[发明专利]一种自吸式立体帽罩及其板式塔

说明书

本发明提供了一种自吸式立体喷射塔板，涉及精馏塔、吸收塔的板式塔结构，本发明采用流体通道改变的立体帽罩，气相进口通道截面变小使压力下降，促进液相进入，然后通过混合段增加压力使压力缓慢增加，本发明提供的技术方案在达到解决提高气液接触效果增大液体与气体的接触量的同时有利于降低板压降，从而提高塔板传质效率，达到节能减排的效果。

技术领域

本发明涉及工业设备技术领域，特别涉及一种自吸式立体帽罩及其板式塔。

技术背景

伯努利原理是丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。这是在水力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原理，其实质是水的机械能守恒。即：动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为：等高流动时，流速大，压力就小。它可以被表述为p₁+1/2ρv1²+ρgh₁=p₂+1/2ρvl²+ρgh₂。常用的技术方案是蒸气喷射式热泵，蒸汽喷射式热泵主要由喷嘴、接受室、混合室、扩压室等几部分组成喷射式热泵的工作原理是以蒸汽减压前后的能量差为动力，高压蒸汽通过喷嘴时产生高速气流，在喷嘴出口处产生低压区，在此区域将低压蒸汽吸入设备，高压蒸汽在膨胀的同时压缩低压蒸汽，用高压蒸汽的裕压提高低压蒸汽的品位，然后通过混合室进行良好混合，混合后的蒸汽再通过扩压室恢复部分压力损失，达到要求的蒸汽压力后供给热用户使用。

塔板主要应用于精馏、萃取、吸收等设备，主要用于两相流体接触传质传热的塔设备重要的结构，常见的塔器有填料塔和板式塔，由于板式塔操作范围大、操作弹性、不易堵塞等优点广泛应用与化工塔器设备上，常见的板式塔有泡罩塔板、筛板塔板、浮阀塔板、喷射型踏板、立体塔板等。为了提高气液接触量现有技术的改进主要是针对塔板形状，如立体喷射塔板。立体喷射型塔板是近年发展较快的一种塔板，其传质作用空间是立体的，操作工况为气液并流喷射型，结构特点是在塔板上开孔(如圆孔、方孔、矩形孔)，孔上布置相应形状的帽罩。操作时，气体从板孔进人帽罩，在塔板板孔处形成低压区，塔板上的液体在板上液层静压强作用和罩内外压差的作用下流人罩内，经提升、破碎、喷射分离等过程，完成气液接触传质，此过程中液体为分散相而气体为连续相，随着对节能减排的要求提高，节能成了立体塔板的发展趋势。虽然立体喷射塔板有效的增加了气液传质，但是由于液体在塔板底部进气易导致气体从进气口喷出等现象，这种现象同时抑制了液体的进入量妨碍的气液接触。同时由于下一层气相进入塔板开孔是流通通道突然减小，在塔板开孔处由于能量守恒根据伯努利原理静压头转换为静压头，在塔板开孔处压力下降，通过塔板开孔后流通通道突然增大，动压头转换为静压头，由于压力和流通通道的突然改变容易导致边界层分离产生旋涡从而导致能量损失，增加板压降，导致塔器能耗增加。

发明内容

本发明提出了一种技术方案，主要是提供了一种技术手段，通过设置具有自吸效果的立体帽罩结构促进液相进入帽罩以达到促进气液接触的目的。本发明是通过以下技术手段实现的。

一种自吸式立体帽罩，包含气相进口、气相进口段、液相进口、混合段、混合段出口，所述液相进口位于气相进口与混合段出口之间，所述气相进口段沿气相流动方向截面积逐渐减小、所述混合段截面积沿着气相流动方向截面积逐渐增加。

进一步，所述帽罩进口截面为圆形或矩形。

进一步，所述混合段出口上方设有挡板。

一种自吸式立体板式塔，包括塔体、降液管、塔板，所述塔板上设有至少如上所述自吸式立体帽罩，所述塔板上开有与帽罩对应的塔板开孔，所述帽罩安装于塔板开孔处，使下一层塔板的气相从自吸式立体帽罩气相进口进入、液相从液相进口进入、气相与液相混合后由混合段出口排出。

进一步，所述自吸式立体帽罩嵌入塔板，帽罩进口位于塔板下侧且液相进口位于塔板上侧。

进一步，帽罩气相进口处设有导流板，所述导流板连接与气相进口外侧。