CN105413317A - 应用于精馏塔的液雾除沫器 - Google Patents

Abstract

一种应用于精馏塔的液雾除沫器，包括精馏塔壳体，所述的精馏塔壳体顶部、中部和底部分别设有气体出口、液雾合成气入口和液体出口，气体出口处设有松套管法兰，所述的精馏塔壳体外壁设有由上至下分别设有吊耳、循环物料进出口组件、视镜冲洗口组件，所述的精馏塔壳体内设有导向环、旋流除沫组件，所述的导向环设于气体出口的下方并设于旋流除沫组件的上方，所述的旋流除沫组件设于液雾合成气入口的上方，所述的锥壳固定于精馏塔壳体内壁上，所述的罩筒固设于锥壳上，所述的受液槽设于罩筒顶部，所述的溢流管沿锥壳设置并与受液槽连通，所述的盲板为中心开孔的圆板，所述的盲板设于罩筒底部，所述的旋流叶片均布于罩筒内并设于盲板上方。

Description

应用于精馏塔的液雾除沫器

技术领域

本发明涉及药液提取时气态流体中液沫过滤去除雾沫领域，尤指一种应用于精馏塔的液雾除沫器。

背景技术

在化工、石油化工和炼油等生产中，塔设备是其中重要的设备之一，主要起到气(或汽)或液两相紧密接触，达到相际传质及传热的作用。在化工、石油化工等应用领域中，塔设备的性能对于整个设备的产能、消耗定额、三废处理及环境保护都有着重大的影响。在现有的板式塔和填料塔设备中，在进行精馏、吸收、解吸、增（减）湿等气液传质、传热单元的操作中，均是通过两相的密切接触和分离，对相间组分的传递进行促进，从而实现液体或气体提纯、增（减）湿的目的。在上述过程中，在离开填料层或板塔的气相中，均会夹带一定数量、大小不等的液滴或液沫，该物质的存在既浪费溶剂又加大了下游产品精制的难度，因此，必须将气体中雾沫控制在设定的范围内，才可达到整体制备工艺的要求。

在现有除沫装置中，通常采用旋风式除沫器或丝网除沫器等装置对“液沫及雾沫”进行去除。但旋风式除沫器由于其通过离心装置进行除沫，因此，要求进口气速要求高，同时分离效率不高，且不易分离较小粒径的雾沫，从而不能对待去除“液沫及雾沫”进行精确去除。丝网除沫器由于通过丝网进行除沫，对分离“粒径”和气流流速都有设定要求，因此，对夹带严重的雾沫去除效果较差。且现有除沫装置从传质、传热的角度看，效率一般较低，而且现有除沫装置为片型结构，片与片间的距离较大，这是不利的因素在其表面上容易积灰结垢，难以冲洗干净。造价高、安装维护不方便。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种应用于精馏塔的液雾除沫器。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案是：一种应用于精馏塔的液雾除沫器，包括精馏塔壳体，所述的精馏塔壳体顶部、中部和底部分别设有气体出口、液雾合成气入口和液体出口，气体出口处设有凹凸面松套管法兰和凸面松套管法兰，所述的精馏塔壳体外壁设有由上至下分别设有吊耳、循环物料进出口组件、视镜冲洗口组件，所述的精馏塔壳体内设有导向环、旋流除沫组件，所述的导向环设于气体出口的下方并设于旋流除沫组件的上方，所述的旋流除沫组件设于液雾合成气入口的上方，所述的旋流除沫组件包括锥壳、罩筒、盲板、旋流叶片和受液槽和溢流管，所述的锥壳固定于精馏塔壳体内壁上，所述的罩筒固设于锥壳上，所述的受液槽设于罩筒顶部，所述的溢流管沿锥壳设置并与受液槽连通，所述的盲板为中心开孔的圆板，所述的盲板设于罩筒底部，所述的旋流叶片均布于罩筒内并设于盲板上方，所述的旋流叶片包括底边、斜边、连接边和由底边、斜边和连接边首尾连接并组成三角形截面挡面，所述的连接边与罩筒内壁上端点连接，所述的底边一端与盲板圆周边相切固定，所述的底边另一端与罩筒内壁连接，所述的挡面与盲板成22.5－30夹角（叶片仰角），优选为25度夹角。

在使用时，反应后的合成气由液雾合成气入口进入精馏塔壳体内部，然后螺旋上升经过旋流除沫组件，在旋流叶片处，气液流自受盲板分配到各个旋流叶片，形成薄液层，并被气流喷洒成液滴。液滴随气流运动的同时被离心力甩至精馏塔壳体内壁，形成沿旋转的液环，并受重力作用而下流至环形的受液槽，再通过溢流管流到接管并经弯头流到精馏塔壳体内壁上。由于盲板以上为旋转气流的低压区，溢流管并不需要液封，即为“自液封”。液体从流到旋流叶片开始，到从集液槽下流为止，都与气体接触，而以细滴状态穿过气流时，传热、传质的强度大。

由于离心力的作用，使得气体与液体分离开来，分离后的气体经气体出口排出，液体经液体出口排出，从而达到气液分离的目的。

在近似为三角形旋流叶片中,底边与盲板的圆周相切于B点，底边与盲板径向线的夹角(径向角)β；旋流叶片以仰角α时与罩筒壁的相贯线并与罩筒壁上端相交于C点，旋流叶片连接边可近似将曲线视为直线段，与罩筒内壁相交于A点，则∠ACB为钝角。旋流叶片与罩筒壁上端相交的C点在与盲板同一水平面上的投影点（C′点），C′在底边上的垂足为D点，故C′D的距离可由ΔCDC′求得,因CC′=Hz(罩筒高)α=∠CDC′，∠CC′D=90°，所以C′D=Hz/tgα。当已知Hz和α时可计算求得C′D值。求得C′D的距离，以此就可做底边的平行线交图中大圆于C点，则近似三角形旋流叶片就是求得数量。

在离心力的作用下将液滴甩至罩筒内壁(由于壁效应和重力作用沿壁流)而分离。对分离液滴粒径大于18μ的雾沫时，除沫效率大于99%。主要技术参数：叶片仰角22.5~30°；穿孔动能因子F=(Vs/A0)(γG)015=10～12(m/s)(kg/m3)015。

从传质、传热的角度看，叶片密度合理，液雾分离快，除雾沫效果好，避免了出现阻塞现象，节省了维修成本。

优选地，所述的旋流叶片包括依次覆盖的疏水表层、不锈钢层和疏水底层。旋流叶片表面经特殊处理，特光滑并有自润性，在其表面上不容易积灰结垢。即使有些积灰也很容易冲洗干净，减少除雾器冲洗频率次数，减少冲洗水使用量，确保除雾器在低阻运行，从而解决了叶片积灰结垢造成除雾器阻力增加、烟气带水等现象。造价低、安装、维护方便。阻力损失低。

优选地，所述的旋流除沫组件还包括接管、弯头、拉筋、筋板，所述的弯头设于接管下端，所述的接管与溢流管连通，所述的拉筋固定接管于精馏塔壳体内壁，所述的筋板加强固定锥壳于精馏塔壳体内壁。

优选地，所述的罩筒顶部设有若干个排空泪孔，所述的排空泪孔与受液槽间隔均布于罩筒顶部。

优选地，所述的导向环包括第一半箍板和第二半箍板，所述的半箍板上设有若干条加强筋，所述的半箍板侧面设有若干块三角筋板和连接筋板，所述的连接筋板对称设于三角筋板两侧，所述的连接筋与三角筋交接处设有导向管和导向柱，所述的第一半箍板和第二半箍板通过螺栓和螺母连接。

附图说明

图1是本发明结构图。

图2是本发明旋流除沫组件结构图。

图3是本发明罩筒结构图。

图4是本发明导向环结构图。

标注说明：1.液体出口；2.液雾合成气入口；3.精馏塔壳体；4.旋流除沫组件；5.导向环；6.吊耳；7.凹凸面松套管法兰；8凸面松套管法兰；9.循环物料进口组件；10.视镜冲洗口组件；11.气体出口；41.弯头；42.拉筋；43.接管；44.锥壳；45.罩筒；46.叶片；47.盲板；48.筋板；49.受液槽；50.排空泪孔；61.第一半箍板；62.加强筋；63.第二半箍板；64.三角筋板；65.连接筋板；66.导向管；67.导向柱；68.螺栓和螺母。

具体实施方式

请参阅图1-4所示，本发明关于一种应用于精馏塔的液雾除沫器，包括精馏塔壳体3，所述的精馏塔壳体3顶部、中部和底部分别设有气体出口11、液雾合成气入口2和液体出口1，气体出口11处设有凹凸面松套管法兰7和凸面松套管法兰8，所述的精馏塔壳体3外壁设有由上至下分别设有吊耳6、循环物料进出口组件9、视镜冲洗口组件10，所述的精馏塔壳体3内设有导向环5、旋流除沫组件4，所述的导向环5设于气体出口11的下方并设于旋流除沫组件4的上方，所述的旋流除沫组件4设于液雾合成气入口2的上方，所述的旋流除沫组件4包括锥壳44、罩筒45、盲板47、旋流叶片46和受液槽49和溢流管，所述的锥壳44固定于精馏塔壳体3内壁上，所述的罩筒45固设于锥壳44上，所述的受液槽49设于罩筒45顶部，所述的溢流管沿锥壳44设置并与受液槽49连通，所述的盲板47为中心开孔的圆板，所述的盲板47设于罩筒45底部，所述的旋流叶片46均布于罩筒45内并设于盲板47上方，所述的旋流叶片46包括底边、斜边、连接边和由底边、斜边和连接边首尾连接并组成三角形截面挡面，所述的连接边与罩筒45内壁上端点连接，所述的底边一端与盲板47圆周边相切固定，所述的底边另一端与罩筒45内壁连接，所述的挡面与盲板47成22.5－30°夹角（叶片仰角），优选为25度夹角。

在使用时，反应后的合成气由液雾合成气入口2进入精馏塔壳体3内部，然后螺旋上升经过旋流除沫组件4，在旋流叶片46处，气液流自受盲板47分配到各个旋流叶片46，形成薄液层，并被气流喷洒成液滴。液滴随气流运动的同时被离心力甩至精馏塔壳体3内壁，形成沿旋转的液环，并受重力作用而下流至环形的受液槽49，再通过溢流管流到接管43并经弯头41流到精馏塔壳体3内壁上。由于盲板47以上为旋转气流的低压区，溢流管并不需要液封，即为“自液封”。液体从流到旋流叶片46开始，到从集液槽下流为止，都与气体接触，而以细滴状态穿过气流时，传热、传质的强度大。

由于离心力的作用，使得气体与液体分离开来，分离后的气体经气体出口11排出，液体经液体出口1排出，从而达到气液分离的目的。

在近似为三角形旋流叶片46中,底边与盲板47的圆周相切于B点，底边与盲板47径向线的夹角(径向角)β；旋流叶片46以仰角α时与罩筒45壁的相贯线并与罩筒45壁上端相交于C点，旋流叶片46连接边可近似将曲线视为直线段，与罩筒45内壁相交于A点，则∠ACB为钝角。旋流叶片46与罩筒45壁上端相交的C点在与盲板47同一水平面上的投影点（C′点），C′在底边上的垂足为D点，故C′D的距离可由ΔCDC′求得,因CC′=Hz(罩筒45高)α=∠CDC′，∠CC′D=90°，所以C′D=Hz/tgα。当已知Hz和α时可计算求得C′D值。求得C′D的距离，以此就可做底边的平行线交图中大圆于C点，则近似三角形旋流叶片46就是求得旋流叶片46各边长度及密度。

在离心力的作用下将液滴甩至罩筒45内壁(由于壁效应和重力作用沿壁流)而分离。对分离液滴粒径大于18μ的雾沫时，除沫效率大于99%。主要技术参数：叶片仰角22.5~30°；穿孔动能因子F=(Vs/A0)(γG)015=10～12(m/s)(kg/m3)015。

从传质、传热的角度看，叶片密度合理，液雾分离快，除雾沫效果好，避免了出现阻塞现象，节省了维修成本。

优选地，所述的旋流叶片46包括依次覆盖的疏水表层、不锈钢层和疏水底层。旋流叶片46表面经特殊处理，特光滑并有自润性，在其表面上不容易积灰结垢。即使有些积灰也很容易冲洗干净，减少除雾器冲洗频率次数，减少冲洗水使用量，确保除雾器在低阻运行，从而解决了叶片46积灰结垢造成除雾器阻力增加、烟气带水等现象。造价低、安装、维护方便。阻力损失低。

优选地，旋流除沫组件4还包括接管43、弯头41、拉筋42、筋板48，所述的弯头41设于接管43下端，所述的拉筋42固定接管43于精馏塔壳体3内壁，所述的筋板48加强固定锥壳44于精馏塔壳体3内壁。

优选地，所述的罩筒45顶部设有若干个排空泪孔50，所述的排空泪孔50与受液槽49间隔均布于罩筒45顶部。

优选地，所述的导向环5包括第一半箍板61和第二半箍板63，所述的半箍板上设有若干条加强筋62，所述的半箍板侧面设有若干块三角筋板64和连接筋板65，所述的连接筋板65对称设于三角筋板64两侧，所述的连接筋与三角筋交接处设有导向管66和导向柱6767，所述的第一半箍板61和第二半箍板63通过螺栓和螺母68连接。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种应用于精馏塔的液雾除沫器，包括精馏塔壳体，所述的精馏塔壳体顶部、中部和底部分别设有气体出口、液雾合成气入口和液体出口，气体出口处设有凹凸面松套管法兰和凸面松套管法兰，所述的精馏塔壳体外壁设有由上至下分别设有吊耳、循环物料进出口组件、视镜冲洗口组件，所述的精馏塔壳体内设有导向环、旋流除沫组件，所述的导向环设于气体出口的下方并设于旋流除沫组件的上方，所述的旋流除沫组件设于液雾合成气入口的上方，所述的旋流除沫组件包括锥壳、罩筒、盲板、旋流叶片和受液槽和溢流管，所述的锥壳固定于精馏塔壳体内壁上，所述的罩筒固设于锥壳上，所述的受液槽设于罩筒顶部，所述的溢流管沿锥壳设置并与受液槽连通，所述的盲板为中心开孔的圆板，所述的盲板设于罩筒底部，所述的旋流叶片均布于罩筒内并设于盲板上方，所述的旋流叶片包括底边、斜边、连接边和由底边、斜边和连接边首尾连接并组成三角形截面挡面，所述的连接边与罩筒内壁上端点连接，所述的底边一端与盲板圆周边相切固定，所述的底边另一端与罩筒内壁连接，所述的挡面与盲板成22.5－30度夹角。

2.根据权利要求1所述的一种应用于精馏塔的液雾除沫器，其特征在于：所述的挡面与盲板为25度夹角。

3.根据权利要求1所述的一种应用于精馏塔的液雾除沫器，其特征在于：所述的旋流叶片包括依次覆盖的疏水表层、不锈钢层和疏水底层。

4.根据权利要求1所述的一种应用于精馏塔的液雾除沫器，其特征在于：所述的旋流除沫组件还包括接管、弯头、拉筋、筋板，所述的弯头设于接管下端，所述的接管与溢流管连通，所述的拉筋固定接管于精馏塔壳体内壁，所述的筋板加强固定锥壳于精馏塔壳体内壁。

5.根据权利要求1所述的一种应用于精馏塔的液雾除沫器，其特征在于：所述的罩筒顶部设有若干个排空泪孔，所述的排空泪孔与受液槽间隔均布于罩筒顶部。

6.根据权利要求1所述的一种应用于精馏塔的液雾除沫器，其特征在于：所述的导向环包括第一半箍板和第二半箍板，所述的半箍板上设有若干条加强筋，所述的半箍板侧面设有若干块三角筋板和连接筋板，所述的连接筋板对称设于三角筋板两侧，所述的连接筋与三角筋交接处设有导向管和导向柱，所述的第一半箍板和第二半箍板通过螺栓和螺母连接。