm以上，挡液板5的长度比气相流道21的流通截面的长度也大20mm以上。此外，挡液板5相对于气相流道21的高度也要适宜，保证绕过挡液板5或流入最下级采气支管的气相物料的流速基本稳定。
[0043]
为了调节上述主输气管3内的气压以控制主输气管3内气相物料的流速，上述主输气管3伸出壳体1的出气端口上设有压力调节装置。使用时，通过压力调节装置将主输气管3内的气压调节至预设气压，进而将主输气管3内气相物料的流速调节至预设速度，从而稳定地将精馏塔的壳体1内的气相物料采集出。
[0044]
由于流入上述多级采气管4的气相物料中夹带有少量的液相物料，液相物料在随气相物料流经多级采气管4和/或主输气管3的过程中会发生聚集现象，当较小的液滴聚合成较大的液滴，并且增大至一定体积后，会沿主输气管3的内管壁和多级采气管4的内管壁流动。如图1和图3所示，为了便于连接上述主输气管3和多级采气管4，上述主输气管3包括相互连通的横管段和竖管段，横管段相对于水平面平行或倾斜穿设在壳体1的侧壁上，竖管段与多级采气管4的最上级采气支管连通。如图1所示，当横管段相对于水平面平行布置时，为了保证气相物料中夹带的液滴回流至壳体1内，横管段和最下级采气支管的进气端口的间距l2≥500mm，这样气相物料中的较小的液滴在流入横管段之前已经聚合成较大的液滴并且回流至壳体1内。如图3所示，为了使上述横管段内的液滴回流至壳体1内，上述横管段相对于水平面倾斜布置，即横管段的进气端口低于横管段的出气端口，这样能够更加有效避免在已采出的气相物料中夹带液滴。
[0045]
由于气相物料在流经多级采气管4、主输气管3时存在压降，上述多级采气管4的各级采气支管的管径从最下级至最上级逐级变大，并且多级采气管4的最上级采气支管的管径小于主输气管3的管径，这样从最下级采气支管至主输气管3的管径逐渐变大，气相物料
受到的阻力就减小，气相物料的压降就越小。更为重要的是，在上述多级采气管4中位于同一级的所有采气支管的流通截面的总和从最下级至最上级逐级变小，并且多级采气管4的所有最上级采气支管的流通截面的总和大于主输气管3的流通截面，这样能够保证气相物料的流速从最下级采气支管至主输气管3基本保持一致。
[0046]
为了提高上述挡液板5的挡液效果，并且更顺畅地采集气相物料，上述最下级采气支管的进气端口密封穿设挡液板5。
[0047]
上述多级采气管4的各级采气支管可以相互固定连接，例如焊接；也可以相互可拆卸连接，例如各级采气支管之间通过连接法兰结构相互连接。最上级采气支管与主输气管3之间可以相互固定连接，也可以相互可拆卸连接。最下级采气支管与挡液板5之间可以相互固定连接，也可以相互可拆卸连接。作为上述精馏塔用气相采出装置的一种优选实施例：主输气管3、多级采气管4以及挡液板5分别设计制造，然后可拆卸地装配成一个整体，从而便于拆卸、维修和运输。
[0048]
综上所述，本实用新型的精馏塔用气相采出装置及精馏塔在不影响精馏塔气液接触的情况下，能够便捷采集出精馏塔内的气相物料。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0049]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。