[实用新型]一种气液传质构件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油和化学加工工业的板式塔中的高效高速气液传质构件。 

背景技术

板式塔是逐级接触式的传质设备，主要的内构件是塔板，塔板上设有鼓泡元件，气液传质在塔板上进行。常见的塔板类型有很多，其中以浮阀塔板和筛孔塔板为主，还有其他一些类型的塔板大多属于浮阀塔板、筛板的改进类型。这些类型的塔板从传质机理上看是类似的。经实践证明，传统塔器只要结构设计良好，操作正常，其性能颇为接近。当操作负荷为最大负荷的85％时，不同结构的塔板效率大致相同。 

传统类型塔板的性能特点，主要由塔板上的气液错流接触方式决定。液相受重力作用从降液管落到塔板入口，在惯性作用下流过塔板；而气体则是在一定压力下，由塔板下方流向塔板上方，通过塔板上的鼓泡元件后被破碎成气泡，与横向通过塔板的液层进行接触传质。因为气液相是呈错流接触，塔板上处于鼓泡状态，当气速继续增大，操作转入喷射状态时，会产生大量的雾沫夹带，严重影响传质效率，所以气速不能太高，目前广泛采用的板式塔中截面上的允许空塔气速不大，一般为0.6～1.5m/s；并且气、液相传质完全依赖重力场作用，传质面积比较小，分离能力有限。 

由此看来，要提高板式塔的处理能力和传质效率，必须考虑新的气液相分离方式。高速喷射类的塔板正是利用气液相高速运动时存在的惯性力差来实现的气液相分离，可以不受自然重力的制约。 

目前最常见的喷射提升类塔板主要有垂直筛板(VST)类塔板，它是1963 年日本三井造船株式会社开发的一种塔板，已申请了多项专利(专利号：US3,633,882、US3,779,527)，由开孔的塔板和侧壁开孔的VST罩构成，气体通过板孔喷射，形成伯努利效应，在板孔附近形成低压区，将塔板上的液体卷吸，提升到VST罩内，然后气体携带液相由管壁上的开孔水平喷出，进行传热传质。与传统塔板相比，该塔板雾沫夹带量相对降低，处理量显著增大，但是该塔板在大处理量操作时，板效率明显降低，同时塔板压降较高。 

CN 1978024A公开了一种高效高速气液传质构件，虽然该构件压降较低，但由于气液两相在元件中停留时间较短，气液两相接触不完全，传质效率低，雾沫夹带量大，其锥底下方安装的液体旋流部件，给塔板安装带来了不便。 

发明内容

针对现有立体喷射类塔板的压降大，大处理量下塔板传质效率急剧下降，结构复杂的不足，本实用新型提供了一种高效高速的气液传质构件。该构件具有压降小，传质效率高，雾沫夹带低，工程安装方便等特点，塔板上没有滞留区，消除了塔设备规模扩大后的放大效应，允许高气速和大喷淋量下操作，构件里的网孔板结构，大大增加了气液两相的湍动程度和相接触面积，有效的提高处理能力和塔板效率，强化了传质过程。 

本实用新型是这样实现的： 

一种气液传质构件，所述构件包括塔板、集液板、板孔、升气筒、网孔板、帽罩和降液管；其中升气筒固定在集液板上，升气筒的位置与板孔的位置相对应，在升气筒上设置有网孔板，升气筒的顶部设有帽罩，所述的集液板与升气筒下端以及降液管联结。 

根据本实用新型提供的气液传质构件，每个升气筒上设置的网孔板层数至少为一层，优选2～3层。所述网孔板的形状与帽罩的形状相对应，其网孔结构可以为圆形孔、条形孔、菱形孔以及其他规则孔。网孔板的四周还可以有向下的挡板，以起到导流的作用。挡板与网孔板的角度可以为15～60度，优选为30～45 度。 

所述的升气筒可以是长方体形、正方体形、直圆筒或圆锥底结构，优选长方体形或正方体形。所述的升气筒在高出集液板以上的筒壁上开有若干孔，其开孔率一般大于塔板的开孔率，优选升气筒筒壁的开孔率/塔板开孔率＞1.5。 

在本实用新型的一种实施情况下，所述的升气筒相对的两侧为完全敞开结构。当升气筒为直圆筒或圆锥底结构时，以圆形底为基准，将圆形底平均分成四份，以四个扇形为单位将几何体平均分为四部分，间隔的两个几何体的外表面即为相对两侧。 

本发明气液传质构件的工作原理为：气相由下层塔板通过板孔向上，液相从降液管进入塔板，被向上的气相卷吸带入升气筒内，通过网孔板以及顶罩，在这个过程中，液相被拉膜、破碎，气液两相进行传质，最后由升气筒的筒壁开孔或升气筒两侧喷出，气体流向上层塔板，液体落在集液板上，通过降液管进入下一层塔板。 

本实用新型的优点在于： 

(1)塔板压降小，能耗低，适用的压降范围较广，传质元件采用升气筒结构，升气筒筒壁上开孔，升气筒相对两侧甚至可以为完全敞开的结构，构件的开孔率较大。