甲醇精馏塔新型高效塔板：导向筛板塔盘、垂直筛板、导向浮阀塔板

发表时间：2018-08-27

甲醇精馏塔新型高效塔板：导向筛板塔盘、垂直筛板、导向浮阀塔板

精馏是甲醇生产的重要后处理工序 ,在甲醇生产中占据重要位置。甲醇精馏塔是精馏的核心设备 ,它与产品质量、收率、消耗定额“、三废”排放及处理等密切相关。甲醇精馏塔既可采用板式塔 ,也可采用填料塔。近年来 ,我国精馏塔内件技术有了长足发展 ,如高效导向筛板、新型垂直筛板、新型导向浮阀塔板及新型规整填料等技术开始被广泛采用。以下是几种新型精馏塔内件的介绍。

1 高效导向筛板

1 . 1塔板结构

该技术由北京化工大学开发 ,发挥筛板塔板结构简单、造价低廉的特点 ,在筛板上开设了大量筛孔及少部分导向孔 ,以克服普通筛板漏液点高、效率较低的缺点 ,并结合了塔板上流体力学与传质学的研究成果 ,是一种新型高效塔板。

1 . 2高效导向筛板的工作原理[ 1 ]

高效导向筛板工作原理见图 1 。由于在筛板上开设了大量筛孔及少部分导向孔 ,气体通过筛孔时 ,在塔板上与液体错流 ,穿过液层垂直上升;而通过导向孔的气体 ,沿塔板水平前进 ,将动量传递给塔板上水平流动的液体。这样的双向流动 ,能够推动液体在塔板上均匀稳定前进 ,克服了普通塔板上的液面落差和液相返混 ,提高了生产能力和板效率 ,解决了堵塔、液泛等问题。另外 ,在传统塔板上 ,由于存在液面梯度 ,在塔板的上游总存着一个非活化区 ,在此区域内气流无法穿过液层而上升鼓泡 ,如对浮阀塔板 ,上游的几排浮阀无法打开 ,而对筛板塔板 ,上游的一个区域内无气泡鼓出。根据实验测定 ,非活化区的面积往往占塔截面积的 1/ 3 左右。高效导向筛板在液流入口处增加了向上凸成斜台状的鼓泡促进器 ,促使液体一进入塔板就能鼓泡 ,改善气液接触与传质状况。

1 . 3高效导向筛板的特点[ 2 ]

1 . 3 . 1生产能力大、效率高

该塔板克服了液流上游的非活化区、液相返混 ,提高了塔板效率; 消除了液面梯度 ,使得气速均匀;减小了雾沫夹带 ,提高了气速和生产能力。由于导向筛板效率高、回流比低 ,因而塔的负荷与生产能力可比传统塔板高出 50 %以上。

1 . 3 . 2 压降低

由于结构简单 ,气流通道顺畅 ,阻力降、压降比普通筛孔板分别低 20 %和 10 %左右。

1 . 3 . 3 结构简单 ,造价低廉

由于高效导向筛板只是在钢板上开些筛孔和导向孔 ,而无其他组件 ,结构简单 ,拆装方便 ,而造价只相当于泡罩塔板的 40 %～50 % ,浮阀塔板的 60 %～70%。

2 新型垂直筛板[ 2 ]

2 . 1 塔板结构新型垂直筛板是在塔板上开设直径较大的升气孔 ,孔上设置圆筒形罩体 ,其侧壁上部开有筛孔 ,下端与塔板保持一定距离。该技术由河北工业大学研

制开发 ,是一种液相为分散相和气相为连续相的高效分离塔板。

2 . 2新型垂直筛板的工作原理[ 3 ]

传统的板式塔大多是以鼓泡状态完成气液传质和传热的 ,而新型垂直筛板是在高速喷射状态下进行气液接触 ,从帽罩喷射出来的液体分散成大量的小液滴 ,为气液接触提供了非常大的比表面积 ,传质效率大大提高。操作时 ,液体从底隙进入罩体 ,气体经升气孔进入罩体 ,其动能将液体拉成液膜并破碎成液滴 ,两相在罩体内进行传热传质 ,然后从筛孔喷出 ,气体上升 ,液体落回板面 ,液相在塔板上前进过程中 ,重复上述过程 , zui后由降液管流至下一层塔板。与一般鼓泡型板式塔相比 ,新垂直筛板塔的关键是连续相和分散相发生了相转变 ,即气相转为连续相 ,液相转为分散相 ,使相际面积明显增加 ,从而强化传质。

2 . 3新型垂直筛板的主要特点[ 4 ]

1) 传质效率高、处理能力大。新型垂直筛板板孔气速高 ,气液接触是在气液剧烈碰撞、混合、喷射状况下进行的 ,罩内与罩外都是重要的气液传质区域 ,使塔板立体空间形成有效的传质区 , 塔板效率高 ,处理能力大。

2) 操作弹性高。该塔板的操作上限为雾沫夹带 ,操作下限为塔板漏液 ,操作弹性很大 ,与浮阀塔板相当。

3) 设备投资小 ( 低于规整填料) ,使用寿命长、易于检修。

3新型组合导向浮阀塔板