填料塔內液體分配器的製作方法

2023-09-14 21:31:15 2

專利名稱：填料塔內液體分配器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於石油化工過程工藝設備領域，涉及塔內件液體分配器的改進。
隨著石油化工工業的發展，人們對石化設備的研究和改進也越來越細緻和深入。開發各種類型和用途的液體分配器，尤其涉及小液體流率和／或防堵型分配器是近期液體分配器研究的方向。
us4，264，538號專利公開的液體分配器是為了解決小液體流率問題。分配器由一個或多個貫通於塔截面的箱體組成，這些箱體承接從上層填料直接淋下或經過進料裝置適當分配過的液體。每個箱體至少有一個側壁上設有一個或多個分流堰，使液體形成一股或多股衝擊在緊挨箱體外側安裝的液體分配滴板上。每一液體分配滴板都由較高的直立段上部和較短的水平段下部等幾段組成。這樣，分配滴板與箱體側壁之間的空間可充滿液體，並使液體向水平方向擴散。經過分配滴板上緊挨水平部分的小孔和分配滴板最下面布置成一定角度的鋸齒形部分小流率液體按一定排列的分配點沿整個塔截面均勻地傾注在塔中的填料層上。據稱其最小流率可達0.244～4.890m3／h.m2。分配點的多少和幾何排列可根據需要改變分配滴板下部形狀和幾何尺寸即可。
us4，444，696號專利公開的液體分配器適合於液體超低流率的長期均勻分配。其結構是1)一系列中空、封閉的水平分配管儲存帶壓的待分配液體。2)水平導管聯結著這些分配管。3)液體引出管(其直徑和長度通過理論計算確定)豎直從分配管下部插入，管頭在分配管內部空間的中間部位以防止雜質堵塞液體引出管。4)壓力加料器為一分離箱，用以分離進料中的汽相。分離箱到導管之間的豎直管的高度可根據分配管中需要的壓力值選取，這種分配器的液體流率可小於1.952m3／h.m2，而分配點密度可達62點／m2。
CH00782／87號專利公開的液體分配器具有設置在主通道上的分支通道，其上設置有跟通道壁有一定距離的擋板。通過開孔通道壁上的排出口流出的液體帶著高衝量流出，成拋物線狀分布到擋板上。該分配器能實現特別精細的液體分配，但它的排出口數量比常規的液體分配器少得多，由於出口具有較大的直徑，因而對結垢不敏感。
上述的液體分配器專利中，解決小液流和堵塞問題的辦法基本上是設法將雜質沉降來達到防堵，附加的擋板或其它構件改變液體的出流狀態達到小液流率下的均勻分配。各種結構在防堵和分配均勻性方面各有所長，但其共同的缺點就是其結構的複雜性勢必加大製造、安裝的費用和難度。並且每一結構都有其特定的使用範圍，真正付諸實施都各自存在一定的難度。為此，本實用新型是採用更為簡單的結構來解決小液體流率的均勻分配和防堵問題。
槽式分配器的兩種基本形式是底部開孔和側壁開孔。
對於底部開孔式，只要保持槽中一定的液位高，能夠實現液體的定點分配，而且比較均勻。當時在低流率下，槽底液面較低，液體分配均勻性明顯下降。液體的主體流動在降液孔之上，液體中的堵塞物也都依次通過降液孔，這樣極易造成降液孔的堵塞。
對於側壁開孔式，槽中一定深度的液體對注入的液體起到了緩衝作用，液面波動造成的孔流不均勻現象減弱。而且液體的主體流動在降液孔下部的槽底，且流速較小，液面梯度較小，各降液孔的出流均勻性較好。此外，降液孔下部的空間可以儲存一定的雜質。雜質在槽底的沉降作用，減少了降液孔堵塞的極會。然而，由於液體出流方向與重力方向不一致，液體呈半拋物線形下落。液體的出流形式受液體負荷變化的影響較大，且極不穩定。不能實現液體的定點分配。
本實用新型的目的是將槽式分配器的這兩種基本結構的優點集於一體，在不增加結構附件的前提下，達到小液流率下的均勻分配和防止液流通道堵塞的良好效果。
本實用新型是由預分配器和分配器所組成的。預分配器是由一個或多個預分配槽組成。分配器是由多個分配槽組成。預分配槽是由液體緩衝沉降槽、水平降液面、降液孔、槽側壁上的V形切口組成。分配槽由液體緩衝沉降槽、水平降液面、喇叭形降液孔和槽側壁V形切口組成。
本實用新型結構中向下的凹槽存有一定的液體，對注入液體起緩衝作用，減少了液體注入引起的波動，較大的液體主體流動通道減小了液面流動落差，液體由凹槽中爬上水平降液面流徑發生了變化，從而保證了液體進行定點分配。降液孔開在凹槽臺階的水平面上，可以保證液體進行定點分配，液體中夾帶的雜質可以沉降在緩衝沉降槽底部，經過預分配器和分配器兩級沉降，可防止降液孔的堵塞。較大液流率下，液體從降液孔中呈滿孔出流狀降下，而在較小液流率下，由於喇叭形的降液孔，避免了液體的壁流，液體又能呈溢流出流狀態。與底孔流結構相比，解決了小液體流率下均勻分配與小尺寸降液孔易堵塞的矛盾。較大的降液孔尺寸可以防止降液孔的堵塞。同時仍能保證小流率下的均勻分配。綜上所述，本實用新型的優點是在小液體流率下分配均勻，防堵性好、操作穩定、彈性大。適用於石油化工過程中各種填料塔的液體分配。
下面藉助附圖中展示的施實例對本實用新型加以說明。


圖1、圖2、圖3為本實用新型的一個實施結構在塔內的裝配俯視圖、前視圖和側視圖。
圖4為本實用新型中分配槽的部分透視圖。
圖5為只有一個水平降液面的分配槽結構透視圖。
圖6為本實用新型帶有彎形液體分配板的透視圖。
圖7為圖6結構的橫斷面圖。
本實用新型是由預分配器和分配器組成的，而預分配器和分配器都是由底部為緩衝沉降槽和至少有一個水平降液面、降液孔開在水平降液面上、槽上部的側壁頂上開有V形切口的槽形構件所組成。如
圖1～3，液體從進料管注入預分配槽4的緩衝沉降槽8中，其主體流動沿緩衝沉降槽8中進行，液體在緩衝沉降槽中流動的同時，沿其側壁爬到水平降液面9上，預分配槽4的水平降液面9上的降液孔10使液體按設計的要求進行定點分配。
緩衝沉降槽內的液體一方面對注入液體起到緩衝作用，避免(或減小)了注入液體對槽中液面的幹擾。另一方面液體中的雜質有機會在液體進行緩慢的主體流動中沉降於槽底。
在預分配器4的水平降液面9上按照其下方分配器各個獨立的分配槽需要的降液量開有不同數目(或尺寸)的降液孔10。預分配槽4的水平降液面9上的液體通過這些孔降到下方各個獨立的分配槽5的緩衝沉降槽14中，各個分配槽再按預分配槽的降液機理對液體進行定點分配。為了防止在極小流量下降液孔降下液體的壁流現象，分配槽的降液孔16可衝成喇叭狀。
預分配槽上部側壁6和分配槽上部側壁12的頂部開有V形切口，以防止液體流率超出設計範圍時也能進行定點均勻分配。預分配槽上部側壁6上的V形切口7的位置與其水平降液面上的降液孔位置相對應，這樣使切口中溢出的液體能夠降入下面對應的分配槽的緩衝沉降槽中。分配槽側壁上的V形切口13可以與其降液孔上下對應，也可錯開。這樣在液體負荷超出負荷範圍後，分配點密度也可隨之增加。
分配槽降液面上的喇叭形降液孔16避免了小液流量下可能出現的壁流現象。同時，液體豎直方向的出流避免了與上升氣體的大角度交差，減少了液體被上升的氣體夾帶。
圖2中預分配槽通過兩頭的角板18和調節螺栓11支承在塔環3上，這樣保證預分配槽安裝時的水平度。
圖3中每一分配槽5通過其兩頭的角板19和調節螺栓17各自獨立的支承於塔環3上，這樣保證分配槽之間的水平度調節不相互幹擾。
圖5的結構適合於高氣體負荷或要求氣體壓降較小的情況，可以改善氣體的分配狀態並能達到液體的均勻分配。在實驗中發現該結構能將管垢、鐵鏽等雜質沉降於預分配槽和分配槽的緩衝沉降槽底部，而同樣的雜質在其它形式的分配器中則堵塞了降液孔。另外，該結構在分配點密度為102點／m2時，有效液流率可達0.8m3／h·m2以下。即，在0.8m3／h·m2的液流率下仍然達到較均勻的分配。
圖6的結構可適合於要求液體分配點密度很高，而液體負荷卻很低的情況，這種情況下孔流型分配器已不好達到均勻分配。彎形液體分配滴板20將均勻分配的各個降液孔的點分配再轉化成更均勻的線分布。
附圖中1——塔體2——填料3——塔支承環4——預分配槽5——分配槽6——預分配槽側壁7——預分配槽側壁上的V形切口8——預分配槽的緩衝沉降槽9——預分配槽的降液面10——預分配槽的降液孔11——預分配槽調節螺絲12——分配槽側壁13——分配槽側壁上的V形切口14——分配槽的緩衝沉降槽15——分配槽的降液面
16——分配槽的喇叭形降液孔17——分配槽的調節螺絲18——預分配槽角板19——分配槽角板20——分配槽下的彎形液體分配板
權利要求1.一種用於石油化工填料塔內的液體分配器，其特徵在於是由預分配器和分配器組成液體分配器，預分配器由一個或多個相互獨立安裝在塔環上的預分配槽組成，分配器是由多個相互獨立安裝在塔環上的分配槽組成。
2.根據權利要求1所述的液體分配器，其特徵在於組成預分配器的一個或多個預分配槽由液體緩衝沉降槽、水平降液面及降液面上豎直降液孔、側壁上的V形切口組成。
3.根據權利要求1所述的液體分配器，其特徵在於組成分配器的分配槽由液體緩衝沉降槽、水平降液面及降液面上的喇叭形降液孔、側壁上的V形切口組成。
4.根據權利要求1所述的液體分配器，其特徵在於其降液孔的大小和多少與其下對應的分配槽的降液量成比例關係，降液孔和V形切口的位置在其下分配槽的緩衝沉降槽的正上方。
5.根據權利要求1所述的液體分配器，其特徵在於其降液孔的位置排列由要求的分配點密度而定，V形切口的位置可以是任意的，也可和降液孔上下對應。
6.根據權利要求1所述的液體分配器，其特徵在於其彎形分配板和分配槽的側壁相連，彎曲程度能使其接住降液孔降下的液體。
專利摘要本實用新型的液體分配器由貫通於塔截面、彼此平行、獨立放置的分支長槽組成，分支長槽的下部是起緩衝沉降作用的凹槽，上部是帶豎直降液孔的水平降液面。經過預分配器按比例分配的液體注入每個分槽的緩衝沉降槽中。液體在沿緩衝沉降槽進行主體流動的同時，沿其側壁爬上水平降液面，由其上的降液孔降下。本液體分配器能實現小液體流率的均勻分配，並能防止含汙物料的雜質堵塞降液孔。
文檔編號B01D53/18GK2137179SQ91227719
公開日1993年6月30日 申請日期1991年11月6日 優先權日1991年11月6日
發明者暢廣西, 張榮慶, 郭久陽, 漆萍, 高有飛 申請人:中國石油化工總公司, 中國石油化工總公司洛陽石油化工工程公司