一种精馏塔塔节及其工作方法与流程
本发明属于化工精馏分离装置，尤其涉及一种精馏塔塔节及其工作方法。
背景技术：
1、精馏塔塔节是组成精馏塔塔体的重要部分，通常为垂直圆筒结构，结构简单，功能单一，塔节内部一般安装填料或塔板，为汽液交换的实现提供良好的流通和一定的约束，从而增加汽液之间的接触面积，促进传质传热，使复杂组分得到有效分离。
2、目前广泛使用的以及市场上生产售卖的绝大部分为传统精馏塔塔节，结构大同小异，其优点是结构简易、制造技术要求低，但为了保证分离效果，通常具有相对较高的高度，虽然目前可根据精馏原理的研究对装置参数和选型进行计算，通过物料组成和物性关系，以及填料选型和特性参数等综合考量，可有效降低填料高度，进而降低塔节高度，但该方法始终是以传统塔节为装置基础，其结构一定程度限制了“降高”的能力。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷或不足，本发明提供给了一种精馏塔塔节及工作方法，通过在塔节内部设置迂回交错的空间结构，增加了蒸汽流通的长度，从而在保证精馏塔的分离效果的同时能够有效降低塔节高度。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，本发明的实施例提供了一种精馏塔塔节，包括外层圆筒、内层圆筒和中层圆筒，所述中层圆筒位于外层圆筒和内层圆筒之间，且中层圆筒分别与外层圆筒和内层圆筒之间间隔设定距离，外层圆筒顶端和内层圆筒顶端通过第一空心圆台相连，所述外层圆筒底部固定连接有下层圆台底托，所述中层圆筒底部通过第二空心圆台固定连接有多孔圆底。
4、进一步地，所述第一空心圆台为倒置的圆台状结构，其内部中空，两端开口设置，其中第一空心圆台的大径端直径与外层圆筒直径相同，第一空心圆台的小径端直径与内层圆筒直径相同，第一空心圆台大径端与外层圆筒顶端固定连接，第一空心圆台小径端与内层圆筒顶端固定连接。
5、进一步地，所述第二空心圆台与第一空心圆台结构相同，第二空心圆台筒的大径端直径与中层圆筒的直径相同，第二空心圆台的小径端与多孔圆底的直径相同，第二空心圆台的大径端与中层圆筒的底端固定连接。
6、进一步地，所述多孔圆底的中心区域设置有圆形凹槽，所述圆形凹槽的底面上开设有多个圆形通孔，圆形通孔内均设有垂直放置的溢流导管，溢流导管顶端管口高于圆形凹槽底面高度，溢流导管的底端低于多孔圆底底面。
7、进一步地，所述下层圆台底托包括第三空心圆台，所述第三空心圆台的结构与第二空心圆台的结构相同，第三空心圆台底端内侧下沿设置有水平向内延伸的第二内圈圆环，所述第二内圈圆环通过螺栓连接有第二填料支撑盘。
8、进一步地，所述内层圆筒顶部固定连接有第一填料支撑盘，第二填料支撑盘与第一填料支撑盘均为圆盘状结构，第一填料支撑盘与第二填料支撑盘的内侧均设置有网格挡板，网格挡板呈现网状分布。
9、进一步地，内层圆筒的内侧和外侧、中层圆筒的内侧和外侧以及外层圆筒的内侧均设置有防壁流环，防壁流环位于内层圆筒、中层圆筒和外层圆筒的顶部和中部，所述防壁流环为圆环状结构，且倾斜向下设置，所述防壁流环上环状分布有多个凸起圆孔、多个凹形圆弧和多个导流尖，凸起圆孔和凹形圆弧边缘处设置有向上弯曲的卷边，导流尖的尖端做了钝化和圆角处理。
10、进一步地，所述第二空心圆台和第三空心圆台之间还设置有固定支撑架，所述固定支撑架包括第一圆环、第二圆环、第三圆环和第四圆环，第一圆环与第二空心圆台顶端外侧固定连接，第二圆环与第三空心圆台顶端内侧固定连接，第三圆环与第二空心圆台底端外侧固定连接，第四圆环的下表面与下层圆台底托的第二内圈圆环上表面固定连接。
11、进一步地，第一圆环和第二圆环之间连接有若干外层短杆，第三圆环和第一圆环之间连接有若干上层长杆，第二圆环和第四圆环之间连接有若干下层长杆，第四圆环之间和第三圆环之间连接有若干内层短杆。
12、第二方面，本发明的实施例还提供了一种精馏塔塔节的工作方法，利用如上所述的一种精馏塔塔节，包括以下步骤：
13、在使用前，首先将多个精馏塔塔节从下至上依次堆叠，底部精馏塔塔节上的第一外圈圆环与位于其上方的精馏塔塔节上的第二外圈圆环对接固定，同时将填料填充进精馏塔塔节中，完成精馏塔的搭建；
14、在使用时，蒸汽从精馏塔塔节底部的第二填料支撑盘进入塔节内部，向上流通进入外层圆筒和中层圆筒之间的夹层空间，然后转向通过中层圆筒和内层圆筒之间的夹层空间，到达内部圆筒结构底部再转向向上通过内层圆筒，最后从内层圆筒顶端的第一填料支撑盘流出，到达下一单元塔节，在此过程中蒸汽与填料充分接触，促进传质传热，使复杂组分得到有效分离。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
16、1、本发明通过设置外层圆筒、中层圆筒和内层圆筒，且中层圆筒位于外层圆筒和内层圆筒之间，并将外层圆筒顶端和内层圆筒顶端通过第一空心圆台相连，所述外层圆筒底部固定连接有下层圆台底托，所述中层圆筒底部通过第二空心圆台固定连接有多孔圆底。使塔节内部形成迂回交错的空间结构，蒸汽在迂回交错的空间结构中流通，提高了蒸汽流经的长度，因此不需要较高的塔节高度，相比于传统精馏塔塔节，提高了蒸汽流经的长度，极大的促进汽液传质传热的效率，有利于提升精馏塔的分离效果，能很大程度上降低塔节的高度。
17、2、本发明通过在内层圆筒、中层圆筒和外层圆筒上设置防壁流环，可以有效的防止液体沿着塔节内壁流下来的现象，减轻壁流效应，有利于提高汽液间的交换面积和接触时间，进而提高精馏塔的传质传热效率。
18、3、本发明通过在内部圆筒结构底部设置多孔圆底，并在多孔圆底上开设圆形凹槽，利用圆形凹槽可以积存少量液体，溢流导管的高度可以控制积存液体的高度，进而控制积存液体的容量，使多余的液体从导管上端口溢流到下层，能有效解决积液过多引发的分离效果差的问题。
技术特征：
1.一种精馏塔塔节，其特征在于，包括外层圆筒、内层圆筒和中层圆筒，所述中层圆筒位于外层圆筒和内层圆筒之间，且中层圆筒分别与外层圆筒和内层圆筒之间间隔设定距离，外层圆筒顶端和内层圆筒顶端通过第一空心圆台相连，所述外层圆筒底部固定连接有下层圆台底托，所述中层圆筒底部通过第二空心圆台固定连接有多孔圆底。
2.如权利要求1所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，所述第一空心圆台为倒置的圆台状结构，其内部中空，两端开口设置，其中第一空心圆台的大径端直径与外层圆筒直径相同，第一空心圆台的小径端直径与内层圆筒直径相同，第一空心圆台大径端与外层圆筒顶端固定连接，第一空心圆台小径端与内层圆筒顶端固定连接。
3.如权利要求2所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，所述第二空心圆台与第一空心圆台结构相同，第二空心圆台筒的大径端直径与中层圆筒的直径相同，第二空心圆台的小径端与多孔圆底的直径相同，第二空心圆台的大径端与中层圆筒的底端固定连接。
4.如权利要求1所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，所述多孔圆底的中心区域设置有圆形凹槽，所述圆形凹槽的底面上开设有多个圆形通孔，圆形通孔内均设有垂直放置的溢流导管，溢流导管顶端管口高于圆形凹槽底面高度，溢流导管的底端低于多孔圆底底面。
5.如权利要求3所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，所述下层圆台底托包括第三空心圆台，所述第三空心圆台的结构与第二空心圆台的结构相同，第三空心圆台底端内侧下沿设置有水平向内延伸的第二内圈圆环，所述第二内圈圆环通过螺栓连接有第二填料支撑盘。
6.如权利要求5所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，所述内层圆筒顶部固定连接有第一填料支撑盘，第二填料支撑盘与第一填料支撑盘均为圆盘状结构，第一填料支撑盘与第二填料支撑盘的内侧均设置有网格挡板，网格挡板呈现网状分布。
7.如权利要求1所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，内层圆筒的内侧和外侧、中层圆筒的内侧和外侧以及外层圆筒的内侧均设置有防壁流环，防壁流环位于内层圆筒、中层圆筒和外层圆筒的顶部和中部，所述防壁流环为圆环状结构，且倾斜向下设置，所述防壁流环上环状分布有多个凸起圆孔、多个凹形圆弧和多个导流尖，凸起圆孔和凹形圆弧边缘处设置有向上弯曲的卷边，导流尖的尖端做了钝化和圆角处理。
8.如权利要求5所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，所述第二空心圆台和第三空心圆台之间还设置有固定支撑架，所述固定支撑架包括第一圆环、第二圆环、第三圆环和第四圆环，第一圆环与第二空心圆台顶端外侧固定连接，第二圆环与第三空心圆台顶端内侧固定连接，第三圆环与第二空心圆台底端外侧固定连接，第四圆环的下表面与下层圆台底托的第二内圈圆环上表面固定连接。
9.如权利要求8所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，第一圆环和第二圆环之间连接有若干外层短杆，第三圆环和第一圆环之间连接有若干上层长杆，第二圆环和第四圆环之间连接有若干下层长杆，第四圆环之间和第三圆环之间连接有若干内层短杆。
10.一种精馏塔塔节的工作方法，利用如权利要求1-9任一项所述的一种精馏塔塔节，其特征在于，包括以下步骤：
技术总结
本发明提供了一种精馏塔塔节及其工作方法，属于精馏塔技术领域，包括外层圆筒、内层圆筒和中层圆筒，所述中层圆筒位于外层圆筒和内层圆筒之间，且中层圆筒分别与外层圆筒和内层圆筒之间间隔设定距离，外层圆筒顶端和内层圆筒顶端通过第一空心圆台相连，所述外层圆筒底部固定连接有下层圆台底托，所述中层圆筒底部通过第二空心圆台固定连接有多孔圆底。本发明通过在塔节内部设置迂回交错的空间结构，增加了蒸汽流通的长度，从而在保证精馏塔的分离效果的同时能够有效降低塔节高度。
技术研发人员：李志真,范晋勇,李玉美,郑万强,姚慧玲,汪文露,秦世睿,桑茂真,吴亚琳,周明丽
受保护的技术使用者：山东瑞博龙化工科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23