规流填料塔
专利汇可以提供规流填料塔专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种规流填料塔，包括外筒、托板和流化球，其托板与外筒内壁相配合，托板的中央连接一内筒且环周设开口及连体于开口的导流片。本 发明 采用使流化球有一环形自旋行星运动轨道的技术方案，解决了 现有技术 中严重影响传质速率的一系列难题，使之具有：1.解决了静止床填料气、液 接触 面小， 湍流 床填料运行不稳定的难题；2.吸收液得到充分利用、且用量减少，对吸收液的压 力 和雾化度无严格要求，降低了运行成本；3.无需另外增加 风 压可达到低阻、高效的传质效果；4.可实现双回路以上的吸收液循环系统，达到多级分流和液相多级处理；5.结构简单，易损件少，因行星运动可避免塔内 结垢 现象的发生。适用于化学反应过程中的各种传质反应。，下面是规流填料塔专利的具体信息内容。
1、一种规流填料塔，包括外筒(1)、设置于外筒内的托板(2)和位于 托板上的流化球(3)以及吸收液喷淋管(4)，所述外筒(1)外还设有气流 进口(13)、气流出口(14)和吸收液排出口(11、8)，其特征在于托板(2) 与外筒(1)内壁相配合，该托板(2)的中央连接一内筒(5)且环周设有开 口(16)及连体于开口的导流片(15)。
2、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于导流片(15)的倾斜 度为锐角。
3、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于托板(2)开口(16) 为条形开口。
4、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于托板(2)开口(16) 为非规则形开口。
5、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于托板(2)开口(16) 为环形阵列布设。
6、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于流化球(3)呈行星 式排列于托板(2)上内筒(5)、外筒(1)之间的环道内。
7、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于吸收液喷淋管(4) 设置于流化球(3)上内筒(5)的环周。
8、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于所述托板(2)和位 于托板上的流化球(3)以及吸收液喷淋管(4)为一层结构。
9、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于所述托板(2)和位 于托板上的流化球(3)以及吸收液喷淋管(4)为二层结构。
10、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于所述托板(2)和位 于托板上的流化球(3)以及吸收液喷淋管(4)为多层结构。
11、根据权利要求9所述的规流填料塔，其特征在于所述二层结构之间 还设有集液盘(12)，该集液盘(12)为中心通孔的圆锥台。
12、根据权利要求11所述的规流填料塔，其特征在于所述集液盘(12) 的底部设有所述吸收液排出口(11)。
13、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于所述吸收液排出口 (8)设在所述外筒(1)的底部。
14、根据权利要求1所述的规流填料塔，其特征在于所述外筒(1)外气 流进口(13)分别设有上部位置和下部位置二种形式。
技术领域
本发明涉及一种规流填料塔。具体地说，本发明提出了一种应用于净 化含有有害气体、固体烟尘的气体，同时也可用于化工反应的各种强化传 质场合的传质设备。
背景技术
为了适应上述工业发展的要求，现有的传质设备，诸如鼓泡塔、板式 塔、喷淋塔、喷射水柱塔等都有了很大的进步。通常，这些设备往往通过 增大相间接触空间来增大相间接触时间，或增大布液量以增大相间接触面 积来提高相间传质的效果。采用这类方式一般需要传质设备具有庞大的塔 体，显然，其需要较大的生产用地和较高的设备投资。为减小塔体体积， 现有技术也想提高气流速度来提高相间传质的效果，但由于上述传质设备 技术本身原理的限制，很难实现，如板式塔，随着气流速度的提高，其阻 力急剧升高，设备的能量消耗较大、经济性不好。又如喷淋塔，气流速度 增大，喷淋的液滴就必须增大，相间接触的比表面积反而减小，实现不了 高效传质的目的，这样就限制了相间传质的效果的进一步提高。
填料塔比鼓泡塔、板式塔、喷淋塔的传质速率要高的多，这是公认的。 但是，已有的各种填料塔，没有找到一种既强化传质，能耗又较小的方法 和结构。造成这些问题的原因是，在大多数设备中，传质相是连续的或者 是部分传质相是连续的。如喷淋塔，液相由喷嘴喷出，形成液滴，变成分 散相，而气相却是连续的；有如，鼓泡塔，气相从液体底层通入，在压力 的作用下，以气泡方式通过液相，气相是分散的，液相是连续的；静止床 填料塔，是在塔体中装有填料，液相由上层沿着填料的缝隙往下流，气相 由底层沿着调料的缝隙往上流，气、液在填料形成的缝隙中接触，这种传 质的状态，液相、气相都是连续的。
人们在努力寻求强化传质的方法，希望传质相都形成分散基元，以达 到充分混合，溶为一体，极大的提高相间接触面积。但就目前情况看，许 多努力，虽然提高了一定的传质效率，但未找到参与传质相都达到分散的 技术。如中国专利文献公告号为CN 2431943Y的蜗壳进气除尘脱硫三相流 化床，该流化床系由脱硫塔和文氏里管所构成，脱硫塔体内由上向下依次 布置有旋流板除雾器、洗涤吸收浆液喷淋装置、填料球、填料格栅和喷水 降温器、且底部开有灰水排出口，文氏里管位于所述喷水降温器和灰水排 出口之间与脱硫塔体相连通的特点，但结构复杂，塔内气流流速适应范围 窄，无法保证大多数吸收工艺对塔体气流流量变化的要求，而且设置文氏 里管增加了电力消耗。公告号为CN 2431943Y的蜗壳进气除尘脱硫三相流 化床，该流化床披露了同样系由脱硫塔和文丘里管所构成，脱硫塔体内由 上向下依次布置有旋流板除雾器、洗涤吸收浆液喷淋装置、填料球、填料 格栅和喷水降温器、且底部开有灰水排出口，文丘里管位于所述喷水降温 器和灰水排出口之间与脱硫塔体相连通的特点，其中不同之处是文丘里管 以蜗壳进气方式通向脱硫塔，填料球为发泡微孔实心填料球。该文献记载 了在前述技术方案的基础上进一步改善除尘效果的技术解决方案，但结构 依然复杂其进气阻力、除尘、脱硫效果并未完全解决好，而且设置文丘里 管会增加电力消耗。
本发明通过规流填料使多相物料在规流填料传质场中，实现多相都处 于分散状态，多相分散的基元互相撞击，实现基元细化，大大提高相间接 触的比表面积，并能使基元实现表面高速更新，多相间保持稳定的高速传 质。本发明的进一步目的是使在规流填料传质场内的化学反应中，各物质 的相同溶质远离平衡，传质始终保持高速，从而极大提高设备的分离、反 应效率。
发明内容
为实现上述目的，一种规流填料塔，包括外筒、设置于外筒内的托板 和位于托板上的流化球以及吸收液喷淋管，所述外筒外还设有气流进口、 气流出口和吸收液排出口，其中托板与外筒内壁相配合，该托板的中央连 接一内筒且环周设有开口及连体于开口的导流片。
为了实现结构优化，达到较好的传质效果，其进一步的措施还有：
导流片的倾斜度为锐角。
开口为条形开口。
开口为非规则形开口。
开口为环形阵列布设。
流化球呈行星式排列于托板上，内、外筒之间的环道内。
吸收液喷淋管设置于托板上内筒的环周。
所述托板和位于托板上的流化球以及吸收液喷淋管为一层结构。
所述托板和位于托板上的流化球以及吸收液喷淋管为二层结构。
所述托板和位于托板上的流化球以及吸收液喷淋管为多层结构。
所述二层结构之间还设有集液盘，该集液盘为中心通孔的圆锥台。
所述集液盘的底部设有所述吸收液排出口。
所述吸收液排出口设在所述外筒的底部。
所述外筒外气流进口分别设有上部位置和下部位置二种形式。
本发明采用以托板上设置开口及导流片，并结合外筒而配以内筒、环 形喷淋，使流化球有一环形自旋行星运动轨道的技术方案，解决了现有技 术方案中严重影响传质速率的一系列难题，使本发明具如下特点：
(1)、所述托板环周开出的条形成锐角的导流片，使气流成锐角向上 沿径向推动流化球作圆周运动，液相、气相通过流化球的自旋和行星运动， 极大地增大了传质场的比表面积，完全解决了静止床填料气、液接触面小； 湍流床填料运行不稳定的难题。
(2)、所述的规流填料塔内流化球球径在Φ20-Φ50之间，一级流化 床高度在100mm-250mm之间，液相和气相在流化球不停的自旋、行星运动 过程保持高速传质，喷淋液体得到充分利用，对喷淋液的压力和雾化度无 严格要求。从而达到喷淋液的用量减少，降低了规流填料塔的运行成本。
(3)、所述一层规流填料塔传质场，其气流通过的阻力为200-400Pa， 增加到二层则为600-800Pa，使本发明无需另外增加风压都能达到低阻、 高效的传质效果。
(4)、所述规流填料塔可设为一层、二层或二层以上流化传质场，同时 也可实现双回路或双回路以上的吸收液循环系统，从而达到多级分流，液相 多级处理的目的。
(5)、所述规流填料塔结构简单，易损件很少，制造、维修容易，由于 流化球的行星运动，避免了塔内结垢现象的发生。
本发明的技术方案在实施中，其烟尘净化效率可达99.9％，脱硫效率可 达98％，而水耗、电耗则为最低；应用于化学工程中，大部分的传质反应过 程都可通过规流填料塔加以实现，具有广泛用途。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图2为本发明的气流入口位于上部的结构示意图。
图3为本发明的托板和位于托板上的流化球以及吸收液喷淋管为一层 结构示意图。
图4为本发明图1中的俯视图。
图5为本发明图2中的俯视图。
图6为本发明的托板结构示意图。
图7为图6中的A-A剖视图。
图8为本发明的吸收液喷淋管结构示意图。
图9为本发明的集液盘结构示意图。
图10为本发明的除雾板结构示意图。
具体实施方式
为了提高传质效率，托板2和位于托板上的流化球3以及吸收液喷淋 管4可根据实际使用需要设为多层，本实施例设有一层结构、二层结构。 当设置为二层结构时，二层之间还设有集液盘12，该集液盘12为中心通 孔的圆锥台，在该集液盘12的底部设有吸收液排出口11。吸收液喷淋管 4的布设可根据内筒5与外筒1之间的距离均匀设置，为了使吸收液喷淋 管4内的压力一致，该吸收液喷淋管4的进口设有两处，宜对称布设。
当使用外筒1气流进口13设在下部时，此内筒5为不通孔，有害气 体从外筒1底部经托板开口16、循导流片15进入托板环道内的流化球3， 此时，在导流片15导引下，气流成锐角向上径向推动流化球沿内外筒5、1 间的环形轨道作自旋行星运动，加上吸收液喷淋管4喷射的喷淋液的润滑作 用，使流化球3的表面形成水膜而成为吸收层。当结构为一层结构时，经过 该一层结构的处理后，吸收喷淋液则落入外筒1底部并从吸收液排出口8排 出，而净化后的气体经除雾板6脱水后从气流出口14排出。当结构为二层 结构时，经过第一层结构的处理后，吸收喷淋液则落入外筒1底部并从吸收 液排出口8排出，而净化后的气体经集液盘12的中心通孔进入第二层结构 的托板2，经托板开口16、循导流片15进入托板环道内的流化球3，此时， 在导流片15导引下，气流成锐角向上径向推动流化球沿内外筒5、1间的环 形轨道作自旋行星运动，加上吸收液喷淋管4喷射的喷淋液的润滑作用，使 流化球3的表面形成水膜而成为吸收层。经过该二层结构的处理后，吸收喷 淋液则落入集液盘12的圆锥台锥面上顺流至底部经吸收液排出口11排出， 而净化后的气体经除雾板6脱水后从气流出口14排出。
当使用外筒1气流进口13设在上部时，此内筒5为通孔，有害气体 经内筒5从外筒1底部经托板开口16、循导流片15进入托板环道内的流化 球3，此时，在导流片15导引下，气流成锐角向上径向推动流化球沿内外 筒5、1间的环形轨道作自旋行星运动，加上吸收液喷淋管4喷射的喷淋液 的润滑作用，使流化球3的表面形成水膜而成为吸收层。当结构为一层结构 时，经过该一层结构的处理后，吸收喷淋液则落入外筒1底部并从吸收液排 出口8排出，而净化后的气体经除雾板6脱水后从气流出口14排出。当结 构为二层结构时，经过第一层结构的处理后，吸收喷淋液则落入外筒1底部 并从吸收液排出口8排出，而净化后的气体进入第二层结构的托板2，经托 板开口16、循导流片15进入托板环道内的流化球3，此时，在导流片15导 引下，气流成锐角向上径向推动流化球沿内外筒5、1间的环形轨道作自旋 行星运动，加上吸收液喷淋管4喷射的喷淋液的润滑作用，使流化球3的表 面形成水膜而成为吸收层。经过第二层结构的处理后，吸收喷淋液则落入第 一层结构后，透过流化球3、托板2，从外筒1底部经吸收液排出口8排出。 而净化后的气体经除雾板6脱水后从气流出口14排出。
值得指出的是：根据本发明的构思，还可以作出若干类似方案的改进与 变换，如托板和位于托板上的流化球以及吸收液喷淋管结构层数的变换以及 对本托板结构、托板安装位置及内外筒气体进口、集液盘等进行的变换，当 属本发明的保护范围。
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