填料塔筒结构及填料精馏塔的制作方法

    专利查询2025-03-24  31


    本发明属于精馏塔,具体涉及填料塔筒结构及填料精馏塔。


    背景技术:

    1、精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度,即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质,使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中,而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中,从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。

    2、填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有支承板。填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安装填料压板,以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入,经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙。在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。

    3、当液体沿填料层下流时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流,壁流效应造成气液两相在填料层分布不均匀,从而使传质效率下降。为此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料的上方。

    4、填料是填料塔的核心构件,它提供了气液两相接触传质的相界面,是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料两大类,然而市面上各种的填料精馏塔仍存在各种各样的问题。

    5、如授权公告号为cn105597359a所公开的一种精馏塔,其虽然实现了填料上的杂质随液体落至过滤板上,并流向过滤板的低端进行沉淀,最后由杂物出口取出,完成首次过滤,第一孔和第二孔交错设置,由第一孔滴下的液体首先滴落至分布板上,分布板和过滤板分别开设有第一导流槽和第二导流槽,第一导流槽保证了液体流动的平稳性,第二导流槽的设计保证了液体流通的的均匀性,进而保证了相际传质的稳定性,过滤板底端设有凹槽,并且凹槽和杂物出口对应,该设计便于沉淀和取出杂物,但是并未解决现有填料精馏塔存在:在安装后不便于将填料取出,受填料材料限制容易造成腐蚀,且转移效率低等的问题,为此我们提出填料塔筒结构及填料精馏塔。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供填料塔筒结构及填料精馏塔,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:填料塔筒结构,包括精馏塔本体,所述精馏塔本体的内部设有液体分布机构和填料放置机构,所述液体分布机构设置在所述精馏塔本体的上部,所述填料放置机构设置在所述液体分布机构的下部,所述填料放置机构设置在所述精馏塔本体的下部,所述填料放置机构中填充有填料件,所述液体分布机构、所述填料放置机构和所述填料件均采用碳化硅制造而成;

    3、所述液体分布机构包括有分流板,所述分流板上固定设有多个溢流盒,所述分流板在多个所述溢流盒之间开设有多个落水孔,多个所述溢流盒的两侧分别开设有多个排水孔,所述液体分布机构中包括有液相输入管,所述液相输入管上连接有多个支流管,多个所述支流管分别对应处于多个所述溢流盒的上部;

    4、所述填料放置机构中包括有底板,所述底板上固定设有网笼,所述网笼的上部设有盖板,所述底板和所述盖板上均对应开设有流通孔洞,所述底板的底部活动安装有转动环,所述转动环的边缘固定设有四个连接爪,四个所述连接爪上通过销轴活动连接有连接头,所述连接头的一侧固定设有推杆,所述推杆的端部固定设有卡合条,所述转动环在转动调节的时候推动所述推杆,进而使得所述推杆端部的所述卡合条卡合连接在所述精馏塔本体的内壁上;

    5、所述转动环的下部固定设有支撑块,所述卡合条的下部分别固定设有挡板,所述支撑块和所述挡板固定连接有压缩弹簧,所述压缩弹簧用于对所述挡板进行推挤,进而使得所述推杆和所述卡合条在卡接在所述精馏塔本体的内壁上的时候,不会造成收缩,使得所述转动环转动;

    6、所述填料件设置成圆柱体,所述填料件的内部固定设有波纹网。

    7、较佳的,所述精馏塔本体的底部内壁开设有第一卡合槽和第二卡合槽,四个所述卡合条卡合连接在所述第一卡合槽的内部,四个所述挡板卡合连接在所述第二卡合槽的内部。

    8、较佳的,所述底板的底部外侧活动连接有球头连接柱,所述球头连接柱的底端固定连接有限位环,所述限位环分别活动套接在所述推杆上。

    9、较佳的,所述转动环的上端通过连接环活动连接在所述底板的底部,所述转动环的中间开设有内六角孔,所述底板和所述盖板的中心处均对应开设有贯穿孔,所述贯穿孔与所述内六角孔对应设置。

    10、较佳的,所述填料件活动安装在所述网笼的内部,所述填料件处于所述底板和所述盖板之间。

    11、较佳的,所述分流板的上表面两端分别固定安装有第一固定板和第二固定板,所述液相输入管贯穿所述第二固定板,所述液相输入管的端部固定连接在所述第一固定板上,所述支流管的底部设有若干滴流孔,若干所述滴流孔均对应的设置在所述溢流盒的上部。

    12、较佳的,所述精馏塔本体的上端通过第一连接法兰和固定螺栓安装有上帽盖,所述精馏塔本体的底端通过第一连接法兰和固定螺栓安装有下帽盖,所述上帽盖和所述下帽盖均设置成便于集中排放的半球形结构。

    13、较佳的,所述上帽盖的中间固定连通有上排出管,所述下帽盖的中间固定连通有下排出管,所述上排出管用于对接触后的气相进行排出,所述下排出管用于对接触后的液相进行排出。

    14、较佳的,所述液相输入管的一端贯穿所述精馏塔本体的一侧,所述下帽盖的一侧贯穿连接有气相输入管,所述液相输入管用于向所述精馏塔本体内输入液相原料,所述气相输入管用于向所述精馏塔本体内输入气相原料;所述上排出管和所述下排出管的端部均固定设有第二连接法兰,所述液相输入管和所述气相输入管的端部均固定设有第三连接法兰,所述第三连接法兰用于与外置的管道进行密封连接,实现向所述精馏塔本体内输送液相和气相,所述第二连接法兰用于与外置的管道进行密封连接,实现对接触转移后的液相和气相进行排出。

    15、本发明还提供了填料精馏塔,包括上述的填料塔筒结构。

    16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    17、本发明在使用的时候,通过在液相输入管上设置多个支流管,并且在分流板上设置溢流盒,通过支流管均匀的向溢流盒中输入混合液,使得溢流盒中的液体再通过排水孔和落水孔进行分流,保证液相的均匀性排出落下,提高液相与填料件和波纹网的接触;

    18、并且在底板的底部通过转动环上的连接爪带动连接头、推杆和卡合条的转动,使得卡合条能够稳定的卡合连接在精馏塔本体的内壁上,并且有通过压缩弹簧对卡合条进行推挤,使得转动环在不使用外置六角杆进行转动的情况下,卡合条不会脱离精馏塔本体的内壁,保持填料放置机构的稳定,并且使得填料放置机构能够便于进行拆卸和安装;

    19、并且内部的液体分布机构、填料放置机构和填料件均碳化硅制造而成,具有耐腐蚀耐高温、分离效率高、浸润性好,压降低和有效降低装置能耗等优点;可用于化工行业内许多情形,替代传统不锈钢、碳纤维等材质,替代传统金属丝网,板波纹填料。


    技术特征:

    1.填料塔筒结构,包括精馏塔本体(1),其特征在于:所述精馏塔本体(1)的内部设有液体分布机构和填料放置机构,所述液体分布机构设置在所述精馏塔本体(1)的上部,所述填料放置机构设置在所述液体分布机构的下部,所述填料放置机构设置在所述精馏塔本体(1)的下部,所述填料放置机构中填充有填料件(33),所述液体分布机构、所述填料放置机构和所述填料件(33)均采用碳化硅制造而成;

    2.根据权利要求1所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述精馏塔本体(1)的底部内壁开设有第一卡合槽(31)和第二卡合槽(32),四个所述卡合条(11)卡合连接在所述第一卡合槽(31)的内部,四个所述挡板(14)卡合连接在所述第二卡合槽(32)的内部。

    3.根据权利要求1所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述底板(4)的底部外侧活动连接有球头连接柱(16),所述球头连接柱(16)的底端固定连接有限位环(15),所述限位环(15)分别活动套接在所述推杆(10)上。

    4.根据权利要求1所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述转动环(6)的上端通过连接环(7)活动连接在所述底板(4)的底部,所述转动环(6)的中间开设有内六角孔(21),所述底板(4)和所述盖板(19)的中心处均对应开设有贯穿孔(20),所述贯穿孔(20)与所述内六角孔(21)对应设置。

    5.根据权利要求1所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述填料件(33)活动安装在所述网笼(18)的内部,所述填料件(33)处于所述底板(4)和所述盖板(19)之间。

    6.根据权利要求1所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述分流板(22)的上表面两端分别固定安装有第一固定板(26)和第二固定板(27),所述液相输入管(28)贯穿所述第二固定板(27),所述液相输入管(28)的端部固定连接在所述第一固定板(26)上,所述支流管(29)的底部设有若干滴流孔,若干所述滴流孔均对应的设置在所述溢流盒(24)的上部。

    7.根据权利要求1所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述精馏塔本体(1)的上端通过第一连接法兰(40)和固定螺栓(37)安装有上帽盖(2),所述精馏塔本体(1)的底端通过第一连接法兰(40)和固定螺栓(37)安装有下帽盖(3),所述上帽盖(2)和所述下帽盖(3)均设置成便于集中排放的半球形结构。

    8.根据权利要求7所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述上帽盖(2)的中间固定连通有上排出管(35),所述下帽盖(3)的中间固定连通有下排出管(36),所述上排出管(35)用于对接触后的气相进行排出,所述下排出管(36)用于对接触后的液相进行排出。

    9.根据权利要求8所述的填料塔筒结构,其特征在于:所述液相输入管(28)的一端贯穿所述精馏塔本体(1)的一侧,所述下帽盖(3)的一侧贯穿连接有气相输入管(38),所述液相输入管(28)用于向所述精馏塔本体(1)内输入液相原料,所述气相输入管(38)用于向所述精馏塔本体(1)内输入气相原料;所述上排出管(35)和所述下排出管(36)的端部均固定设有第二连接法兰(39),所述液相输入管(28)和所述气相输入管(38)的端部均固定设有第三连接法兰(30),所述第三连接法兰(30)用于与外置的管道进行密封连接,实现向所述精馏塔本体(1)内输送液相和气相,所述第二连接法兰(39)用于与外置的管道进行密封连接,实现对接触转移后的液相和气相进行排出。

    10.填料精馏塔,其特征在于:包括上述权利要求1-9任一项所述的填料塔筒结构。


    技术总结
    本发明公开了填料塔筒结构及填料精馏塔;包括精馏塔本体,所述精馏塔本体的内部设有液体分布机构和填料放置机构,所述液体分布机构设置在所述精馏塔本体的上部,所述填料放置机构设置在所述精馏塔本体的下部,所述填料放置机构中填充有填料件,所述液体分布机构、所述填料放置机构和所述填料件均采用碳化硅制造而成;所述填料件设置成圆柱体,所述填料件的内部固定设有波纹网;本发明通过多个支流管和溢流盒的设定,保证液相的均匀性排出落下,提高液相与填料件和波纹网的接触;填料放置机构能够便于进行拆卸和安装;碳化硅具有耐腐蚀耐高温、分离效率高、浸润性好,压降低和有效降低装置能耗等优点。

    技术研发人员:崔吉星,徐罕,苗壮,王毅
    受保护的技术使用者:中科卓异热工技术(苏州)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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