气体折流塔板 所属技术领域
本发明涉及化学工程中的气液传质设备，具体地讲是一种气体折流塔板，其特征为塔内气体折流上升、液体靠重力作用垂直下降。背景技术
气液传质过程中广泛应用的塔设备主要有板式塔和填料塔两大类型。相对于填料塔，普通的板式塔由于其造价较低，有着较大的优势，在常压到高压工况得到广泛应用。但在大液量吸收、精馏等工况条件下由于液量非常大，降液区占据了很大塔截面积，造成塔的处理能力低；对于新塔设计时，塔径往往较大，增大了设备投资。对于此类工况普通板式塔往往较难发挥优势。发明内容
本发明提供一种气体折流塔板，它克服了传统板式塔的上述缺点，结构简单，而且造价低廉，经济效益显著。非常适合于大液量的吸收、精馏、换热等工况场合。
本发明主要包括塔体、降液挡板、塔板、降液区、降液管、升气区和填料等部分构成，塔板上的降液区设降液挡板，降液挡板高于塔板，控制塔板上的液体形成一定高度的液位，上升气体被迫折流上升，气液两相在整个板间距内进行传质，即气体折流塔板的传质区，塔内气体折流上升、液体靠重力作用垂直下降。
本发明所述的降液挡板的高度小于塔板之间的高度，最好是塔板之间高度的三分之二以下。
本发明提供的气体折流塔板充分利用了板间距及塔板截面积，可以大幅度提高降液区面积，降液区对应的整个板间距成为气液传质有效区，它使塔板的降液区和气液传质有效区有机地统一，增大降液区面积的同时，传质有效区面积也随之增大。这种全有效塔板不仅结构简单，而且造价低廉，经济效益显著。非常适合于大液量的吸收、精馏、换热等场合。在相同塔径下经冷模试验，气体折流塔板较普通塔板通量相对可提高100％以上。附图说明
图1是单溢流普通板式塔气液流动状况图。
图2是单降液气体折流塔板上气液流动状况图。
图3是单溢流普通板式塔上降液区与升气区分布图。
图4是单降液气体折流塔板上降液区与升气区分布图。
图5是双降液气体折流塔板上气液流动状况图。
图6是单降液气体折流填料塔板上气液流动状况图。
图7是双降液气体折流填料塔板上气液流动状况图。
图8是加筛板或挡板的气体折流塔板结构图。
图9是气体折流塔板上不同型式的升气区结构图。具体实施方式
本发明具体实施方案参照附图详细说明如下：
普通板式塔气液流动状况如图1所示，气体穿过塔板上的开孔及液层垂直上升，液体延塔板横向流动，折流下降。这种降液结构对于大液量吸收、精馏等工况，为保证上层塔板液体顺利下降，以及保证降液管内液体的足够停留时间，往往需要很大降液区，造成塔的处理能力低下。
如图2所示，本发明气体折流塔板主要包括塔体1、降液挡板2、塔板3等部分。其主要特征是利用降液挡板2控制塔板上的液体4形成一定高度地液位，上升气体被迫折流上升，气液两相在整个板间距内进行传质(即气体折流塔板的传质区)，使降液区和气液传质有效区有机地统一。
如图3、4所示，本发明气体折流塔板的气液流动方式与普通气液传质板式塔正好相反，占据普通板式塔较大面积的升气区6成为气体折流塔板的降液区5和传质区，普通板式塔的降液区5成为气体折流塔板的升气区6。对于大液量吸收、精馏等工况，气相负荷相对较小，利用本发明提供的气体折流塔板就可以大幅度提高降液区面积，从而提高塔的处理能力。
本发明提供的气体折流塔板根据塔径大小以及具体工况条件可以设置1～100个降液区5、1～100个升气区6。并且塔内上升气体可以完全是折流上升的(如图2上部所示)，也可以一部分折流上升、一部分穿过塔板3上升(如图2下部所示)。
根据具体工况及工艺要求气体折流塔板的塔板3可以是筛孔塔板、条形孔塔板、导向孔塔板或其它型式型式开孔的塔板。
为增强气液两相传质、传热效果，提高分离效率，可以采取以下措施：
如图6、7所示，根据工况及工艺要求，各层塔板3之间可以加填料(WSY板花填料、波纹规整填料或其它填料构件)。
如图8左图所示，各层塔板3之间可以加筛板、网孔板等型式的构件，的构件也可以如图8右图所示，各层塔板3之间可以加各种型式的挡板。
所说的构件可以是1-5层。以上措施可以配合使用，以达到更好的效果。
如图9所示，本发明提供的气体折流塔板的升气区6可以根据具体需要设计成多个，可以是圆形、长方形、椭圆形等不同形状。
以下通过具体实施例对本发明作出说明，但仅作说明而不是限制本发明。
实施例：
在φ300实验塔内，常压下，采用空气、水物进行冷模实验，模拟大液量吸收工况，塔内设4层普通单溢流筛板和4层单降液气体折流塔板进行了对比实验。
普通单溢流筛板结构参数如下：
如图3，降液区5面积10％(降液管宽度47mm)，升气区6开孔率8.96％(126-φ8孔)，板间距400mm。
单降液气体折流塔板结构参数如下：
如图4，升气区5面积10％(降液管宽度47mm)，降液区6开孔率5.04％(126-φ6孔)，板间距400mm，挡板高度240mm。
调节气液流量，保持气液体积流量比为4，测量两种塔板允许的最大气液负荷。
对比实验结果如下表所示： 塔板型式 气体负荷，m3/h 液体负荷，m3/h 对比实验一 普通单溢流筛板 36 9 对比实验二 单降液气体折流塔板 70 17.5
由上述对比实验可以看出，在相同的操作工况条件下，气体折流塔板与普通单溢流筛板相比，处理量提高了：
(70-36)/36×100％＝94.4％
由此可以得出结论，气体折流塔板与普通塔板相比，在大液量、高液气比条件下具有处理量大的优点，是一种应用前景良好的传质、传热构件。