專利名稱：可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用作蒸餾塔內部填料的改進，特別是一種由多層單體重疊在一起的可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料。
背景技術：
在現有化工分離技術中，用蒸餾方法制作高純度的液體物質，常常用蒸餾塔內部帶有填料的蒸餾裝置來實現混合物的分離。如有一種蒸餾塔填料，是將不銹鋼絲網片壓成波紋后捆扎成圓柱狀放入蒸餾塔作為填料。當蒸餾物料是酸性時，常采用陶瓷填料，是將陶瓷制成具有中心孔道的顆粒，將它放入氣液自由通道中，構成蒸餾塔填料。采用填料的目的是為了增大氣液接觸面積、使塔體單位長度所代表的理論塔板數量更多。但是這種蒸餾裝置，在蒸餾過程中，還存在以下幾個不足之處1)蒸餾塔內部的物質分離，需要不斷地用氣液交換方式來實現，上述填料因不能長時間的持液，氣液交換所需要的液體靠大量的回流來補充，這種補充方式需要能量的消耗，回流越大，能量的消耗也越多。2)由于需要大量的回流，必然需要大量的蒸發量，會將蒸餾塔底部的低揮發組分大量地帶到蒸餾塔中，導致蒸餾塔內部易揮發組分的含量下降，不利于混合物中易揮發組分的純化。3)、由于蒸餾塔中蒸發量大于或等于回流量，蒸發物與待蒸發液體的比例偏大，不利于蒸發物中易揮發組分的富集，雖有較多的理論塔板數，但分離效率并不高。

實用新型內容本實用新型的目的是要克服上述現有技術中存在的缺點，提供一種全新結構的蒸餾塔填料來代替現有蒸餾塔中的填料，該填料具有持液結構，以相對動態的持液方式，降低蒸餾塔中蒸發物與待蒸發液體的比例，保證混合物高質量的分離，且能大幅度減少回流量，降低能量消耗。工作安全可靠、有利于提高產品的質量，并具有結構合理、制造、安裝方便等特點。
本實用新型采用如下方式實現可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料，它由多個單體疊在一起組成，所述的單體為一端敞開的薄壁中空圓柱體，柱體內設有多個兩端貫通的氣流通道，氣流通道貫穿中空圓柱體的底面，該氣流通道的側壁與柱體底面垂直，氣流通道的外側壁與柱底面之間形成持液腔。單體的持液部份和導氣部分相間分布，中空圓柱體的外徑較蒸餾塔內部直徑略小，每個單體的敞開端向上，層疊后位于蒸餾塔內部作為填料。單體的持液腔底面有插孔，孔中插有導液管。導液管的上端低于單體的上表面，下端穿出柱體底面底部，插入下一層單體的持液腔內，使上一層單體中的液體超過導液管的上端口時，能從導液管中流到下一層的單體持液腔內。當回流較大時，單體內的液體也可以通過持液腔的上方向外溢流。為提高蒸汽對單體持液槽內液體的加熱效果，一般情況下，應盡可能讓液體從導液管處溢流。持液腔內插有的導液管便于將上一單體的物料引入下一層單體的持液腔內，實現相對動態的持液方式。
本實用新型的氣流通道的橫截面為圓形、矩形或多邊形。
每個單體的持液腔的底部開有漏孔，當蒸餾塔不使用時，或當需要更換其他物料蒸餾時，可以在數小時內使單體內的物料漏盡。
本實用新型的有益效果1)本實用新型用持液的方式來代替部分回流的液體，使回流量減少，因此能量的消耗也可以減少；2)由于減少了回流量，使蒸發量減少，從蒸餾塔底部帶到蒸餾塔內的低揮發組分物質也減少，有利于塔中易揮發組分的純化；3)單體內的液體有稀釋低揮發組分物質的作用，有利于蒸發物中易揮發組分的含量增加；4)單體內被蒸發的物質量遠小于單體內待蒸發的液體量，有利于蒸發物中易揮發組分的富集；5)具有結構合理、制造、安裝方便等特點。
本實用新型可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料，在使用過程中，蒸餾塔對混合物的整體分離效果與多級簡單蒸餾的分離效果相同，但熱源只有一個，因此不僅改善了分離效率，更具有明顯的節能效果。

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖。
圖2是圖1的A向剖視圖。
圖3是本實用新型另一實施例的結構示意圖。
圖中的標號說明1-單體；2-氣流通道；3-氣流通道的側壁；4-持液腔；5-插孔；6-導液管；7-漏孔；8-蒸餾塔外殼。
具體實施方式實施例1 本實施例的結構從圖1和圖2中可看出，單體1是一端敞開的薄壁中空圓柱體，柱體內設有多個兩端貫通的氣流通道2，氣流通道貫穿中空圓柱體的底面，該氣流通道的側壁3與柱體底面垂直，氣流通道的側壁3的下端面與柱體底面通過焊接或沖壓相連。氣流通道的外側壁與柱底面之間形成持液腔4。本實用新型的氣流通道的橫截面呈矩形，條狀的持液部分和導氣部分相間分布。單體的外徑與蒸餾塔外殼8的內徑趨于一致。其中持液部分和導氣部分寬度以1-5cm為佳，持液腔4的深度應是蒸餾塔直徑的0.5-1倍。腔內一定的持液量代替了部分回流的液體，使回流量減少，因此能量的消耗也減少。持液腔開口向上，液體可以在腔中留存。氣流通道上下兩頭貫通，使蒸汽可以在該處通過。單體1水平放置在蒸餾塔內，可使單體內的液體能夠分布均勻，多個單體上下排列(圖中僅顯示了一個單體)，單體與單體之間留有間隙，可通過墊塊來實現(圖中未示)。
每一個單體的圓柱體底面(即持液腔底部位置)開有2-4個插孔5，孔中插有導液管6。導液管的上部低于中空柱體的上端面，導液管的下部超出持液腔的底部，并可以進入下一層單體的持液腔內。使上一層單體中的液體超過導液管6的上端口時，能從導液管中流到下一層的單體的持液腔內。當回流較大時，單體內的液體也可以通過持液腔的上部開口向外溢流。為提高蒸汽對單體容器內液體的加熱效果，一般情況下，應盡可能讓液體從導液管處溢流。
蒸餾過程中，單體內的液體主要是依靠蒸發、溢流和收集回流物質的方式，不斷地與其他相鄰的單體交換物質。但考慮到蒸餾塔有可能應用于其他多種物料的分離，以及蒸餾塔自身的檢修便利，每個單體的持液腔底部應少量分布一些小漏孔7，當蒸餾塔不使用時或需要更換其他物料蒸餾時，可以在數小時內使單體內的物料漏盡。
單體用導熱性能較好的材料進行焊制或鑄制或沖壓而成，以多個單體重疊的方式放入蒸餾塔內部。安放時應保持單體上口的水平狀態，上下單體之間應留有空隙，空隙高度應至少有5cm。安放時上層單體的導氣部分(氣流通道2)應與下層單體的持液腔4遙相對接，(即上下相鄰單體的持液腔或氣流通道不在同一垂線上)使回流的液體沒有在上層單體的持液腔內承接時，仍可以由下層單體的持液腔內承接。
以間隙蒸餾為例使用過程中，經過少量時間的回流，蒸餾塔內的單體已存留了液體物質。當蒸汽上升的某一層單體時，蒸汽加熱了存留在單體內的液體，使蒸汽中一部分低揮發組分失去熱量后冷凝成液體，向下回流。同時，單體內存留的液體中部分易揮發組分被加熱后，變成蒸汽，與未冷凝的原上升蒸汽一起向上一層單體方向移動。由此重復，使易揮發組分物質不斷向上移動，低揮發組分物質不斷向下移動，以此達到混合物的分離。蒸餾塔的整體分離效果與多級簡單蒸餾的分離效果相同，但熱源只有一個，因此不僅改善了分離效率，并具有明顯的節能效果。
實施例2本實施例與實施例1所不同之處在于單體1的導氣部分呈蜂窩狀的形式出現(見圖3)，氣流通道2的橫截面是圓形。
權利要求1.可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料，其特征是填料由至少兩個單體(1)疊在一起組成，所述的單體為一端敞開的中空圓柱體，柱體內設有兩端貫通的氣流通道(2)，氣流通道的外側壁(3)與柱底面之間形成持液腔(4)。
2.根據權利要求1所述的可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料，其特征是所述的持液腔(4)底面有插孔(5)，其中插有導液管(6)，導液管的上端低于單體的上表面，下端穿出柱體底面底部插入下一層單體的持液腔(4)內。
3.根據權利要求1所述的可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料，其特征是所說的氣流通道(2)的橫截面為圓形、矩形或多邊形。
4.根據權利要求1或2或3所述的可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料，其特征是持液腔(4)的底部開有漏孔(7)。
專利摘要本實用新型可減少回流量的蒸餾塔內部持液填料，是對現有蒸餾塔內部填料的改進，它由至少兩個單體(1)疊在一起組成，單體為一端敞開的中空圓柱體，柱體內設有兩端貫通的氣流通道(2)，氣流通道的外側壁(3)與柱底面之間形成持液腔(4)，持液腔底部開有插孔(5)，孔中插有導液管(6)。本實用新型用持液的方式來代替部分回流的液體，使回流量減少，能量的消耗減少；蒸發量減少，從蒸餾塔底帶到蒸餾塔內的低揮發組分物質也減少，有利于塔中易揮發組分的純化和富集，分離效率提高。具有結構合理、制造、安裝方便等特點。在使用過程中，蒸餾塔對混合物的整體分離效果與多級簡單蒸餾的分離效果相同，但熱源只有一個，具有明顯的節能效果。
文檔編號B01J19/32GK2705232SQ20042002092
公開日2005年6月22日 申請日期2004年3月12日 優先權日2004年3月12日
發明者羅健兒 申請人:羅健兒