[发明专利]一种阶梯式液体环流鼓泡塔及分散气体的方法

说明书

本发明公开了一种阶梯式液体环流鼓泡塔及分散气体的方法，鼓泡塔塔内靠一竖直中心分隔板将塔内空间等分成前后两部分，中心分隔板两侧从上向下交替等间距布置若干半圆形塔板，前后两侧的相邻塔板依靠两端的L形连通管连通。半圆形塔板水平固定在塔壁内侧和中心分隔板上，其上装有若干特制的鼓泡元件。采用本发明阶梯式液体环流鼓泡塔和特制的鼓泡元件可使液体在中心分隔板两侧的塔板上逐级交替向下呈环流流动，具有气体分散稳定、气液传质推动力高等优点，适宜于液气比较大的气液传质分离和气液反应等领域的应用。

技术领域

本发明涉及一种阶梯式液体环流鼓泡塔，可用于化工过程中的精馏、吸收、气液反应等单元操作，特别为萃取精馏、反应精馏等高液气比操作过程提供一种具有较大操作弹性和高效的气体分散方法。

背景技术

对于传统的板式精馏塔，塔内大部分液体被局限在塔板上的较小空间内，塔板上方的较大空间充满的是气相，只有很少一部分液体以雾沫分散在气相中。虽然大部分塔板的传质效率不低，但由于液体分布严重不均，致使空间利用率较低。高效填料的出现大大提高了精馏塔的空间利用率，但在直径较大的塔体内对填料和分布器的质量要求很高，生产上往往达不到其应有的分离效率。

化工生产中有一类特殊的分离过程，如萃取精馏和反应精馏，其特点是操作中的液气比很大，在整个分离过程中气体流量的变化幅度较大，单一结构的塔板很难适用不同气体流量状况。且较小气体流量可能只要小直径塔板即可，也与对应的较大液体流量或较长停留时间相矛盾。至于填料塔，大液量需要较大塔径，也易于导致较小流量的气体很难均匀分布。

上世纪七十年代化工生产中出现了一种以液相为连续相的填料充泡塔，也称乳化塔。这种设备用于精馏过程获得了较高的分离效率，但由于该种塔型对气液流分布要求均较高，多局限于塔径小于600mm的场合，未见有大型精馏塔的应用报道。

本发明针对大液气比的分离操作，提出了一种阶梯式液体环流鼓泡塔结构，结合特制的鼓泡元件用于气体分散和气液传质过程。水力学实验表明，采用中心分隔板两侧交替塔板的布置方式，可促使液体逐板向下呈阶梯环流流动，不仅可减弱液体流动时的返混现象，还有益于整体提高传质推动力。此外，如采用装有特制鼓泡元件的多孔塔板代替普通筛板，气体上升时倾向于在鼓泡元件内凝结成较大的气团，促使气体流动更加稳定、均匀，且具有随气体流量变化自动调节操作弹性的能力。

本发明提出的阶梯式液体环流鼓泡塔，改进了连续相液体的流动模式，改善了气体负荷变化的操作稳定性，有望提高气液传质的整体效果。本发明的详细结构将在发明内容和具体实施方式中再详细叙述。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种阶梯式液体环流鼓泡塔及分散气体的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种阶梯式液体环流鼓泡塔，该鼓泡塔由圆柱形塔壁、中心分隔板、若干水平等间距的半圆形塔板和L形连通管构成。所述中心分隔板从上向下贯穿于整个塔内，将鼓泡塔分为前后两个鼓泡区；所述半圆形塔板在中心分隔板前后从上向下依次交替等间距排列，同侧的半圆形塔板处于对侧相邻两块半圆形塔板的中间位置；所述L形连通管将中心分隔板前后的半圆形塔板相连；所述L形连通管由圆柱形塔壁、中心分隔板、位于中心分隔板前后的两条竖直侧板和两块水平底板围成，形成前后两个长度不同的竖直通道；所述L形连通管的两个竖直通道的顶部敞开且分别与相连的半圆形塔板齐平，底部靠位于同一高度的前后两块底板密封，两个竖直通道靠下部位于中心分隔板上的圆形开孔连通。

进一步地，所述前后竖直通道的长通道的长度为中心分隔板同侧塔板间距的0.75倍，短通道的长度为中心分隔板同侧塔板间距的0.25倍。

进一步地，所述半圆形塔板为装有若干鼓泡元件的多孔板。

进一步地，同一侧半圆形塔板的塔板间距为150～300mm。