[发明专利]一种气液传质系统

说明书

本发明公开了一种气液传质系统。所述传质系统包括若干层塔盘、降液管、导流罩和喷射罩，所述塔盘与塔体无缝相连接，塔盘上交替分布有若干组升气孔和降液孔，每个降液孔均对应下层的降液管；每组升气孔上方均对应固定一个喷射罩，喷射罩顶部设置水平分离板；所述喷射罩的至少一组相对的侧壁上部与水平分离板连接，下端与塔盘连接，且下部开有凹形槽；喷射罩的另一组相对侧壁的上下端分别与水平分离板和塔盘密封连接，且中间开有喷射孔；喷射罩的外部罩有导流罩，导流罩的顶部开有圆孔，降液管伸入圆形孔中；导流罩和喷射罩间构成密封导流槽，用于将通过降液管的液相导流至塔盘。本发明的气液传质系统提高了传质效率，并减少了液体返混现象。

技术领域

本发明属于石油化工领域的气液传质设备，具体地说涉及一种塔器的气液传质技术，更具体的说涉及一种气液传质系统。

技术背景

在石油化工领域，板式塔是重要的分离设备，而塔盘是板式塔中重要的传质设备，塔盘性能的好坏很大程度上决定了分离性能的高低。近年来，在泡罩、筛板、浮阀塔盘的基础上，开发出了许多新型结构的塔盘，尤其是立体喷射塔盘，它具有压降低、操作弹性大、传质效率高、雾沫夹带少等优点，但是这些塔盘都没有从根本解决液相返混的问题，影响了塔盘的传质效率。而返混又是板式塔在分离过程中最常见的问题，它减小了塔盘的传质推动力，降低了塔盘的传质效率和分离效率。

专利CN101015762A公开了一种喷射型吸收塔盘，它在板式塔内设计了特殊的导气管结构，把传统的导气管改造为带喷嘴的喷射管，在喷嘴处的液膜可形成喷射状态，液膜被分散成比表面积较大的小液滴，使得气液接触面积更大，表面更新快，提高了传质效率，阻力降非常小。

专利CN102240460A公开了一种无漏液喷射塔盘，该塔盘通过设置可移动的浮子来控制液相进入喷射孔中的流量，从而避免了低负荷下过度漏液现象的发生，增大了塔盘的处理能力范围，提高了操作弹性。以上技术解决了传统塔板的一些缺点，但并没有解决、甚至没有考虑液体返混问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种气液传质系统。可以避免液体的返混，增大塔器的传质推动力，提高塔器的分离效率，降低塔器的分离能耗，同时继承了立体喷射塔板的特点，传质效率高、雾沫夹带小，且抗堵性强。

本发明的一种气液传质系统，主要包括塔盘、降液管、导流罩和喷射罩。其特征在于，所述的塔盘与塔体无缝相连接，塔盘上交替分布有若干组升气孔和降液孔，且以塔盘中心线为界，在塔盘左侧和右侧错位排列；每个降液孔对应下层的降液管，降液管为圆柱型；每一组升气孔上固定一个喷射罩，喷射罩顶部有水平分离板，喷射罩的至少一组相对的（左右两个）侧壁上部与水平分离板连接，下部与塔盘连接，且下部的中间部位开有凹形槽；喷射罩的另一组相对（前后两个）侧壁上下部分别与水平分离板和塔盘密封连接，且中间开有喷射孔；喷射罩的外部罩有导流罩，导流罩为“凹”型，喷射罩嵌在“凹”型中间；导流罩的顶部开有圆形孔，降液管伸入圆形孔中；导流罩和喷射罩间构成密封导流槽，用于将通过降液管的液相导流至塔盘。

本发明中，所述的塔盘与塔体无缝连接。塔盘上交替排列着若干组升气孔和降液孔，所述升气孔的形状可以是圆形、三角形、椭圆形或矩形，每一组升气孔集中分布在塔盘的固定位置上，通过CFD流体力学计算得到其开孔大小和开孔率。每一个降液孔的孔径与降液管的外径相同，下一层塔盘降液管的顶部与上一层塔盘的降液孔相连接，作为液体流动通道。本发明中，所述的喷射罩完全覆盖在一组升气孔上，喷射罩的外部形状可以是圆柱体、矩形体和梯形体，喷射罩的高度一般50mm~150mm，优选为100mm~150mm。喷射罩的顶部是水平分离板，水平分离板与塔盘平行；喷射罩的左右侧壁上部与水平分离板连接，且与水平分离板的连接角度为60°~90°，优选为80°~90°；下部与塔盘连接，且在中间位置开有凹形槽，凹形槽的形状可以为椭圆形和矩形，凹形槽的大小通过流体力学计算得到；喷射罩的前后侧壁开有喷射孔，喷射孔的形状可以是椭圆形、条形和圆形，其开孔大小和开孔率由CFD模拟得到。