超音速飞机型板式化工塔器制造技术

本发明专利技术涉及一种可为化工精馏分离工程所用的气液传热传质装置，称为超音速飞机型板式化工塔器，简称“飞机型”、“Ｂ－２型”。它克服了常规浮阀型塔板常见的弊病，如物料返混、液面梯度和阻力大，存在死区和滞缓区现象。飞机型板式塔板，其运行时，飞阀与塔板平面呈５－２０°倾角，由汽液所组成的物料流体迎向飞阀头部或尾部通过全阀，实施充分的传热传质。相邻飞阀倾角分别为１０°和２０°两种，上下可形成两层接触面和呈扇状散射面，物料各分子间产生强烈碰撞进而产生质的变化。流体不断按顺流路径朝降液装置方向前进，几无返混现象，液面梯度和阻力小，并可激活常规塔板上所存在的边缘死区和两侧弓形滞缓区，充分发挥塔板效率和传热传质功能。

【技术实现步骤摘要】
超音速飞机型板式化工塔器本专利技术涉及一种可为化工精馏分离工程所用的汽液传热传质装置，其是超音速飞 机型板式化工塔器(简称飞机型/B-2型)。系专利技术者许开天获国家专利技术专利“低阻高速飞 阀型化工塔器”(专利号ZL01113693. 6)和“平板型双阀片浮阀塔板”(专利号86103561. 5) 及“ SDJ型精馏塔等的基础上深化专利技术创新而成。目前，在诸多化工文献以及化工生产实践中，公知的具有F-I圆浮阀型、双层浮阀 型、十字架浮阀型和方形浮阀型等塔板的化工塔器方面，从塔板的流体动力学状态来分析， 汽液均沿着浮阀体(圆、方或其它形状)的周边而产生接触作用。在这些塔板上，物体的返 混现象较为严重，相应地具不均性。液面梯度和阻力大。并在塔板的边缘区域及两侧弓形 区域存在着死区和滞缓区现象，影响塔板效率和传热传质功能的更好发挥。本专利技术的目的是提供一种设计构思极为独特而创新的飞机型板式化工塔器，其基 本上是针对上述常见浮阀型塔板的弊病而加以提出的。其属于低阻力高汽速及高效接触型 的顺流式塔板，板上流体均朝着降液装置方向运动，呈扇形喷射状，为柱塞流状态，故流体 动力学(类似飞机的空气动力学)性能大为改善，成为二十一世纪先进的化工塔器之一。本专利技术的目的是这样实现的在塔板上采用超音速飞机型浮阀，(简称飞阀)。这 种浮阀状似飞行中的蝙蝠状或飞机状的外形体。本飞阀基础阀型的主要参数为阀平展宽 度104mm、阀长42mm。也可按物料的性质及设计的需要、塔径的大小等不同因素而放大或缩 小，相关部位则采用一定比例而设计制作，并可形成系列。本飞机阀外形的前缘平直，两条 长边呈33-35°倾斜成后掠角向两侧展开，其斜边与中心线约呈55°，后缘呈“双W型“。飞机型浮阀在塔板上的布置，采用错流方式排列，在此塔板上，飞机型浮阀 既可是同一系列尺寸相同的；也可以是不同系列尺寸大小不同而呈间隔布置的(即 大-小-大-小-大或小-大-小-大-小)。布局可分为四种类型I-型为起飞型；II-型 为俯冲型；III-型为起飞俯冲混成型；IV-型为俯冲起飞混成型。在运行时，飞阀与塔板平面呈5-20°倾角，好似蝙蝠或飞机在迎着气流而俯冲飞 行或呈向下滑翔之势。在塔板上，由汽液所组成的物料流体迎向飞机型浮阀头部通过全阀 或通过尾体而经全阀而紧密充分接触，从而实施传热传质之功能。相邻的飞阀当处于工作 状态的条件下，其倾角分别为 10°和 20°两种，上下可形成两层接触面和呈扇状散射 面，相互间互相渗透，互相混溶，紧密接触，物料各分子间产生强烈碰撞，进而产生质的变 化。与此同时，流体不断按顺流路径朝降液装置方向推进。流体几无返混现象，液面梯度又 小，并可激活常规塔板上所存在的边缘死区和两侧弓形滞缓区，充分改善塔板上的流体动 力学状况，进而向优化、理想化方向发展。塔内流体动力学与飞机的空气动力学相仿。在塔板的底板上，在每个飞阀所定的位置上，则按其形状开有梯形升气孔，为了固 定飞阀，又在底板上开有长方形小孔，可将飞阀头部或机尾之长条部分(可称为阀足)插入 其小孔，并在塔板的背面，将其弯曲成一定角度之钩状，使其与底板钩挂住而不脱落，并能 随工况之不同而自如地调节浮动角度。为了考虑飞阀的稳定性，防止飞阀左右摇摆，并能辅 助控制飞阀之角度，同时又考虑到使飞阀在一定状态下具有一定的振幅，强化接触作用，于 是又在飞阀的阀翼内两侧设置“ Γ”形元件控制点，也可用不锈钢条(圆或扁)及其它材料具相应高度的“ Γ1 ”形元件点焊在底板上加以控制。至于飞阀的布置间距、数量之多寡，当视设计所选定的开孔率和空塔速度 (1. 5-3m/s)之大小经计算而定。为了增加飞阀的接触面及起导向作用，又在每只飞阀的平面上冲压出2-3个带弧 度而扁矮之喷射孔，飞阀之厚度为0. 5-2mm。在底板上，当部署相隔3-5排飞阀后又设有1-2排小圆孔(孔径f 3-5mm)或条形 孔缝(缝宽3-5mm)，其状好似呈一条线排开的密集的地面“高射炮火”与“飞机状的飞阀” 模似作战而交织成“火力网”，再次增加汽液接触之机率，更有利于塔板上传热传质作用之 发挥。塔板经上述处理后，再配置弓形降液装置及不等高进口堰(均液板)，其两侧比中 间略低3-5mm，具有均液和均速作用，即构成完整的塔板布置。在塔器中，塔板的板间距(H)为200-600mm。其随设计的空塔速度及物料特性而已 升。塔器之胴体外形，可为圆筒形状或矩形状相应地塔板亦可设计和制作成上述两种 形体，使内外相互协调一致。当采用矩形结构时，其截面长宽之比，可采用0.618黄金分割 法(即1 0.618)加以设计。塔板面布局可参照圆形塔板上之矩形中央主传质区。然后，根据物料的性质(有无腐蚀性等)或所承受的压力之大小和温度之高低等 因素而决定材质，采用相应的牌号和壁厚，如属压力容器还应按相应要求进行有关工作。与 此同时，根据工艺设计需要，而再决定塔板数和塔高以及物料的进出口管径、数量和位置。 再者，又可根据加工制造、吊装、运输、现场安装等具体情况，而决定是否采用分段制作(用 法兰联接之塔节)或整体制作。本专利技术所述之新型塔板及其塔器，适用于洁净物系之分离及精馏分离工程，对无 纤维类杂物又无过量固形物之污秽物系或生物工程之发酵清液亦可应用。由于本塔板阻力低，传质速度快，物料呈顺流态(或称并流态)运动，液面梯度小， 雾沫夹带少，几无返混现象，不易形成新的杂质，故有节能、优质、高产之功能，比常用浮阀 板化工塔器有明显的改良。在常减压、加压、真空条件下均可应用。下面结合附图进一步说明具体实施例方式附图说明图1为超音速飞机化工塔器专利附2为I-型，起飞型3为II-型，俯冲型4为III-型，起飞俯冲混成型5为IV型，俯冲起飞混成型1中(1)为本专利技术塔器中的纵向剖视图图1中(2)为本专利技术塔器中塔板平面布置示意图(II型) 图1中(3)为本专利技术塔器中的飞阀元件示意图 图1中(4)为本专利技术塔器中的底板开孔示意图 图1中(5)为本专利技术塔器中的飞阀限位装置示意图 图面说明图1中(1)，可见在塔的胴体内，相邻塔板间的关系及飞阀呈一定角度启动。在两4层之间的塔板上，流体呈相反方向运行，自上而下交叉流动通过全塔。图1中O)，可见塔板系由底板1、飞阀2、圆孔或孔缝3、进口堰4、弓形降液装置 5、和飞阀限位控制点6组合而成，板面貌似一座飞机场或航空母舰停机坪上之机群，蔚为 壮观图1中(3)，可见飞阀元件之平面概况，其厚度0. 5-2mm图1中0)，可见塔板之底板的开孔情况，其中有梯形升气孔1、阀足孔2、底板厚 2-5mm图1中(5)，可见飞阀限位装置有1、2两种，其需视飞阀之浮动角度而定其限位器 之内在高度尺寸在飞阀型塔板上，汽液接触流动之概况，拟分数阶段(1)初始期⑵鼓泡期(3)过渡期(4)喷射期(工作状态)；(5)超负荷期。其中飞阀可随不同阶段不同程度地而定向开启浮动，并在湍激的流体中，带有某 种程度的振动性，以资强化传质功能。实现本专利技术专利的最好方式是将其运用于燃料乙醇工业的物料蒸馏及精馏和脱 水。现以燃料乙醇脱水塔的设计为最佳实施例本脱水塔可用以制取浓度为99. 5% (V)以 上之燃料无水乙醇。主要设计参数如下1、拟日产燃料级无水乙醇200吨，按年工作日300天计；2、本脱水塔在表本文档来自技高网...

【技术保护点】
超音速飞机型板式化工塔器，系由塔体、一定数量的飞阀型塔板和降液装置组成。其特征是：塔体及塔板呈圆形或矩形，塔板主要由一定数量的飞机型浮阀（简称飞阀）元件和圆形小孔及长条形孔缝组成。

【技术特征摘要】
1.超音速飞机型板式化工塔器，系由塔体、一定数量的飞阀型塔板和降液装置组成。其 特征是塔体及塔板呈圆形或矩形，塔板主要由一定数量的飞机型浮阀(简称飞阀)元件和 圆形小孔及长条形孔缝组成。2.飞阀基础阀型的主要参数及特征为阀平展宽度104mm，阀长42mm，也可按物料的性 质及设计需要，塔径的大小等不同因素而放大或缩小。相关部位则采用一定比例而设计制 作，并可系列化。飞阀外形的前缘平直，两条长边呈33-35°倾斜成后掠角向两侧展开，其斜 边与中心线约呈55°，后缘呈“双W型”。在飞阀平面上冲压出2-3个带弧度而扁矮之喷射 孔，飞阀板厚为0. 5-2mm。3.在塔板底板上，在每个飞阀所定的位置上，则按其形状开有梯形升气孔；为了固定 飞阀，又在底板上开有长方形小孔。可将飞阀头部或阀体尾部之长条部分(阀足)插入其 小孔，并在塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开天，
申请(专利权)人：许开天，
类型：发明
国别省市：84[]