本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種塔設(shè)備內(nèi)構(gòu)件，尤其涉及一種復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)及帶有該結(jié)構(gòu)的精餾塔。

背景技術(shù)：

塔設(shè)備是化工、煉油、食品、冶金、醫(yī)藥及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中一種重要的單元操作設(shè)備。塔設(shè)備可分為板式塔和填料塔兩類，板式塔和填料塔因其結(jié)構(gòu)上的差異，氣、液相之間的分散－相際傳質(zhì)－相分離的機(jī)理有所不同。板式塔是逐級接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備，氣體以鼓泡或噴射的形式通過塔板，破碎成氣泡與液體進(jìn)行接觸，是通過損失塔板壓力降進(jìn)行氣液分散傳質(zhì)的過程，傳質(zhì)的氣液相分離需要一定空間。而填料塔是連續(xù)接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備，是通過液體分布器/再分布器將液體分散實(shí)現(xiàn)的氣液相間的傳質(zhì)過程，填料塔的氣液傳質(zhì)與相分離在同一空間完成。

由于板式塔和填料塔具有不同的特點(diǎn)和適用范圍，也各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。板式塔的成本較低，而對填料塔來說，填料的價格較為昂貴，且液體分布器和再分布器的設(shè)計(jì)越困難，成本越高。板式塔的操作穩(wěn)定性較高，填料塔的壓力降低，因而穩(wěn)定性差于板式塔。填料塔的比表面積大，可以實(shí)現(xiàn)較大的相際傳質(zhì)面積，故具有較高的效率，而前提是液體分布器和再分布器的設(shè)計(jì)能保證填料床層內(nèi)有良好的氣液分布；而板式塔相對來說傳質(zhì)面積小，要想保持較高的效率，壓力降就會較高。也就是說，板式塔具有成本低，處理量大，操作穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，但壓力降較高；而填料塔具有效率高、壓力降低的特點(diǎn)，缺點(diǎn)就是成本較高，且分布器不易設(shè)計(jì)。

而理想的塔內(nèi)件應(yīng)是集合板式塔和填料塔的優(yōu)點(diǎn)，同時具有壓力降低、效率高、操作穩(wěn)定性好，抗堵塞、成本低和塔內(nèi)空間利用率高的特性；也就是說，將塔板和填料復(fù)合是實(shí)現(xiàn)理想塔內(nèi)件的有效途徑之一。而現(xiàn)有塔設(shè)備結(jié)構(gòu)單一，方式單純，阻力大，效率低，不能很好的實(shí)現(xiàn)塔板與填料的復(fù)合。

鑒于此，特提出本實(shí)用新型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的第一目的在于提供一種復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，將塔板與填料很好的復(fù)合，該塔板不僅可以作為氣液傳質(zhì)的部件，及具有阻力低、效率高、氣液接觸效果好、抗堵效果好的特點(diǎn)，而且可以作為填料的液體分布器，提高填料的效率。

本實(shí)用新型的第二目的在于提供一種帶有復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)的精餾塔，其塔板不僅可以作為氣液傳質(zhì)的部件，而且可以作為填料的液體分布器，有效提高精餾系數(shù)，效率高、氣液接觸效果好、塔內(nèi)空間利用率高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，本實(shí)用新型提供一種復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，包括塔板組件，以及間隔的設(shè)置在所述塔板組件下方的填料組件；

所述塔板組件包括塔板、以及分別安裝于所述塔板上、下方的上帽罩和下帽罩，所述上帽罩的頂部設(shè)置有集液結(jié)構(gòu)，所述下帽罩的底部設(shè)置有降液結(jié)構(gòu)；

所述降液結(jié)構(gòu)的下部設(shè)置有多層液體分布板或多個分液管，所述液體分布板和分液管上均開設(shè)有多個通孔，多層所述液體分布板上下平行間隔的布置，各層液體分布板上的通孔直徑自上而下逐漸減小，所述塔板組件能夠作為所述填料組件的液體分布器；

所述填料組件包括固定架，以及設(shè)置在所述固定架上的填料塊。

本實(shí)用新型提供的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，塔板組件和填料組件之間具有一定的距離，填料組件不緊貼塔板組件，當(dāng)氣液負(fù)荷高時，填料組件起到抑制霧沫夾帶的作用。該結(jié)構(gòu)合理有效的利用了塔板和填料的優(yōu)點(diǎn)，極大的強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程，充分利用塔內(nèi)空間，氣液接觸效果好，降低霧沫夾帶，并且塔板效率高。

同時，塔板組件的上部設(shè)置有集液結(jié)構(gòu)，可以起到收集液體的作用；塔板組件的下部設(shè)置有降液結(jié)構(gòu)，降液結(jié)構(gòu)上的液體分布板或者分液管上均開設(shè)有多個通孔，能夠發(fā)揮液體再分布的作用，提高填料的傳質(zhì)效率，節(jié)省了分布器的占用空間，并節(jié)約了投資。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述上帽罩與所述下帽罩焊接在所述塔板上，且所述上帽罩與所述下帽罩一體成型；在所述上帽罩和所述下帽罩的中部均開設(shè)有若干排篩孔，所述上帽罩與所述塔板連接處周向開設(shè)有一排布液小孔。

進(jìn)一步地，所述布液小孔位于所述上帽罩側(cè)壁上距離所述塔板 5mm～50m處，其開孔直徑為2mm～10m，開孔間距為3mm～30mm。

進(jìn)一步地，所述篩孔的排布呈交錯、平行或并列的方式，篩孔的孔徑為3mm～30mm，開孔間距為6mm～25mm。

本實(shí)用新型的塔板組件，可采用申請人再先公開的專利，專利公開號為CN 104383709A的一種低阻力高效塔盤，并進(jìn)一步改進(jìn)降液結(jié)構(gòu)，以使得與填料完美的復(fù)合，提高其液體分布的效果，進(jìn)而有效提高填料的傳質(zhì)效率。

該塔板組件的阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)所用的塔板，操作彈性更大，可以提高氣液傳質(zhì)效率，提高分離效果，并且上帽罩和下帽罩的設(shè)置還可以有效防止塔板堵塞，抗堵效果好，無放大效應(yīng)，塔板效率高，制造和運(yùn)行成本低，檢修方便。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述液體分布板為兩層或三層。

進(jìn)一步地，所述液體分布板的上表面均勻設(shè)置有導(dǎo)流槽；各層液體分布板上的通孔數(shù)量自上而下逐漸增加。

本實(shí)用新型的降液結(jié)構(gòu)，能夠作為填料組件的液體分布器，而液體分布器的分布效果的好壞，對填料的性能、質(zhì)量和傳質(zhì)效率有著很重要的影響。其可以采用液體分布板式，也可以采用分液管式。

實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際需求及填料類型，可選擇性的采用兩層或三層液體分布板，使填料表面充分潤濕，從而達(dá)到液體均勻分布并使填料充分發(fā)揮氣、液傳質(zhì)的作用，提高填料的傳質(zhì)效率。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述分液管為2～6個，所述分液管沿水平方向平行間隔的布置，在所述分液管下端管壁或者側(cè)面管壁上開設(shè)有一排所述通孔。

進(jìn)一步地，所述降液結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)液管，所述導(dǎo)液管的上端連通所述下帽罩，所述導(dǎo)液管的下端連通所述分液管。

進(jìn)一步地，所述降液結(jié)構(gòu)為槽體式結(jié)構(gòu)，所述槽體的側(cè)壁上端與所述下帽罩的底部無縫焊接或者通過板筋焊接。

采用分液管式降液結(jié)構(gòu)能夠使液體線式均勻的分布到填料表面，改善液體分布的質(zhì)量，還能減少材料的用量。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述集液結(jié)構(gòu)整體呈頂端開放底端封閉的上大下小型結(jié)構(gòu)，所述集液結(jié)構(gòu)的下部嵌入所述上帽罩中，所述集液結(jié)構(gòu)中部的側(cè)壁與所述上帽罩側(cè)壁相焊接，所述集液結(jié)構(gòu)下部的側(cè)壁上開設(shè)有多個噴淋孔或開有溢流孔。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述填料塊為規(guī)整填料塊，所述固定架包括平行設(shè)置的兩層，所述規(guī)整填料塊置于兩層固定架之間，所述固定架的四周設(shè)置有卡扣孔；

所述固定架的四周還設(shè)置有固定圈，所述固定圈的兩端分別設(shè)置有向著固定圈兩端外側(cè)延伸的卡扣帶，所述卡扣帶與所述卡扣孔相卡接。

進(jìn)一步地，所述規(guī)整填料塊的厚度為30mm～500mm。

規(guī)整填料塊可采用常用的波紋型填料或其他類型的填料。

本實(shí)用新型中，填料上的固定架與固定圈可拆卸的連接，當(dāng)填料內(nèi)部發(fā)生堵塞，或者填料使用一段時間后老化，或者發(fā)生其他問題時，方便填料的更換，使得固定架和固定圈能夠多次被使用，提高原料的利用率，節(jié)約成本。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述填料塊為纖維束填料，所述纖維束填料懸掛在所述塔板的下方，所述纖維束填料上的固定架與所述塔板通過導(dǎo)桿相連接。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述纖維束填料由若干根纖維絲以棱形或正方形模式編結(jié)在所述固定架上，所述纖維絲的直徑為 0.001mm～0.01mm。

進(jìn)一步地，所述纖維束填料的高度為250mm～2500mm。

采用纖維束填料，并且纖維束填料與塔板相連接，充分利用了塔內(nèi)空間，增加氣液接觸時間，提高液泛氣速和塔板效率，降低塔板壓降，減少霧沫夾帶，提高操作彈性和分離效率等。其中，塔板組件可充當(dāng)纖維束填料的液體分布器，提高填料的傳質(zhì)效率，而纖維束填料反過來又可充當(dāng)塔板組件的氣體分布器，進(jìn)一步提高氣液傳質(zhì)狀況，實(shí)現(xiàn)塔板與填料的完美復(fù)合。

作為進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述塔板組件與所述填料組件之間的距離為20mm～300mm。

進(jìn)一步地，所述上帽罩和下帽罩為矩形體、圓柱體、三棱柱體或多棱柱體。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個方面，本實(shí)用新型還提供一種帶有復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)的精餾塔，包括以上所述的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，還包括精餾塔、冷凝器和塔釜，所述復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述精餾塔的內(nèi)部，所述精餾塔的頂部設(shè)置有冷凝器，所述精餾塔安裝在塔釜上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：

1、本實(shí)用新型提供的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，合理有效地利用了塔板和填料的優(yōu)點(diǎn)，塔板組件和填料組件之間具有一定的距離，降低了塔板壓降和霧沫夾帶，提高了塔板的處理能力，極大的強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程，氣液接觸效果好，傳質(zhì)效率高，操作彈性大；并且結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，使用方便，便于維護(hù)。

其中的塔板組件既可以作為氣液傳質(zhì)的部件，又可以作為填料的液體分布器；其上部的集液結(jié)構(gòu)，可以起到收集液體的作用，下部設(shè)置有降液結(jié)構(gòu)，降液結(jié)構(gòu)上的液體分布板或者分液管上均開設(shè)有多個通孔，能夠發(fā)揮液體再分布的作用，提高填料的傳質(zhì)效率，節(jié)省了分布器的占用空間，并節(jié)約了投資，降低了成本。

2、本實(shí)用新型提供的帶有復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)的精餾塔，集合板式塔與填料塔的設(shè)計(jì)，充分利用塔內(nèi)空間，提高了精餾系數(shù)，強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程，有利于提高產(chǎn)品的收率和純度。并且加工成本低，占用空間小，便于安裝操作，維護(hù)管理方便，可節(jié)省設(shè)備投資。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的塔板組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3提供的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例4提供的帶有復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)的精餾塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：1－塔板組件；101－塔板；102－上帽罩；103－下帽罩；104－篩孔；105－布液小孔；106－集液結(jié)構(gòu)；107－降液結(jié)構(gòu)；171－液體分布板；172－分液管；173－通孔；174－導(dǎo)液管；2－填料組件；201－規(guī)整填料塊；202－固定架；203－固定圈；204－卡扣帶；205－卡扣孔；206－纖維束填料；207－導(dǎo)桿；3－精餾塔；4－冷凝器；5－塔釜。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供一種復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，包括塔板組件1，以及間隔的設(shè)置在塔板組件1下方的填料組件2；塔板組件1包括塔板101、以及分別安裝于塔板101上、下方的上帽罩102 和下帽罩103，上帽罩102的頂部設(shè)置有集液結(jié)構(gòu)106，下帽罩103 的底部設(shè)置有降液結(jié)構(gòu)107，降液結(jié)構(gòu)107的下部設(shè)置有液體分布板 171或者分液管172，液體分布板171和分液管172上均開設(shè)有多個通孔173，塔板組件1能夠作為填料組件2的液體分布器；填料組件 2包括固定架202，以及設(shè)置在固定架202上的填料塊。

其中，塔板組件1與填料組件2之間的距離為20mm～300mm。

上帽罩102與下帽罩103焊接在塔板101上，且上帽罩102與下帽罩103一體成型；在上帽罩102和下帽罩103的中部均開設(shè)有若干排篩孔104，上帽罩102與塔板101連接處周向開設(shè)有一排布液小孔 105。布液小孔105位于上帽罩102側(cè)壁上距離塔板1015mm～50m處，其開孔直徑為2mm～10m，開孔間距為3mm～30mm。篩孔104的排布呈交錯、平行或并列的方式，篩孔104的孔徑為3mm～30mm，開孔間距為6mm～25mm。

集液結(jié)構(gòu)106整體呈頂端開放底端封閉的上大下小型結(jié)構(gòu)，集液結(jié)構(gòu)106的下部嵌入上帽罩102中，集液結(jié)構(gòu)106中部的側(cè)壁與上帽罩102側(cè)壁相焊接，集液結(jié)構(gòu)106下部的側(cè)壁上開設(shè)有多個噴淋孔或開有溢流孔。

作為一種可選實(shí)施方式，上帽罩102和下帽罩103為矩形體、圓柱體、三棱柱體或多棱柱體。

降液結(jié)構(gòu)107為槽體式結(jié)構(gòu)，槽體的側(cè)壁上端與下帽罩103的底部無縫焊接或者通過板筋焊接。

降液結(jié)構(gòu)107的下部設(shè)置有多層液體分布板171，多層液體分布板171上下平行間隔的布置，且各層液體分布板171上的通孔173 直徑自上而下逐漸減小。液體分布板171的上表面均勻設(shè)置有導(dǎo)流槽；各層液體分布板171上的通孔173數(shù)量自上而下逐漸增加。

本實(shí)施例中，降液結(jié)構(gòu)107設(shè)置兩層液體分布板171，上層液體分布板171上的通孔173直徑大于下層液體分布板171上的通孔173 直徑，通孔173數(shù)量少于下層。

本實(shí)施例中，填料塊為規(guī)整填料塊201，固定架202包括平行設(shè)置的兩層，規(guī)整填料塊201置于兩層固定架202之間，固定架202 的四周設(shè)置有卡扣孔205；固定架202的四周設(shè)置有固定圈203，固定圈203的兩端分別設(shè)置有向著固定圈203兩端外側(cè)延伸的卡扣帶 204，卡扣帶204與卡扣孔205相卡接。

規(guī)整填料塊201的厚度為30mm～500mm。

規(guī)整填料塊201可采用常用的波紋型填料或其他類型的填料。

實(shí)施例2

如圖3所示，本實(shí)施例提供一種復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例1 不同的是，降液結(jié)構(gòu)107。

本實(shí)施例中，降液結(jié)構(gòu)107的下部設(shè)置有多個分液管172，分液管172上開設(shè)有多個通孔173。

可選的，分液管172為2～6個，分液管172沿水平方向平行間隔的布置，在分液管172下端管壁或者側(cè)面管壁上開設(shè)有一排通孔 173。降液結(jié)構(gòu)107的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)液管174，導(dǎo)液管174的上端連通下帽罩103，導(dǎo)液管174的下端連通分液管172。

實(shí)施例3

如圖4所示，本實(shí)施例提供一種復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例1 不同的是，填料組件2。

本實(shí)施例中，填料塊為纖維束填料206，纖維束填料206懸掛在塔板101的下方，纖維束填料206上的固定架202與塔板101通過導(dǎo)桿207相連接。纖維束填料206由若干根纖維絲以棱形或正方形模式編結(jié)在固定架202上，纖維絲的直徑為0.001mm～0.01mm。

纖維束填料206的高度為250mm～2500mm。

實(shí)施例4

如圖5所示，本實(shí)施例提供一種帶有復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)的精餾塔，包括實(shí)施例1所述的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)，還包括精餾塔3、冷凝器4和塔釜5，復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)設(shè)置在精餾塔3的內(nèi)部，精餾塔3 的頂部設(shè)置有冷凝器4，精餾塔3安裝在塔釜5上。

精餾塔3的內(nèi)部設(shè)置至少一組包括塔板組件1和填料組件2的復(fù)合塔板填料結(jié)構(gòu)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。