一种新型垂直旋流筛板塔板

本发明属于化工、环保，涉及到天然气三甘醇脱水塔及二氧化碳吸收塔，特别涉及到一种高通量、高传质效率及高通量的新型垂直旋流筛板吸收塔及应用。

背景技术：

1、塔器是实现物料分离纯化的重要设备之一，在石油、化工及环保技术等领域有着广泛的应用。物料的净化过程主要在塔板上完成。采用高性能的塔板可以提高塔器的处理量及传质效率，减小塔径，降低压降，实现系统节能。

2、常见的塔板分类有：泡罩塔板、浮阀塔板及筛孔塔板。这些传统塔板的气液接触方式主要通过鼓泡。在面对较大的气相或液相负荷时，极易出现漏液、雾沫夹带及压降大等问题。因此它们的处理量小、操作弹性低。

3、为解决上述问题，日本三井造船公司提出了新型立体垂直筛板塔（new vst）。该塔板上的气液接触呈并流喷射状态，即气相为连续相，液相为分散相。进入帽罩的液体破碎成小粒径的液滴，增大了气相接触的表面积，实现充分的气液传质接触。随后两相从侧方筛孔喷射而出，气相流入上一层塔板，液相在重力及惯性力的作用下，落入塔板上的清液层，实现再循环。这种塔板处理能力可达普通塔板的2倍以上，传质效率较高，压降小。因此近些年来被广泛研究改进，研发出各种新型帽罩。但是，当开孔率增大时，单元之间距离便会缩小，导致从侧方筛孔流出的气流加速，液滴易被高速气流夹带至上层塔板；液体在帽罩间发生对喷，返混严重，降低传质效率。此外，当液相流量较高、物料易发泡时，气液两相在帽罩内易发生壅塞现象，导致压降增大。这些问题制约了新型垂直筛板塔板处理量及操作弹性的提升，影响其进一步推广。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型垂直旋流筛板塔板（asst），以解决现有逆流型塔板压降大、开孔率低、返混程度高的问题，进一步提升塔板的处理量及操作弹性。

2、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种新型垂直旋流筛板塔板，所述塔板上设置弓形降液管和溢流堰，在筛板上开多个圆孔，在筛板的圆孔上对应设置喷嘴，在喷嘴外设置旋流管；在旋流管下方设置用于固定旋流管的支撑圈，在支撑圈上方开高10-20mm的环形孔；所述喷嘴的高度高于环形孔的上沿，喷嘴直径占旋流管内径的1/2-4/5；

4、所述旋流管内设置旋流叶片，旋流叶片上方的旋流管壁面上设置筛孔；所述筛孔的面积之和为旋流管底部圆孔面积的一倍以上；

5、所述旋流管上方设置扩压器，扩压器与旋流管采用螺纹连接；在旋流管筛孔外环、扩压器下方设置排液管，排液管与扩压器采用螺纹连接；所述排液管下方水平位置低于旋流管筛孔水平位置，同时排液管下方水平位置高于筛板上清液层的高度；

6、所述筛板下方设置挡板，其与旋流叶片的轮毂通过螺栓连接。

7、所述筛板上的圆孔呈等腰或等边三角形分布，圆孔采用相同或不同的直径。

8、设置在旋流管壁面上的孔为圆形孔或矩形孔，圆形孔呈等腰或等边三角形分布，其直径为4mm-8mm，矩形孔沿轴向方向阵列，其宽度为2-4mm，长度为30mm-70mm。

9、所述旋流叶片出口角为30°-55°，数量为8-12个。旋流叶片的叶片造型为平板型、圆弧型或翼型。

10、所述扩压器为无叶扩压器或有叶扩压器；有叶扩压器的类型为轴流式叶片、径流式叶片或三维叶片。

11、所述支撑圈内设置o型圈。

12、所述挡板中心圆柱直径同旋流叶片的轮毂直径相同，挡板的外环内径与筛板上圆孔直径相同。

13、进一步地，挡板中心圆柱直径同旋流叶片的轮毂直径相同。挡板的外环内径与筛板上圆孔直径相同。

14、本发明提供的一种新型垂直旋流筛板塔板具有以下有益效果：

15、采用本发明提供的一种新型垂直旋流筛板塔板（asst），如图1所示，可拆卸的设置有筛板、挡板、旋流管、排液管及扩压器，同时在旋流管上半部分设置筛孔或矩形孔。当液体经旋流管底隙进入旋流管内，并在管内被拉成液膜状，接着破碎成液滴，与气相充分接触。在经旋流元件后，液滴在离心力的作用下向壁面运动，被壁面捕捉后，形成液膜，随旋转的气体螺旋上升。在此过程中，大部分液体则经侧缝由排液管流出，剩余液体则由顶部分离板捕获。在完成气液分离后，气体则通过扩压器将一部分动压转化为静压，回收一部分能量，再从顶部分离板与旋流管之间的间隙流出。在该结构中，排液管可抑制单元间的气液两相流激烈对喷，减少液相返混，进而提高开孔率及传质效率；旋流元件可以减少雾沫夹带，提高塔板操作弹性；扩压器可以回收压力能，降低压降。

技术特征：

1.一种新型垂直旋流筛板塔板，所述塔板上设置弓形降液管和溢流堰，其特征在于：在筛板上开多个圆孔，在筛板的圆孔上对应设置喷嘴，在喷嘴外设置旋流管；在旋流管下方设置用于固定旋流管的支撑圈，在支撑圈上方开高10-20mm的环形孔；所述喷嘴的高度高于环形孔的上沿，喷嘴直径占旋流管内径的1/2-4/5；

2.根据权利要求1所述的一种新型垂直旋流筛板塔板，其特征在于：所述筛板上的圆孔呈等腰或等边三角形分布，圆孔采用相同或不同的直径。

3.根据权利要求1所述的一种新型垂直旋流筛板塔板，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种新型垂直旋流筛板塔板，其特征在于：所述旋流叶片出口角为30°-55°，数量为8-12个；旋流叶片的叶片造型为平板型、圆弧型或翼型。

5.根据权利要求1所述的一种新型垂直旋流筛板塔板，其特征在于：所述扩压器为无叶扩压器或有叶扩压器；有叶扩压器的类型为轴流式叶片、径流式叶片或三维叶片。

6.根据权利要求1所述的一种新型垂直旋流筛板塔板，其特征在于：所述支撑圈内设置o型圈。

7.根据权利要求1所述的一种新型垂直旋流筛板塔板，其特征在于：所述挡板中心圆柱直径同旋流叶片的轮毂直径相同，挡板的外环内径与筛板上圆孔直径相同。

技术总结一种新型垂直旋流筛板塔板，其属于化工设备的技术领域。该塔板中筛板上开多个圆孔，在筛板的圆孔上对应设置喷嘴；在喷嘴外设置旋流管；在旋流管下方设置用于固定旋流管的支撑圈。在旋流叶片上方的旋流管壁面上设置筛孔；在旋流管上方设置扩压器；在旋流管筛孔外环、扩压器下方设置排液管；筛板下方设置挡板，其与旋流叶片的轮毂通过螺栓连接。在该结构中，排液管可抑制单元间的气液两相流激烈对喷，减少液相返混，进而提高开孔率及传质效率；旋流元件可以减少雾沫夹带，提高塔板操作弹性；扩压器可以回收压力能，降低压降。技术研发人员：胡大鹏,谭川江,张恒瑞,刘凤霞,于洋受保护的技术使用者：大连理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2