專利名稱:角鋼浮動塔板的制作方法
塔器是石油、化工、冶金、輕工業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)工程中廣泛應(yīng)用的通用設(shè)備。壓強(qiáng)降、操作彈性。氣液負(fù)荷及塔板效率等特性，是衡量一種塔板優(yōu)劣的依據(jù)。上述特性中，關(guān)于塔板效率，對許多塔板，只要設(shè)計(jì)適當(dāng)，其效率是相近的，主要決定于處理物系的性質(zhì)。而壓強(qiáng)降小，操作彈性寬，結(jié)構(gòu)簡單，安裝，制作簡便，則與塔板的設(shè)計(jì)合理與否密切相關(guān)。
獲得美國和日本專利(昭特-49-18542)的流體接觸裝置，用柵板，以直角在上的例向角鋼，支承板，限位板和橫向連接為主要構(gòu)件。角鋼元件置于支承板上，它的上面設(shè)有用于控制角鋼最大開度的限位板和保證所有角鋼元件同時開閉的橫向連接件。橫向連接件將所有的角鋼元件連接起來，與角鋼元件同時運(yùn)動。隨著氣相負(fù)荷增大。角鋼元件繞其支點(diǎn)在90°范圍內(nèi)單向轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)其開度。于是角鋼元件轉(zhuǎn)動時，與支承板和連接件之間存在相對運(yùn)動而產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致磨損加劇，甚至轉(zhuǎn)動不靈。同時角鋼元件的直角倒向，使氣流的流線方向變化幅度大，而且橫向連接件壓在浮動的角鋼上，使其單板壓降增大。
本發(fā)明的任務(wù)在于設(shè)計(jì)一種具有低壓降以減少能耗。操作彈性寬，結(jié)構(gòu)簡單，安裝，制作簡便的新型塔板。
圖1為角鋼浮動塔板的結(jié)構(gòu)剖視圖。該塔板由橫梁〔1〕，一組固定角鋼〔2〕，一組浮動角鋼〔3〕，以及檔體〔4〕組成。橫梁〔1〕的上部開有一排等腰頂角在下的直角三角形凹槽，相鄰槽距為14～60mm。直接固定于塔體上的支承腳或塔板的常規(guī)底板〔5〕的下方。各橫梁處于同一水平位置。一組固定角鋼〔2〕以普通型鋼或薄金屬板，或樹脂板制作而成。與橫梁〔1〕相垂直，分別相間地固定在橫梁〔1〕的直角三角形凹槽處。而一組浮動角鋼〔3〕可用普通型鋼，或薄金屬板或樹脂板制作而成。與橫梁〔1〕相垂直分別相間地置于橫梁〔1〕的直角三角形凹槽處。既為塔板的組成部分又為塔板的浮動元件。檔體〔4〕置于固定角鋼〔2〕的上方3～15mm處。
圖2為角鋼浮動塔板與幾種塔板的單板壓降的對比圖中諸線分別表示1.網(wǎng)孔板，2.角鋼塔板，3角鋼浮動塔板，4.標(biāo)準(zhǔn)盤式浮閥塔板，5.篩板的單板壓降△Pmm水柱與空塔氣速USm/s速(以全塔截面積為基準(zhǔn))之間的關(guān)系。圖中試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以空氣-水為介質(zhì)，液流強(qiáng)度L＝6.1〔米3/小時·每米堰長〕，堰高h(yuǎn)w＝50mm(除網(wǎng)孔板和浮閥塔板外)，結(jié)果表明，當(dāng)空塔氣速US＝1.8m/s時，角鋼浮動塔板的壓降與網(wǎng)孔板的壓降相近，僅為標(biāo)準(zhǔn)盤式浮閥塔板壓降的1/2，為篩板(篩孔直徑Φ3，開孔率6.8%)壓降的1/4，為角鋼塔板(縫隙寬度3mm，開孔率6.8%)壓降的2/3。
角鋼浮動塔板操作時，液體從上一塔板的降液管流入塔板，順著角鋼槽的方向流過塔板，經(jīng)溢流堰由該板的降液管進(jìn)入下一塔板。而從下一塔板上升的氣體均勻地沿著角鋼的兩側(cè)，通過角鋼間的縫隙，進(jìn)入板上液層，經(jīng)氣液接觸后，離開液層上升而進(jìn)入上一塔板。隨著氣相負(fù)荷的變化，浮動角鋼可均勻而又平穩(wěn)地浮動，以此自動調(diào)節(jié)固定角鋼與浮動角鋼間的縫隙寬度，即自動調(diào)節(jié)塔板的開孔率，使縫隙氣速幾乎保持不變。當(dāng)浮動角鋼浮起高度增大時，則使氣流進(jìn)入塔板上液層的方向與塔板水平面的夾角變小，有利于在高氣相負(fù)荷下，減少液沫帶量。浮動角鋼浮起的最大高度，取決于檔體〔4〕的安裝高度。
本發(fā)明角鋼浮動塔板的優(yōu)點(diǎn)是1.單板壓強(qiáng)降小。由于塔板是由一排或多排直角在下的角鋼組成，氣流方向左右對稱地沿著角鋼的兩側(cè)分開，其流線形狀漸變，氣流通過縫隙的浸潤周邊較短，特別是開孔率可隨氣相負(fù)荷而變，所以單板壓強(qiáng)降小。例如在以全塔截面積計(jì)的空塔氣速Us＝0.3～2.1m/s的寬廣范圍內(nèi)，角鋼浮動塔板的單板壓強(qiáng)降幾乎保持在40mm水柱左右。
2.操作彈性大。若以漏液強(qiáng)度大于10%(kg漏液量/kg液流量)，液沫夾帶強(qiáng)度也小于10%(kg液沫夾帶量/kg氣體流量)為操作極限。那么，氣相操作彈性可達(dá)7以上。與盤式浮閥塔板相當(dāng)。而網(wǎng)孔板的操作彈性僅1.5～2，篩板及角鋼塔板的操作彈性為2～3。
3 結(jié)構(gòu)簡單，剛度好，加工、安裝簡便。角鋼浮動塔板的浮動元件就是組成塔板的浮動角鋼，沒有特制的復(fù)蓋于塔板上的浮動元件，也沒有與浮動元件相連接的連接件、定位支腳或絞鏈等，它浮動平穩(wěn)。兩端的橫梁可起支承梁作用，整塊塔板的剛度好。角鋼置于橫梁的直角形凹槽中，角鋼間的縫隙寬度不易在加工時發(fā)生偏差。塔板不易堵塞。
4.適用性廣?？捎糜跉?液兩相接觸的傳質(zhì)、傳熱的塔設(shè)備。特別適用于減壓或沿塔高負(fù)荷變化大的精餾塔等。
實(shí)施例用空氣-水為介質(zhì)，測定其流體力學(xué)特性。試驗(yàn)塔的內(nèi)徑300mm，板間距300mm。固定角鋼為20×20×3mm型鋼，浮動角鋼用普通鋼板壓制成20×20×1.5mm其長度212mm，角鋼間最小縫隙寬度2mm，浮動角鋼浮起的最大高度5mm，溢流堰高50mm及20mm，按全塔截面計(jì)的初始開孔率為5%，則最大開孔率可達(dá)13.5%。試驗(yàn)結(jié)果在空塔氣速Us＝0.3～2.1m/s(以全塔截面積為基準(zhǔn))的寬廣范圍內(nèi)，其單板壓降只有40mm水柱左右，操作彈性為7左右。
權(quán)利要求
1.一種角鋼浮動塔板，其特征是該塔板由橫梁[1]、一組固定角鋼[2]、一組浮動角鋼[3]以及檔體[4]組成。
2.按照權(quán)利要求
1所說塔板的橫梁〔1〕，其特征是該橫梁〔1〕的上部以14～60mm為間距開一排等腰頂角在下的直角三角形凹槽;直接固定于塔體上的支承腳或塔板的常規(guī)底板〔5〕下方;各橫梁處于同一水平位置。
3.按照權(quán)利要求
1所說塔板的一組固定角鋼〔2〕;其特征是該固定角鋼〔2〕以普通型鋼，或薄鋼板，或樹脂板制作，與橫梁〔1〕相垂直，分別相間地固定在橫梁〔1〕的直角三角形凹槽處。
4.按照權(quán)利要求
1所說塔板的一組浮動角鋼〔3〕，其特征是該浮動角鋼〔3〕可用普通型鋼，或薄金屬板，或樹脂板制作而成，與橫梁〔1〕相垂直，分別相間地置于橫梁〔1〕的直角三角形凹槽處。
5.按照權(quán)利要求
1所說塔板的檔體〔4〕，該檔體〔4〕置于固定角鋼〔2〕的上方3～15mm處。
專利摘要
角鋼浮動塔板屬于石油、化工、冶金、輕工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)保工程的通用設(shè)備。用于氣—液兩相接觸的傳質(zhì)、傳熱過程，特別適用于負(fù)荷變化大或減壓操作的精餾塔。該塔板是由橫梁、固定角鋼、浮動角鋼，以及檔體等組成。浮動角鋼上方的檔體用以控制浮動角鋼的最大浮起高度。這種塔板具有單板壓強(qiáng)降小，操作彈性寬、結(jié)構(gòu)簡單，剛度好、加工、安裝簡便、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01D3/14GK85100299SQ85100299
公開日1986年4月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者陳文炳 申請人:浙江大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan