专利名称：带可调溢流管的齿孔型塔盘的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油化工塔设备的板式塔的主要内件，广泛应用于石油化工的精馏、分馏，混和物系的吸收、解吸等塔器的工业生产中，本实用新型的塔盘呈齿孔型，塔盘面等分为三个扇形区，每区有一个溢流管，三个溢流管均匀的分布在塔盘上，呈正三角形。溢流管焊接于塔盘上，悬垂于两块塔盘之间，其长度约为塔盘间距的(0.3－0.9)倍，溢流管的出口可通过管下部的调节螺栓进行调节，从而调节塔的操作弹性。溢流管的中下部开有一系列细长的条形或一排小圆孔形的栅孔，使管内液相物质从此处和出口喷射而出，与气相物质进行传质传热。该塔盘集中了喷射型、筛孔型、多降液管型、网孔型塔盘的优点，而又具有气相分散型、液相分散型塔盘的传质方式，其本身结构简单，易于制造，金属耗用量小，造价低，成本小，是一种新型的廉价高性能有良好发展前途的塔盘。
目前，工业生产中使用的塔设备根据塔内件结构分为二大类板式塔和填料塔。板式塔内气液相组成呈阶梯式变化，填料塔内沿塔的高度方向气液相组成呈连续式变化。本实用新型虽属于板式塔，而塔内气液相组成则介于上述两种塔之间，呈半连续式变化。
近代的炼油和石油化学工艺对塔设备的要求如下(1)能分离组成复杂的物料，需要高效塔盘，一组塔可分离出多种组分；(2)生产要可靠，连续生产要求塔在设计上要充分可靠，能长期运转而不发生故障，同时考虑各设备间的平衡，塔的设计能适应整个过程的最佳条件；(3)保证产品质量；(4)大型化。
为满足需要，塔设备应具备下列性能①气液两相充分接触，分离效率高；②操作弹性大，即当塔的负荷变动较大时，塔的操作仍然稳定，效率变化不大；③流体流动的阻力小，即压力降小；④气液处理量大；⑤结构简单，金属耗用量小，制造成本低；⑥易于操作、调节及检修。
板式塔按塔板上气液流向的不同分为①气液呈错流的塔板；②气液呈逆流的塔板；③气液呈并流的塔板。
气液呈错流的塔板有泡罩型塔板、筛孔型塔板、浮阀型塔板、喷射型塔板；气液呈逆流的塔板有栅板塔、穿流式波纹筛板塔、无溢流浮阀塔板、圆形浮阀穿流塔板；气液呈并流的塔板有垂直筛板、网孔塔板，该塔板的气液两相在喷射状态下进行接触，并流传质。
各种塔板都各有其优越性能，其中多降液管型塔板具有①堰长，可以处理很高的液体负荷；②液流流程短，几乎没有液面落差，蒸气分布均匀；③省去受液槽，增加了有效塔板面积，提高了蒸气处理能力；④泡沫层低，板间距比常用塔板小得多。气液呈并流的垂直筛板、网孔塔板，气液两相在孔口相遇后形成并流，在喷射条件下，液层被气流击碎为液滴或撕成流束状，使两相接触面积增大，强化了传质过程。
但是，多降液管塔板的液封不能解决，操作点必须在漏液线以下，产生一定的漏液量。垂直筛板结构复杂，成本高。网孔塔板结构也较复杂，操作弹性小，易产生严重漏液。由于其本身的缺点，液流在塔板上被舌孔气流不断加速，停留时间短促，气液喷流在塔壁遇阻，形成了在溢流口上方的液沫浓集区，使雾沫夹带增大，并妨碍降液管中气液分离，导致传质效率下降。
垂直筛板和网孔塔板属于液相分散型的塔板，而过去各种塔板如泡罩、浮阀、筛板及一些新型塔板都是气相分散型，即气体分散成气泡与液体接触，气液两相在鼓泡状态下进行传质交换，使气相处理量的上限受到限制，虽然可以用取消降液管改成穿流式来提高处理量，但对保持一定操作稳定及维持一定的塔板效率很不利。而液相分散型的塔板，液相在气体中分散成液滴即气液两相在喷射状态下进行接触，扩大了传质面积，提高了处理量，而且气体不再由塔盘上较深的液层通过，压降显著降低，这类塔板可保证在很高的气速和液体充分分散的情况下，很好的进行气液分离，以减小雾沫夹带，这种分离结构提供了新的传质面积，因而达到相当高的效率，因而发展以液体为分散相塔板是将来的方向。
本实用新型即带可调溢流管的齿孔型塔板也正是吸取以上塔板的优点进行创新而成的新型的高效率的塔板。
下面结合实施例进行介绍如附图所示(1)塔盘；(2)溢流管；(3)齿孔；(4)中间不开孔区；(5)边缘不开孔区；(6)溢流管上部；(7)垂直或竖向栅孔；(8)平行或横向栅孔；(9)八字形折流板；(10)平行或横向折流孔；(11)倒八字形折流板；(12)溢流管下部；(13)螺栓孔及调节螺栓；(14)小圆孔；(15)溢流管中部。
如附
图1所示塔盘(1)上开有附图所示位置的扇形区的矩形孔，以焊接溢流管(2)，其长度约为塔径的一半，宽为塔径的5％～10％，三个溢流管的截面积占塔盘面积的10％以上。齿孔(3)呈等腰三角形，用冲孔机冲成，一般由2－5个齿孔并排一起。每个扇形区内齿孔开口朝向溢流管，齿舌与塔盘成30°～60°的角度，齿舌的尖部向前折5～15mm，与塔盘面平行。每两个扇形区之间有中间不开孔区(4)，扇形区边缘有边缘不开孔区(5)，不开孔区(4)在塔盘中心汇集成圆形区。齿孔底边长10～30mm，腰长20～50mm，前后两排齿孔间距30～50mm。溢流管附近30～50mm内不开孔。
附图2为溢流管展开图，按垂直线分四个区，从左到右为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，沿线上折90°，成矩形再焊接，即成溢流管。Ⅱ区分上、中、下三部分，Ⅳ区分上、中两部分。溢流管上部(6)高30～70mm，该部分位于塔盘之上，溢流管沿此处平行线焊接塔盘上。溢流管中部(15)的下半部开有竖直条形孔(7)和横向条形孔(8)，(7)、(8)也可由小圆孔按上述方向排列而成。条形孔总面积约为溢流管外表面积的7～20％。条形孔长大于50mm，宽3～10mm，小圆孔孔径3～7mm。在溢流管中部的下边各有两个螺栓孔(13)，用于装调节螺栓，用来调节溢流管下部出口的大小。溢流管的下部冲成了八字形(9)、平行的折流孔(10)、倒八字形(11)的折流板，改变液流在此处的分布，使流体均匀而分散。Ⅱ区内的溢流管中部(13)和下部(12)之间有一段缓冲区，在此处溢流管钢板缓慢弯曲成90°弧形，其下部平面与竖直方向垂直，并朝向塔壁。通过调节螺栓及下部的配合来调节溢流管出口的大小，并达到液封的目的。上下两块塔盘溢流管互成60°，形成一个正六边形。
蒸气从下层塔盘的齿孔进入，与从溢流管下部出口及溢流管边缘栅孔流出的液相物进行传质传热，并上升进入该层塔盘，与该层塔盘液层再进行传热传质。在塔盘进行的传质，蒸气为分散相；与溢流管出口及栅孔流出的液流进行的传质液相则为分散相，蒸气为连续相。气流经齿孔被齿边、齿舌、齿尖撕散，液相物经栅孔、小圆孔、折流板被击碎为液滴或呈流束状，极大地提高了接触面积，缩短了传质传热时间。当气速增加，液体处理量增大时，气流推动塔盘表面的液层进入溢流管。当溢流管不能满足时，可通过调节螺栓，增大溢流管出口。蒸气经过一层塔盘进入另一层塔盘，要发生二次传质、传热，大大地提高了传质传热效率，提高了塔的性能。
权利要求1.带可调溢流管的齿孔型塔盘，其特征在于该塔盘是由齿孔型塔盘和可调式溢流管组成。
2.如权利要求(1)所述的带可调溢流管的齿孔型塔盘，其特征在于所属的塔盘等分为三个扇形区，每个扇形区有一个溢流管，塔盘的开孔为等腰三角形齿孔，齿舌尖部与塔盘平行。
3.如权利要求(1)所述的带可调溢流管的齿孔型塔盘，其特征在于所属的溢流管的出口大小可以调节，管上开有许多圆形或条形的孔，使液相物料也从此处流出。
专利摘要带可调溢流管的齿孔型塔盘属于在石油化工板式塔设备的主要内件，应用于炼油、化工生产中。塔盘的开孔呈齿孔形，塔盘面等分为三个扇形区，每区各有一个条形溢流管，溢流管出口大小可调节，溢流管上开孔。本实用新型集中了喷射型、网孔型、多降液管型塔盘的优点，又兼气相分散型、液相分散型两种传质方式。本实用新型结构简单，易于制造，金属耗用量小，成本低，是一种新型、有发展前途的塔盘。
文档编号B01D3/16GK2186593SQ9324436
公开日1995年1月4日 申请日期1993年11月11日 优先权日1993年11月11日
发明者李绍通 申请人:李绍通