《組合式洗滌精餾塔》是青島科技大學於2015年12月28日申請的專利，該專利的公布號為CN105457418A，授權公布日為2016年4月6日，發明人是王偉文、段繼海、陳光輝、李建隆、張自生。
《組合式洗滌精餾塔》包括殼體1、氣相進口2、塔頂出氣口3、塔釜出液口7和塔內件，塔內件由下而上依次包括組合擋板4、穿流塔盤5、導向篩板6；所述組合擋板4為雙層結構，其下層為V型擋板41，上層為倒V型擋板42，兩層之間相互交錯摺疊，V型擋板41設有開孔用於控制板內液體流量，同時洗去氣相中含有的固體雜質；倒V型擋板42的邊緣設定有鋸齒狀結構，可使氣體以鼓泡形式穿過，便於洗滌。該發明提供的精餾塔解決了固體顆粒去除不徹底，氣液分離效率低，操作彈性小，塔內件易堵塞等弊端。可廣泛套用於石油、石化工業中含塵產物的淨化、分離過程。
2020年7月14日，《組合式洗滌精餾塔》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《組合式洗滌精餾塔》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：組合式洗滌精餾塔
- 申請人：青島科技大學
- 申請日：2015年12月28日
- 申請號：2015110034812
- 公布號：CN105457418A
- 公布日：2016年4月6日
- 發明人：王偉文、段繼海、陳光輝、李建隆、張自生
- 地址：山東省青島市市北區鄭州路53號
- Int. Cl.：B01D47/02(2006.01)I
- 代理機構：北京雙收智慧財產權代理有限公司
- 代理人：陳磊、孫寧寧
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
流態化反應是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體而使固體顆粒處於懸浮運動，並進行氣固相或液固相反應的過程，由於流態化反應特點，流態化反應過程中，出流化床氣相產物中一般含有反應物、催化劑等固體顆粒，為將氣相中含有的固體顆粒去除，一般採用旋風分離器加洗滌塔的方式實現氣固分離，同時洗滌塔具有一定的精餾能力，可將氣相產物中的輕重組分以及副產物進行粗分，以減輕後續分離負荷。
洗滌精餾塔即是一種將氣體濕法除塵與精餾操作相耦合的重要設備。傳統的洗滌精餾塔一般為板式塔，由殼體、塔內件和必要的氣液進出口組成。混合氣進入洗滌塔後，通過塔板上組分間的熱量和質量交換，實現輕重組分以及副產物的粗分，同時氣相穿過液層時，固體顆粒將會被液體阻攔下來，隨重組分進入塔釜，產生洗滌作用。
實際運行過程中，由於混合氣含有一定量的固體，易造成塔盤堵塞，生產不穩定、不連續；氣體穿過塔底液層時容易形成大氣泡，不利於氣液充分接觸，顆粒物難以徹底去除。易導致塔頂氣體中含固體顆粒，塔底含固分離物中產品含量超標，塔洗滌、分離效果難以達到設計要求。
專利號為ZL201210345751.8號、名稱為《一種用於處理三氯氫矽合成尾氣的洗滌精餾塔》的專利基於塔板防堵塞、氣固相洗滌精餾的理念，公開了一種用於處理三氯氫矽合成尾氣的洗滌精餾塔，它以塔板區、篩板區和擋板區的結構實現氣固的精餾洗滌。但由於擋板區採用人字擋板導致氣相壓降較大，篩板區和塔板區未設定氣液強化傳質裝置，導致精餾效果也不理想。
發明內容
專利目的
技術方案
《組合式洗滌精餾塔》的組合式洗滌精餾塔包括殼體1、氣相進口2、塔頂出氣口3、塔釜出液口7和塔內件，塔內件由下而上依次包括組合擋板4、穿流塔盤5、導向篩板6；所述組合擋板4為雙層結構，其下層為V型擋板41，上層為倒V型擋板42，兩層之間相互交錯摺疊，V型擋板41設有開孔用於控制板內液體流量，同時洗去氣相中含有的固體雜質；倒V型擋板42的邊緣設定有鋸齒狀結構，可使氣體以鼓泡形式穿過，便於洗滌。
在工作過程中，混合氣體自進氣口進入塔內，上升過程中首先穿過組合擋板。組合擋板下層內含有一定液相，氣體穿過時進行洗滌，下層板面具有一定開孔率，液相及洗滌下來的固相穿過板面流下，經塔釜出口流出；上層板面插入下層板面液相內，同時在板面設定鋸齒狀結構，確保氣體以鼓泡形式穿過，以加強洗滌效果。
在組合擋板以上設定穿流塔盤，氣體從塔板篩孔中穿過，液體亦從篩孔中漏下，塔板上保持一定的液位，氣體穿過篩孔和板上液層時，氣液充分接觸，用以去除較細顆粒。由於穿流塔盤的篩孔和開孔率均較大不易產生固體的沉積與堵塞。
在穿流塔盤以上設定導向篩板，氣體通過導向孔推動液體，可減少液面落差，同時也可調整泡沫的高度，因而不易產生霧沫夾帶，亦可避免超細顆粒的沉積；且為防止出口堰等流動死區顆粒的沉積，在該區域設計了防沉積裝置。
優選的，所述組合式洗滌精餾塔自下而上依次包括2～5層組合擋板4、3～6層穿流塔板5
優選的，穿流塔盤5和導向篩板6上設定微氣泡強化傳質裝置，所述微氣泡強化傳質裝置，包括篩板11、篩網12、用於連線篩網11和篩板12的支架；所述支架包括接管13、固定於接管13頂端的帶有外螺紋的圓鋼14，固定於圓鋼14周緣的支撐板15和蓋板16，與圓鋼14螺紋連線的螺母17；所述接管13底部安裝於篩板11上，接管13頂端通過支撐板15和蓋板16夾持篩網12，通過螺母17與圓鋼13的螺紋配合使篩網12壓緊於支撐板15和蓋板16之間。
此裝置可將氣體穿過板上液層時產生的大氣泡直徑減小為原來的1/20，大大增加了超細顆粒與液相的接觸幾率，有利於顆粒與液相的徹底分離；同時增大了板上液層的傳質比表面積（約增大十倍以上），強化了塔板上氣液之間的傳質過程，大幅提高了塔板的分離效率。氣相經上述塔板洗滌、精餾後由塔頂出口離開洗滌精餾塔。
改善效果
《組合式洗滌精餾塔》將慣性除塵與導向篩板、穿流塔盤、微氣泡強化傳質技術相耦合，解決了固體顆粒去除不徹底，氣液分離效率低，操作彈性小，塔內件易堵塞等弊端。可廣泛套用於石油、石化工業中含塵產物的淨化、分離過程。
附圖說明
圖1為《組合式洗滌精餾塔》中組合式精餾洗滌塔的結構示意圖。
圖2為該發明中組合式精餾洗滌塔中組合擋板的局部放大圖。
圖3為該發明中微氣泡強化傳質裝置的結構示意圖。
技術領域
《組合式洗滌精餾塔》涉及板式精餾塔技術領域，更具體地，該發明涉及一種組合式洗滌精餾塔。
權利要求
1.一種組合式洗滌精餾塔，包括殼體（1）、氣相進口（2）、塔頂出氣口（3）、塔釜出液口（7）和塔內件，塔內件由下而上依次包括組合擋板（4）、穿流塔盤（5）、導向篩板（6）；所述組合擋板（4）為雙層結構，其下層為V型擋板（41），上層為倒V型擋板（42），兩層之間相互交錯摺疊，V型擋板（41）設有開孔用於控制板內液體流量，同時洗去氣相中含有的固體雜質；倒V型擋板（42）的邊緣設定有鋸齒狀結構，可使氣體以鼓泡形式穿過，便於洗滌。
2.根據權利要求1所述的組合式洗滌精餾塔，其特徵在於：所述組合式洗滌精餾塔自下而上依次包括2～5層組合擋板（4）、3～6層穿流塔板（5）。
3.根據權利要求2所述的組合式洗滌精餾塔，其特徵在於：穿流塔盤（5）和導向篩板（6）上設定微氣泡強化傳質裝置，所述微氣泡強化傳質裝置，包括篩板（11）、篩網（12）、用於連線篩網（11）和篩板（12）的支架；所述支架包括接管（13）、固定於接管（13）頂端的帶有外螺紋的圓鋼（14），固定於圓鋼（14）周緣的支撐板（15）和蓋板（16），與圓鋼（14）螺紋連線的螺母（17）；所述接管（13）底部安裝於篩板（11）上，接管（13）頂端通過支撐板（15）和蓋板（16）夾持篩網（12），通過螺母（17）與圓鋼（13）的螺紋配合使篩網（12）壓緊於支撐板（15）和蓋板（16）之間。
實施方式
實施例1
一種套用於機矽單體合成工序氣體淨化工段的組合式洗滌精餾塔，如圖1所示。它包括氣相進口2、塔釜出液口7、塔頂出氣口3、塔內塔板自下而上依次包括組合擋板4、穿流塔板5和篩板6，其中穿流塔板5和篩板6均設定了微氣泡強化傳質裝置8。
工作時，含塵氣體自氣相進口2進入塔內，上升過程中首先穿過組合擋板4，對氣體進行濕洗，氣相洗滌後進入穿流塔板5，液相連同其收集的固體顆粒經塔釜出口7流出塔體；氣體進入穿流塔盤5後，從塔板篩孔中穿過，液體亦從篩孔中漏下，塔板上保持一定的液位，氣液充分接觸，用以去除較細顆粒。
穿流塔盤5上部設定導向篩板6，氣體通過導向孔推動液體，可減少液面落差，同時也可調整泡沫的高度，因而不易產生霧沫夾帶，亦可避免超細顆粒的沉積；且為防止出口堰等流動死區顆粒的沉積，在該區域設計了防沉積裝置。
同時在穿流塔盤5和導向篩板6上設定微氣泡強化傳質裝置8，以增加超細顆粒與液相的接觸幾率，有利於顆粒與液相的徹底分離；並增大板上液層的傳質比表面積（約增大十倍以上），強化了塔板上氣液之間的傳質過程，大幅提高了塔板的分離效率。
氣相經上述塔板洗滌、精餾後由塔頂出口3離開洗滌精餾塔，從而實現氣相組分的淨化和初步分離。
工業化套用結果表明：組合式精餾洗滌塔的操作負荷介於正常生產的60％～200％之間，且自投入運行至今，從未出現過塔盤堵塞現象，塔頂氣相產物中從未出現固體顆粒，氣體冷凝液保持了非常高的透明度，實現了氣固兩相的徹底分離；塔釜固相分離物中目標產品含量大幅減小，完全滿足了設備的設計要求。
實施例2
一種套用於煙氣除塵淨化過程的組合式精餾洗滌塔，它包括氣相進口2、塔釜出液口7、塔頂出氣口3、塔內塔板自下而上依次包括2～5層組合擋板4、3～6層穿流塔板5，其中穿流塔板設定了微氣泡強化傳質裝置。
其具體工作過程參照實施例1。工業化套用表明：該技術可將煙氣含塵量降至30毫克每標準立方米，且未出現過塔盤堵塞現象，實現了煙氣的高效淨化，完全滿足了環保和設計分離要求。
榮譽表彰
2020年7月14日，《組合式洗滌精餾塔》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
