CN216497565U - 一种新型大通量双层浮阀塔板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型大通量双层浮阀塔板，包括塔板，塔板上开设有下阀孔，下阀孔内活动连接有底浮阀，底浮阀的顶部设有上阀孔，上阀孔内活动连接有顶浮阀，顶浮阀的顶部开设有阀孔，阀孔上连接有导流板；本实用新型能够达到以下技术效果：1、开孔面积大、操作弹性大、传质效率高；2、具有导向作用，减小液相梯度，提高传质效率；3、底浮阀、顶浮阀双层浮阀结构，提高通量的同时也可以提高传质效率；能够有效较小物料气相阻力，降低单层塔板压降，节约能源；4、充分利用立体空间，提高塔板的效率；5、较普通浮阀开孔更大，有效增加开孔面积，提高塔板的开孔率，增大物料处理量；6、底浮阀、顶浮阀不会转动，有效防止了浮阀磨损和脱落。

Description

一种新型大通量双层浮阀塔板

技术领域

本申请涉及浮阀塔板领域，具体涉及一种新型大通量双层浮阀塔板。

背景技术

精馏塔设备是石油化工、煤化工、医药、食品及环境保护等工业生产过程中一种重要的单元操作设备，精馏塔内部构件是使物料的气相与液相充分接触，从而实现相际间传热和传质的目的，相对于板式精馏塔来说，实现这一目的的核心构件为塔板，精馏塔的塔板主要为物料的气相与液相或者物料液相与液相的充分相互接触提供媒介，精馏塔塔板性能好坏不仅影响精馏塔采出产品质量，还对实际生产过程产生的经济效益、产值、能耗以及环境有着重要的影响。

截止目前精馏塔塔板的形式几十种之多，最主要的有：泡罩式塔板、筛孔式塔板、浮阀式塔板以及各种各样的穿流式塔板，每一种精馏塔板都有其相适用的领域，如泡罩式塔板其操作弹性相对较大，能够适用于相对较脏的物料，不易被堵塞，但是其结构十分复杂、制作成本高，塔板上液层高度高，引起单层塔板的阻力大、压降大，造成了塔板效率及生产能力低下，同时由于泡罩的齿缝开度相对固定，这样就对物料气相负荷变动的适应性减弱，当物料气相气速较小时，物料的气相与液相接触效果不好，当物料气相速度较大时，物料气相容易将泡罩吹掉；筛孔式塔板的结构简单，但是操作弹性小，物料的气相与液相接触效果不佳，塔板效率低下；浮阀式塔板的操作弹性较大，能够根据物料气相速度大小自动调整气体通道大小，使得物料气相与液相搅动较好，同时塔板雾沫夹带量小，物料的气相与液相接触时间长，塔板的传热与传质效果好，在石油化工以及煤化工领域应用十分广泛，因此，国内外精馏塔内件制作商以及科研院所对浮阀式塔板的研究较为广泛。

目前，国内外市场上浮阀式塔板种类十分繁多，浮阀种类有矩形阀、圆形阀、菱形阀、梯形阀等，从实际应用上仍然存在一些问题：(1)由于浮阀布置的不合理，造成塔板开孔面积较小，造成无法满足大通量气相负荷；(2)塔板上物料液面梯度比较大，造成物料气相不均匀穿过阀孔，造成偏流；(3)浮阀阀体顶板与物料气相垂直且接触面积较大，造成浮阀塔盘压降较高；(4)受浮阀本身结构影响，浮阀塔盘上下空间利用率低，操作弹性受限，不能满足进一步提质、增产、降低能耗的要求。

因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述技术方案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型大通量双层浮阀塔板，包括塔板，所述塔板上开设有下阀孔，所述下阀孔内活动连接有底浮阀，所述底浮阀的顶部开设有上阀孔，所述上阀孔内活动连接有顶浮阀，所述顶浮阀的顶部开设有阀孔，所述阀孔上连接有导流板。

作为一种优选方案，所述底浮阀包括与下阀孔配合的底浮阀本体，所述底浮阀本体上开设有上阀孔，所述底浮阀本体的底部连接有下阀腿，所述下阀腿的底部连接有下限位块。

作为一种优选方案，所述顶浮阀包括与上阀孔配合的顶浮阀本体，所述顶浮阀本体上开设有阀孔，所述顶浮阀本体的底部连接有上阀腿，所述上阀腿的底部连接有上限位块。

作为一种优选方案，所述导流板与顶浮之间的角度α为30°—80°。

作为一种优选方案，所述底浮阀本体包括底弧形板一、底弧形板二、底弧形板三，底弧形板一和底弧形板二之间、底弧形板二和底弧形板三之间、底弧形板三和底弧形板一之间均通过底部过度圆弧连接。

作为一种优选方案，所述底弧形板一、底弧形板二、底弧形板三关于底浮阀本体的中心均匀分布。

作为一种优选方案，所述底弧形板一、底弧形板二、底弧形板三的底部均连接有下阀腿。

作为一种优选方案，所述顶浮阀本体包括顶弧形板一、顶弧形板二、顶弧形板三，顶弧形板一和顶弧形板二之间、顶弧形板二和顶弧形板三之间、顶弧形板三和顶弧形板一之间均通过顶部过度圆弧连接。

作为一种优选方案，所述顶弧形板一、顶弧形板二、顶弧形板三关于顶浮阀本体的中心均匀分布。

作为一种优选方案，所述顶弧形板一、顶弧形板二、顶弧形板三的底部均连接有上阀腿。

作为一种优选方案，所述底浮阀本体的面积大于顶浮阀本体的面积。

本实用新型提供了一种新型大通量双层浮阀塔板，包括塔板，所述塔板上开设有下阀孔，所述塔板上设有底浮阀，所述底浮阀的顶部开设有上阀孔，所述上阀孔的上部设有顶浮阀，所述顶浮阀的顶部开设有阀孔，所述阀孔上连接有导流板；所述底浮阀包括底浮阀本体，所述底浮阀本体的底部与下阀腿的一端连接，所述下阀腿的另一端与塔板固定连接；所述顶浮阀包括顶浮阀本体，所述顶浮阀本体与上阀腿的一端连接，所述上阀腿的另一端与塔板或底浮阀固定连接。

本实用新型使用时，将塔板安装在塔内的塔壁上，当塔内的压强大于底浮阀本体、顶底浮阀本体的自重时，底浮阀本体与下阀孔分离，顶底浮阀本体与上阀孔分离；底浮阀本体上升至最高位置时，下部连接的下限位块与塔板的底部接触，对底浮阀本体进行限位，防止其继续向上移动；同理，顶浮阀本体上升至最高位置时，下部连接的上限位块与底浮阀本体的底部接触，对顶浮阀本体进行限位，防止其继续向上移动。

本实用新型能够达到以下技术效果：

(1)开孔面积大、操作弹性大、传质效率高；

(2)具有导向作用，减小液相梯度，提高传质效率；

(3)浮阀具有底浮阀、顶浮阀双层浮阀结构，提高通量的同时也可以提高传质效率；且能够有效较小物料气相阻力，降低单层塔板压降，达到节约能源效果；

(4)充分利用立体空间，提高塔板的效率；

(5)新型浮阀阀孔可以较普通浮阀开孔更大，有效增加开孔面积，提高塔板的开孔率，增大物料处理量；

(6)本实用新型中底浮阀、顶浮阀不会转动，能有效防止了浮阀磨损和脱落。

附图说明

图1是本申请的角度一的结构示意图；

图2是本申请的角度二的结构示意图；

图3是本申请的主视图；

图4是本申请的俯视图；

图5是本申请的应用的结构示意图；

附图标记：

1、塔板 2、下阀孔 3、底浮阀 4、上阀孔

5、顶浮阀 6、阀孔 7、导流板 8、底浮阀本体

9、下阀腿 10、下限位块 11、底弧形板一 12、底弧形板二

13、底弧形板三 14、底部过度圆弧 15、顶浮阀本体

16、上阀腿 17、上限位块 18、顶弧形板一 19、顶弧形板二

20、顶弧形板三 21、顶部过度圆弧 22、塔壁 23、降液管

24、溢流堰。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

实施例一：

本实施例提供了一种新型大通量双层浮阀塔板，包括塔板1，塔板1优选为矩形板，所述塔板1上开设有下阀孔2，所述下阀孔2内活动连接有底浮阀3，下阀孔2的结构和大小符合底浮阀3的结构及大小，在下阀孔2内安装对应的结构及大小的底浮阀3即可；底浮阀3与下阀孔2的相配合，底浮阀3可以沿着下阀孔2进行上下移动，当塔内的压强大于底浮阀3的自重时，底浮阀3沿着下阀孔2进行向上移动，所述底浮阀3的顶部开设有上阀孔4，所述上阀孔4 内活动连接有顶浮阀5，顶浮阀5与上阀孔4相配合，同理，上阀孔4的结构和大小符合顶浮阀5的结构及大小，在上阀孔4内安装对应的结构及大小的顶浮阀5即可；当塔内的压强大于顶浮阀5的自重时，顶浮阀5沿着上阀孔4进行向上移动，所述顶浮阀5的顶部开设有阀孔6，所述阀孔6上连接有导流板7，导流板7与顶浮阀5之间的角度α为30°—80°；导流板7与阀孔6通过粘结、焊接等现有技术中众所周知的方式进行固定，导流板7的设置能够起到导流的功能，减小液相梯度，提高传质效率，阀孔6、导流板7的数量和大小根据顶浮阀5大小进行设定，技术人员根据具体情况进行相应的选择即可。

实施例二：

本实施例对底浮阀3进行描述，具体地：

所述底浮阀3包括与下阀孔2配合的底浮阀本体8，即底浮阀本体8的形状、尺寸与下阀孔2的形状、尺寸相同，本实施例对底浮阀本体8的形状进行描述，下阀孔2根据底浮阀本体8的形状和尺寸进行设计即可，本实用新型在此不做具体赘述。

所述底浮阀本体8上开设有上阀孔4，所述底浮阀本体8的底部连接有下阀腿9，下阀腿9优选为矩形，所述下阀腿9与底浮阀本体8的底部通过现有技术中的粘结、焊接等方式进行连接，本实用新型不做具体限定，技术人员根据具体情况进行相应的选择即可，所述下阀腿9的底部连接有下限位块10，下限位块10优选为矩形块，下限位块10与下阀腿9通过现有技术中的粘结、焊接等方式进行连接，也可以采用一体成型等方式进行成型连接；下限位块10用于限制底浮阀本体8的最高位置，防止底浮阀3从下阀孔2内脱离，当底浮阀本体8 的移动至最高位置时，下限位块10与塔板1的底部接触，实现对底浮阀3的限位，防止其继续移动从下阀孔2内脱离。

优选地，所述底浮阀本体8包括底弧形板一11、底弧形板二12、底弧形板三13，底弧形板一11和底弧形板二12之间、底弧形板二12和底弧形板三13 之间、底弧形板三13和底弧形板一11之间均通过底部过度圆弧14连接；优选地，所述底弧形板一11、底弧形板二12、底弧形板三13的半径相等，更优选地，所述底部过度圆弧14的半径等于底弧形板一11、底弧形板二12、底弧形板三13的半径；所述底弧形板一11、底弧形板二12、底弧形板三13关于底浮阀本体8的中心均匀分布，同理，所述各个弧形板之间连接的底部过度圆弧14 也关于底浮阀本体8的中心均匀分布；即底浮阀本体8形状为三个直径相同的圆形拼接而成的类似于花瓣形状结构，不仅仅限于上述底弧形板一11、底弧形板二12、底弧形板三13结合的形状，也可以采用圆形、矩形、梯形等不同大小不同形式的结构；所述底弧形板一11、底弧形板二12、底弧形板三13的底部均连接有下阀腿9，所述下阀腿9与底弧形板一11、底弧形板二12、底弧形板三13的底部通过粘结、焊接等现有技术中众所周知的固定方式进行连接。

实施例三：

本实施例对顶浮阀5进行描述，具体地：

所述顶浮阀5包括与上阀孔4配合的顶浮阀本体15，即顶浮阀本体15的形状与上阀孔4的形状相同，本实施例对顶浮阀本体15的形状进行描述，上阀孔 4根据顶浮阀本体15的形状和尺寸进行设计即可，本实用新型在此不做具体赘述。

所述顶浮阀本体15上开设有阀孔6，阀孔6上安装有导流板7，所述阀孔、 6、导流板7的数量和大小根据顶浮阀本体15大小进行设定，技术人员根据具体情况进行相应的选择即可；所述顶浮阀本体15的底部连接有上阀腿16，所述上阀腿16优选采用矩形，上阀腿16与顶浮阀本体15的底部通过通过粘结、焊接等现有技术中众所周知的固定方式进行连接，所述上阀腿16的底部连接有上限位块17，上限位块17与上阀腿16通过现有技术中的粘结、焊接等方式进行连接，也可以采用一体成型等方式进行成型连接；上限位块17优选为矩形块，上限位块17用于限制顶浮阀本体15的最高位置，防止顶浮阀本体15从上阀孔 4内脱离，当顶浮阀本体15的移动至最高位置时，上限位块17与底浮阀本体8 的底部接触，实现对顶浮阀5的限位，防止其继续移动，从上阀孔4内脱离。

优选地，所述顶浮阀本体15包括顶弧形板一18、顶弧形板二19、顶弧形板三20，顶弧形板一18和顶弧形板二19之间、顶弧形板二19和顶弧形板三 20之间、顶弧形板三20和顶弧形板一18之间均通过顶部过度圆弧21连接；优选地，所述顶弧形板一18、顶弧形板二19、顶弧形板三20的半径相等，更优选地，所述顶部过度圆弧21的半径等于顶弧形板一18、顶弧形板二19、顶弧形板三20的半径；所述顶弧形板一18、顶弧形板二19、顶弧形板三20关于顶浮阀本体15的中心均匀分布，同理，所述各个弧形板之间连接的顶部过度圆弧 21也关于顶浮阀本体15的中心均匀分布；即顶浮阀本体15形状为三个直径相同的圆形拼接而成的类似于花瓣形状结构，不仅仅限于上述顶弧形板一18、顶弧形板二19、顶弧形板三20结合的形状，也可以采用圆形、矩形、梯形等不同大小不同形式的结构，优选地，所述顶浮阀本体15的形状同底浮阀本体8的形状一致；所述顶弧形板一18、顶弧形板二19、顶弧形板三20的底部均连接有上阀腿16，所述上阀腿16与顶弧形板一18、顶弧形板二19、顶弧形板三20 的底部通过粘结、焊接等现有技术中众所周知的固定方式进行连接。

更优选地，为了提高通量、传质效率，所述底浮阀本体8的面积大于顶浮阀本体15的面积。

实施例四：

本实施例提供了另外一种新型大通量双层浮阀塔板，本实施例中双层浮阀的固定的，具体的：

本实施例提供了一种新型大通量双层浮阀塔板，包括塔板1，所述塔板1上开设有下阀孔2，所述塔板1上设有底浮阀3，下阀孔2的结构和大小符合底浮阀3的结构及大小，在下阀孔2内安装对应的结构及大小的底浮阀3即可；底浮阀3与下阀孔2相配合，底浮阀3与塔板1通过粘结、焊接螺纹连接等现有技术中常用的固定方式进行固定；所述底浮阀3的顶部开设有上阀孔4，所述上阀孔4的上部设有顶浮阀5，顶浮阀5与上阀孔4相配合，同理，上阀孔4的结构和大小符合顶浮阀5的结构及大小，在上阀孔4内安装对应的结构及大小的顶浮阀5即可；所述顶浮阀5的顶部开设有阀孔6，所述阀孔6上连接有导流板 7，导流板7与顶浮阀本体15之间的角度α为30°—80°；导流板7与阀孔6 通过粘结、焊接等现有技术中众所周知的方式进行固定，导流板7的设置能够起到导流的功能，减小液相梯度，提高传质效率，导流板的数量和大小根据顶浮阀大小进行设定，技术人员根据具体情况进行相应的选择即可；所述底浮阀3 包括底浮阀本体8和下阀腿9，所述下阀腿9的一端与底浮阀本体8通过粘结、焊接、螺纹连接等方式进行固定，下阀腿9的另一端与塔板1通过粘结、焊接、螺纹连接等方式进行固定；同理，所述顶浮阀5包括顶浮阀本体15和上阀腿16，上阀腿16的一端通过粘结、焊接、螺纹连接等方式与顶浮阀本体15进行固定，上阀腿16的另一端通过粘结、焊接、螺纹连接等方式与塔板1或底浮阀本体8 连接；优选地，为了提高通量、传质效率，所述底浮阀本体8的面积大于顶浮阀本体15的面积。

本实施例中的底浮阀3、顶浮阀5的结构参考实施例二、实施例三中的结构，本实施例在此不做具体赘述。

实施例五：

本实施例以具体的应用为例，用于证明本实用新型的优点，具体地：

在实验室中直径2m精馏塔中安装2层本新型浮阀塔板，精馏塔底部装气体分布器，以便进入精馏塔气体均匀分布；精馏塔内部安装本实用新型，即本实用新型安装在精馏塔的塔壁22上，塔板中降液管23的面积占精馏塔塔截面积的10％，塔板溢流堰24的堰长1490mm，溢流堰24的堰高50mm，塔板1开孔率为20-25％左右，精馏塔塔顶水流量5-200m3/h，精馏塔空塔气速为1.0-5.0m/s；实验模拟了水对二氧化碳吸收效果，为了验证新型塔板板效率，实验结果对比了相同结构的单层浮阀塔板，两种塔盘在相同工况条件下，对塔板的压降、塔板漏液量、塔板雾沫夹带以及二氧化碳吸收效率进行对比，实验结果发现，本实用新型的压降可以降低10-30％，塔板效率可以相应提高5-10％，塔板的操作上限提高了5-20％、操作下限降低了5-10％。

本实用新型中，塔板1上下阀孔2的开孔数量及大小，以及上阀腿16、下阀腿9的长短根据精馏塔的气液符合进行设计。

本实用新型处于非工作状态时，所述塔板1、底浮阀本体8、顶浮阀本体15 处于同一平面；使用时，将塔板1安装在塔内的塔壁22上，当塔内的压强大于底浮阀本体8、顶底浮阀本体15的自重时，底浮阀本体8与下阀孔2分离，顶底浮阀本体15与上阀孔分离；底浮阀本体8上升至最高位置时，下部连接的下限位块10与塔板1的底部接触，对底浮阀本体8进行限位，防止其继续向上移动；同理，顶浮阀本体15上升至最高位置时，下部连接的上限位块17与底浮阀本体8的底部接触，对顶浮阀本体15进行限位，防止其继续向上移动。

本实用新型能够达到以下技术效果：

(1)开孔面积大、操作弹性大、传质效率高；

(2)具有导向作用，减小液相梯度，提高传质效率；

(3)浮阀具有底浮阀、顶浮阀双层浮阀结构，提高通量的同时也可以提高传质效率；且能够有效较小物料气相阻力，降低单层塔板压降，达到节约能源效果；

(4)充分利用立体空间，提高塔板的效率；

(5)新型浮阀阀孔可以较普通浮阀开孔更大，有效增加开孔面积，提高塔板的开孔率，增大物料处理量；

(6)本实用新型中底浮阀、顶浮阀不会转动，能有效防止了浮阀磨损和脱落。

本实用新型为详细描述的结构、连接关系均为现有技术，本实用新型在此不做具体的赘述；上述各个部件的之间的连接关系，优选为粘结、一体成型等方式进行现有技术中众所周知的方式进行固定。

以上结合附图详细描述了本申请的优选方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，申请其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (10)

1.一种新型大通量双层浮阀塔板，包括塔板(1)，其特征在于，所述塔板(1)上开设有下阀孔(2)，所述下阀孔(2)内活动连接有底浮阀(3)，所述底浮阀(3)的顶部开设有上阀孔(4)，所述上阀孔(4)内活动连接有顶浮阀(5)，所述顶浮阀(5)的顶部开设有阀孔(6)，所述阀孔(6)上连接有导流板(7)。

2.根据权利要求1所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述导流板(7)与顶浮阀(5)之间的角度为30°—80°。

3.根据权利要求1所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述底浮阀(3)包括与下阀孔(2)配合的底浮阀本体(8)，所述底浮阀本体(8)上开设有上阀孔(4)，所述底浮阀本体(8)的底部连接有下阀腿(9)，所述下阀腿(9)的底部连接有下限位块(10)。

4.根据权利要求3所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述底浮阀本体(8)包括底弧形板一(11)、底弧形板二(12)、底弧形板三(13)，底弧形板一(11)和底弧形板二(12)之间、底弧形板二(12)和底弧形板三(13)之间、底弧形板三(13)和底弧形板一(11)之间均通过底部过度圆弧(14)连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述顶浮阀(5)包括与上阀孔(4)配合的顶浮阀本体(15)，所述顶浮阀本体(15)上开设有阀孔(6)，所述顶浮阀本体(15)的底部连接有上阀腿(16)，所述上阀腿(16)的底部连接有上限位块(17)。

6.根据权利要求5所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述顶浮阀本体(15)包括顶弧形板一(18)、顶弧形板二(19)、顶弧形板三(20)，顶弧形板一(18)和顶弧形板二(19)之间、顶弧形板二(19)和顶弧形板三(20)之间、顶弧形板三(20)和顶弧形板一(18)之间均通过顶部过度圆弧(21)连接。

7.根据权利要求6所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述底浮阀本体(8)的面积大于顶浮阀本体(15)的面积。

8.一种新型大通量双层浮阀塔板，包括塔板(1)，其特征在于，所述塔板(1)上开设有下阀孔(2)，所述塔板(1)上设有底浮阀(3)，所述底浮阀(3)的顶部开设有上阀孔(4)，所述上阀孔(4)的上部设有顶浮阀(5)，所述顶浮阀(5)的顶部开设有阀孔(6)，所述阀孔(6)上连接有导流板(7)；所述底浮阀(3)包括底浮阀本体(8)，所述底浮阀本体(8)的底部与下阀腿(9)的一端连接，所述下阀腿(9)的另一端与塔板(1)固定连接；所述顶浮阀(5)包括顶浮阀本体(15)，所述顶浮阀本体(15)与上阀腿(16)的一端连接，所述上阀腿(16)的另一端与塔板(1)或底浮阀(3)固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述底浮阀本体(8)包括底弧形板一(11)、底弧形板二(12)、底弧形板三(13)，底弧形板一(11)和底弧形板二(12)之间、底弧形板二(12)和底弧形板三(13)之间、底弧形板三(13)和底弧形板一(11)之间均通过底部过度圆弧(14)连接。

10.根据权利要求8所述的一种新型大通量双层浮阀塔板，其特征在于，所述顶浮阀本体(15)包括顶弧形板一(18)、顶弧形板二(19)、顶弧形板三(20)，顶弧形板一(18)和顶弧形板二(19)之间、顶弧形板二(19)和顶弧形板三(20)之间、顶弧形板三(20)和顶弧形板一(18)之间均通过顶部过度圆弧(21)连接。

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