[发明专利]一种脉动浮阀传质元件

说明书

本发明公开一种脉动浮阀传质元件，包括：主阀片，主阀片底部设有若干主阀腿，主阀片顶部设有若干用于对气流产生连续扰动的侧部脉动组件，侧部脉动组件沿周向分布于主阀片的边沿位置，其包括一个阀翼，阀翼与主阀片转动连接，阀翼的至少一部分伸出于主阀片的边沿，该部分能够受到流体的冲击作用而使阀翼在一定范围内上下脉动。本发明具有的有益效果：通过阀翼的低幅脉动对浮阀周围的气流产生连续扰动，并通过撞击产生大量直径较小的气泡，提高了气液传质相界面积和传质效率；此外，由于阀翼的振动会促使阀附近的液体剧烈湍动，使得自聚物无法沉积在浮阀上而粘住浮阀，从而保证浮阀的正常操作，提高了操作弹性。

技术领域

本发明属于汽-液传质分离设备技术领域，具体涉及一种脉动浮阀传质元件。

背景技术

塔器作为汽-液之间进行传质与传热的重要设备，广泛应用于炼油、石油化工、精细化工、化肥、农药、环保等行业的物系分离，涉及精馏、吸收、解吸、汽提等化工单元操作。塔器作为应用数量最多、能耗最大的单元设备，其增效扩能、降耗成为精馏领域研究重点，受到了广泛重视。

现有的浮阀在正常操作时，浮阀片升到一定高度后被阀腿勾住塔盘，使浮阀位置保持不变，气流从阀片侧面流出与液体进行接触传质。由于阀片无任何振动，无法对气流和液流产生作用。

气流通过浮阀后射入液相中形成初始气泡直径分布，在经过湍流涡碰撞破碎，但在蒸馏过程中气相在塔板上的停留时间很短，因此在有限时间内气泡破碎效率很低，限制了小直径气泡的形成，从而降低了汽-液相界面积。

另外，对于高粘度、易自聚等物系，其特点是体系粘度大、分子扩散系数小，分子易发生自聚。由于分子扩散系数小，导致浮阀传质效率大幅降低，同时浮阀易被自聚物粘住无法自由浮动会使浮阀操作弹性显著降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种脉动浮阀传质元件，通过脉动阀翼形成气阀耦合脉动现象，对气流产生连续扰动，促进了小气泡的形成，从而提高气液传质相界的面积。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种脉动浮阀传质元件，包括：主阀片，主阀片底部设有若干用于钩住塔盘以限制主阀片相对塔盘移动距离的主阀腿，主阀片顶部设有若干用于对气流产生连续扰动的侧部脉动组件，侧部脉动组件沿周向分布于主阀片的边沿位置，其包括一个阀翼，阀翼与主阀片转动连接，阀翼的至少一部分伸出于主阀片的边沿，该部分能够受到流体的冲击作用而使阀翼在一定范围内上下脉动。

进一步地，侧部脉动组件还包括用于限制阀翼转动角度的定位件，定位件与阀翼连接。

进一步地，侧部脉动组件还包括平行设于主阀片上的固定轴，阀翼全部设于主阀片的外周，阀翼通过连接杆与固定轴转动连接；定位件设于连接杆上，定位件为向主阀片的中心方向折弯的折弯件；定位件通过改变其折弯部分的长度及高度实现阀翼的脉动幅度和脉动频率的调节。

进一步地，侧部脉动组件的数目为三个，并且在主阀片上均匀分布。

进一步地，主阀片的边沿对应阀翼的部位还设有传质槽。

进一步地，阀翼的边沿设有若干用于刺破气泡的尖刺部I。

进一步地，主阀片的轮廓形状为圆形或矩形。

进一步地，还包括至少一个用于对气流产生连续扰动的中间脉动组件，主阀片远离边沿的位置设有至少一个用于安装中间脉动组件的安装孔，中间脉动组件包括一个上副阀片，上副阀片的直径大于安装孔的孔径，上副阀片可上下活动地设于主阀片的顶部，上副阀片的底部设有若干穿过安装孔的副阀腿，副阀腿的端部与上副阀片中心的距离大于安装孔的半径，从而能够限制上副阀片相对主阀片移动距离。

进一步地，中间脉动组件还包括下副阀片，下副阀片设于上副阀片的下方并与副阀腿相连，副阀片设有若干圆孔，圆孔的直径为3～6mm。