沉降塔盘的制作方法

本发明涉及一种沉降塔盘。

背景技术：

1、在石油化工、煤化工、氯碱工业、化肥行业等许多行业，采用塔器分离时，经常会遇到堵塞的问题，有的因为待处理的气体或液体物料中含有粉尘、泥沙、焦粉、催化剂等固体物质，还有的在传质过程中，因为加热或化学反应等原因会生成易结垢或结焦的高熔点物质(例如无机盐、聚合物等固体)。

2、当采用板式塔时，这些固体物质会沉积在塔盘板、降液管内或受液区上，妨碍气体或者液体通过，堵塞筛孔、浮阀、固定阀等鼓泡单元，影响塔盘的传质效率和处理能力。物料中的结垢、固体颗粒将气体或液体通道部分堵塞或全部堵塞，会降低塔板的分离效率，严重时甚至使之完全失去分离功能，导致塔盘无法工作，不得不经常停车清洗，处理后再投入使用，这严重地影响了正常生产。

3、现有技术中，已经提出了一些通过增加升气管和溢流堰高度延长塔盘的可用时间的技术方案。

4、中国实用新型cn 201394374y中披露了一种深液层抗堵塔板，在塔内装的水平塔板上开有矩形或正方形塔盘孔，每个塔盘孔上对应一个抗堵型喷射罩，喷射罩顶部装有用于气液分离的分离板，喷射罩两侧上部装有带喷射孔的喷射板，喷射罩两侧下部装有抗堵板，喷射罩的喷射板与抗堵板之间设有液体通道。从上一层塔板的降液管流下的、高于液体通道的液体从通道进到喷射罩，气体则从每层塔板的下方进入矩形塔盘孔进而进入喷射罩。喷射罩内气体夹带液体从喷射板上的喷射孔喷出，气液由此进行传质、传热。然后，气液在分离板处进行分离，气体进到上层塔板，液体回落到塔板，经降液管流到下层塔板。抗堵板以下的空间则用于沉降含于液体中的易堵物质。

5、中国实用新型cn 203971435 u中披露了一种抗堵型固阀塔板，，所述塔板上均匀分布有若干升气管，升气管嵌入塔板并高出塔板一定高度，每个升气管对应设有一个遮挡结构，所述遮挡结构包括一块水平的顶板和至少两块侧板，所述水平顶板位于所述升气管的上方且与升气管上端留有间隙，所述侧板位于升气管的外侧且与升气管管壁留有间隙，侧板的底端与塔板密封连接，侧板顶端与水平顶板密封连接，用于支撑水平顶板。遮挡结构的侧板上均开设有喷射孔。气液充分接触后通过喷射孔或遮挡结构没有侧板的侧面离开遮挡结构。液体中的固体物质则沉降在升气管下部没有喷射孔的区域。

6、中国实用新型cn 211755042 u中披露了一种防堵塞喷射塔盘，塔盘上均匀设置有若干通孔，所述通孔处通过固定连接的支架与倒扣的帽罩固定连接，所述帽罩的下沿与所述塔盘有一间隙，帽罩的侧壁上设置有若干出气孔。底部(气体)介质由塔盘的通孔缩流后加速进入帽罩内，上部(液体)介质从塔盘与帽罩的间隙进入罩内，底部介质将进入帽罩内的上部介质提拉，经拉膜、破膜、破碎后向帽罩的罩顶撞击，撞击后气或液折返从帽罩的出气孔喷出，液滴落回塔盘，气态上升进入上一层塔板。

7、中国实用新型cn 212396755 u中披露了一种用于塔器设备的抗堵固阀塔盘，其塔板上设有多个塔盘孔，塔盘孔为方形或矩形，塔板上位于所述塔盘孔处设有塔盘孔遮挡装置。塔盘孔遮挡装置包括顶板、位于所述塔盘孔一相对边的两块挡液板和位于所述塔盘孔另一相对边的两块侧板，所述顶板的面积大于所述塔盘孔；两块挡液板为向塔盘孔倾斜的收口斜板，所述侧板的高度高于挡液板，两块侧板的高度平齐，所述顶板的两个侧边分别与两块侧板相连，所述顶板的另两个侧边分别设有挡板，所述挡板具有一个自所述顶板的连接处向下边缘倾斜向下的角度，所述挡板的下边缘的轮廓为锯齿形。该固阀塔盘还包括有覆盖住所有塔盘孔遮挡装置的盖板。

8、中国实用新型cn 215137010 u中披露了一种立体固阀塔盘，其中的立体固阀设于塔板上方且底部敞口与相应开孔对接，所述的立体固阀为多个且至少有两个立体固阀的高度不同，所述立体固阀上开有喷射孔。

9、中国实用新型cn 218359288 u中披露了一种大通量抗堵型塔盘，包括塔板，塔板上均匀的开设有板孔，板孔上设有升气管，升气管的顶部高于塔板，升气管的上部设有交错设置的多层挡板。

10、中国实用新型cn 219630645 u中披露了一种伞形结构帽罩，包括帽罩本体，帽罩本体的顶部设有倾斜成一定角度设置在帽罩本体的侧挡板两侧、与帽罩本体的矩形侧挡板之间具有间隙的翼板，翼板上设有翼板孔；矩形侧挡板上部开设有侧挡板孔。气相通过翼板孔，增加翼板上液相的湍动程度，避免固体颗粒沉积。塔盘上的液体从塔盘与帽罩的矩形侧挡板之间的间隙进入帽罩内，与上升的气体混合，气液混合物从侧挡板孔喷射出，然后被翼板分离，气体上升，液体回落到塔盘板上。

11、上述现有技术中，并不能很好地防止沉降固体物质堵塞液体通路。

技术实现思路

1、针对以上技术问题，本发明提供了一种沉降塔盘，该沉降塔盘包括：受液区，所述受液区用于接收液体；塔盘板，所述塔盘板并排布置以形成塔盘平面，用于接收从所述受液区来的液体，所述塔盘板上具有贯通上、下表面的若干塔盘孔；溢流堰，所述溢流堰相对于所述受液区布置在所述塔盘板在液体流动方向的下游，用于控制所述塔盘板上的液位高度；降液管，所述降液管布置在所述溢流堰的下游，用于使所述塔盘板上流动溢出所述溢流堰的液体从所述降液管内到达下一层塔盘平面的受液区；其中，所述沉降塔盘还包括：升气管，所述升气管在顶端具有开口向上的顶端开口而在底端具有开口向下的底端开口，所述升气管在所述顶端开口和底端开口之间的整个管壁是封闭的，所述升气管的底端开口与所述塔盘板上的所述塔盘孔相连通且在整个周长上与所述塔盘板紧密地连接或一体地形成；升气帽，所述升气帽被设计为在上方遮挡所述升气管的顶端开口的整个区域并且在所述升气帽的下边缘的至少部分周长上与所述升气管的顶端开口共同围成与所述升气管的内部相连通的向下开口，所述升气帽的下边缘不高于所述出口堰的上边缘的高度。

2、气体穿过升气帽与升气管之间的环形空间向下流动到达塔盘板的上方，与塔盘板上的液体进行混合传质传热后向上流动，与液体分离并进入上一层塔盘。

3、升气管和升气帽共同形成了塔盘板上的鼓泡结构。气体通过塔盘孔自下向上进入升气管。由于升气管的底端开口与塔盘孔紧密地连接，优选具有一致的形状，因此气体只能继续向上运动直到被升气帽折回。升气帽在下边缘的至少部分周长上与升气管共同围成与升气管的顶端开口相连通的向下开口。这意味着升气帽与升气管之间形成气体通道。升气帽悬在升气管顶端开口的上方，气体至少在升气帽的至少部分周长上能够越过升气管的顶端开口翻折向下流动。液体横向流过塔盘板，由于升气管从塔盘板向上凸起，而液体的液位受到溢流堰的上边缘的限制，因此在升气帽下边缘不高于溢流堰上边缘的情况下，从升气管经过升气帽折转向下喷射的气体与升气帽下边缘附近的液体剧烈混合，在该处形成湍流，气体液体实现传热传质。

4、在脏堵体系里，固体杂质主要沉积在塔盘板和升气帽上，由于在本发明的沉降塔盘工作时，气体到达升气帽折返之后在升气管外侧向下流动到塔盘板上，与升气帽下边缘附近的液体剧烈混合，可有效地避免固体杂质在气体通道上的沉积，而沉积在塔盘板上的固体杂质，离升气帽下边缘有足够的高差，因此沉积的固体杂质也不会堵塞气体通道，从而大大延长了沉降塔盘的操作周期。

5、在碱度较大的结垢体系，结垢物主要沿着粗糙度较大的面生长，例如筛孔或者舌孔四周，会导致筛孔或舌孔越来越小，从而影响操作周期。在本发明的这种结构中，由于与液体接触的粗糙面仅有升气帽的下边缘，因而在发生结垢的情况下，结垢物通常发生在这个粗糙面，并不会聚集在升气帽与升气管之间的气体通道内。因此，本发明的技术方案以一种简单的结构极大地避免了沉降塔盘气体通路的堵塞，同样实现了操作周期的延长。

6、根据本发明的沉降塔盘的一种优选实施形式，升气帽的下边缘至少平齐或低于所述升气管的顶端开口的高度。这样气体到达升气帽折返之后在升气管外侧向下流动时对气体的导向性更好，与升气帽下边缘附近的液体混合更剧烈，气体液体传热传质效果更好。

7、根据本发明的沉降塔盘的另一种优选实施形式，升气帽通过若干彼此有间距的支撑件支撑在所述升气管上。升气管顶端开口与升气帽之间具有气体能够通过的空间。例如，以支杆实现上述结构，支杆一端支撑在升气管的顶端开口或附近的管壁上，另一端支在升气帽的底面内壁上，因此，升气管内的气体可以流畅地穿过支撑件之间的空隙折返到升气管的管壁外侧。

8、不过，根据本发明的沉降塔盘的另一种优选实施形式，升气帽也可以通过若干支杆直接支撑在所述塔盘板上，而不必作用于升气管，只要在升气帽于升气管顶端开口之间留出气体能够通过的空间即可。

9、根据本发明的沉降塔盘的一种优选实施形式，升气帽具有倾斜的顶部和从所述顶部弯折向下的侧部，所述侧部的末端形成所述升气帽的下边缘。作为替代或补充，在根据本发明的沉降塔盘的另一种优选实施形式中，升气帽具有平坦的顶部和从所述顶部弯折向下的侧部，所述侧部的末端形成所述升气帽的下边缘。应当理解，升气帽的作用在于从上方遮挡升气管，防止升气管中的气体不经折返就直接向上逸出，因为若此气体就不能与塔盘板上的液体充分混合实现传热与传质。因此，升气帽只要能够留出足够气体通过的空间，顶部的形状并不局限于上述的斜坡顶或平顶，而是可以设置成任何形状。

10、根据本发明的沉降塔盘的一种优选实施形式，升气管在延伸方向上始终具有相同的截面积。作为替代实施形式，升气管也可以在延伸方向上具有变化的截面积。例如，升气管的截面积自下向上连续缩窄或者先缩窄再增大。优选的是，升气管的顶端开口比升气管的底端开口具有更小的截面积。

11、根据本发明的沉降塔盘的一种优选实施形式，塔盘板的塔盘孔在部分周长上与所述升气帽的下边缘具有重合的水平投影。可选的是，塔盘板的所述塔盘孔在全部周长上都被所述升气帽的下边缘有间距地包围。

12、升气管的截面呈圆形、椭圆形、多边形形状(包括三角形、正方形、长方形等)、或不规则曲线形状。升气帽也可以具有任何能够覆盖升气管的形状。

13、优选的是，升气帽的下边缘比所述升气管的顶端开口低0至50mm。优选的是，所述升气帽的下边缘比所述出口堰的上边缘低0至100mm。优选的是，所述升气管的高度为10至500mm。优选的是，所述升气管的宽度为25至300mm，长度为50至1500mm。在升气管截面为圆形时，所述升气管的直径为25至300mm。