TWI781902B - 多鼓泡區塔板以及相應的板式塔 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種多鼓泡區塔板以及相應的板式塔，該多鼓泡區塔板包括：至少兩個鼓泡區，其上具有用於液體和氣體混合接觸的第一開孔；以及至少一個非邊降液管，所述非邊降液管包括至少一個懸掛式降液管；其中，所述懸掛式降液管的底部具有允許所述液體向左下側流動的第二開孔、以及允許所述液體向右下側流動的第三開孔；所述懸掛式降液管的所述底部被設計為使得經所述第二開孔流出的左側液體與經所述第三開孔流出的右側液體相互隔離。

Description

多鼓泡區塔板以及相應的板式塔

本發明涉及化工分離過程（例如精餾、吸收、汽提）中的塔板類氣液接觸設備，尤其是涉及一種多鼓泡區塔板以及相應的板式塔。

化工分離過程（例如精餾、吸收、汽提）中的塔板類氣液接觸設備，可以應用於煉油、石化、化工、煤化工及環保等領域。化工分離的塔板技術應用已經有數十年的歷史，塔板是化工分離精餾、吸收等過程中廣泛應用的氣液接觸設備。

一般的板式塔以塔板（或稱為“塔盤”）作為氣液接觸的基本構件，在塔板上氣液兩相以交叉方式流動（或稱為“以錯流方式流動”），塔內的氣液兩相呈逐級逆流操作，液相以溢流的形式進入到降液管，然後進入到下一層塔板上。每一層塔板都是由降液管、受液盤和鼓泡區三部分組成。按照每層塔板的鼓泡區數量，可以將塔板劃分為單溢流、雙溢流、三溢流、四溢流、六溢流或更多溢流等多種類型。

圖1所示是現有技術中三溢流塔板（其採用多鼓泡區塔板，圖示中有4層塔板）的氣液相流動示意圖，其屬一種多鼓泡區塔板，每層塔板有三個鼓泡區1，有一個邊降液管200（位於塔板的一側或兩側邊緣）和一個非邊降液管300（其可以為“中間降液管”（位於塔板正中央）和/或“腰降液管”（位於除兩側邊緣、塔板正中央之外的位置））。其中邊降液管200是位於邊緣位置垂直的部件，稱為邊降液管，其功能是提供液體向下流動的通道。鼓泡區1是中間開孔的區域，液體和氣體在該區域混合接觸，然後氣體繼續向上一層塔板運動，液體從另一側降液管向下流動。非邊降液管300是除了邊緣位置的邊降液管之外，在塔板其它位置也需要設置的降液管。常規的非邊降液管中液體流下來之後，從兩側的縫隙流向左右兩側的鼓泡區。此外，降液管正下方的區域，通常用於承接降液管流下來的液體，這個區域稱為受液盤。

圖2所示是現有技術中一種典型的非邊降液管，稱為“懸掛式降液管”，其特點是懸掛式降液管本身帶有底板400，底板400上開孔（通常是長條孔500）使液體向下流動。和常規的非邊降液管相比，懸掛式降液管最大的優點是，降液管下方的受液盤也可以成為鼓泡區（此時省略受液盤的設計），這樣相當於增大了鼓泡區的面積，從而增加了塔板的處理能力。

如圖1所示，在每一個鼓泡區1，液體都是從上方的降液管流下來，橫向流過鼓泡區，和垂直向上的氣體接觸混合之後，再流入到另一側的降液管中。而在每一個非邊降液管處，都要承接其上方兩個鼓泡區1流入的液體，同時在底部將液體分流到其下方的兩個鼓泡區1。在圖1中的非邊降液管採用圖2所示的現有技術中的懸掛式降液管的結構時，液體從非邊降液管底部流到下層塔板之後，液體會向左右兩側自由隨機流動，這種自由隨機流動使得左右兩側的流量分配不能主動控制，具有很大的隨機性和不確定性。

這種隨機性和不確定性對於具有多個鼓泡區的塔板（如圖1所示每層塔板具有三個鼓泡區）來說並不有利，這是因為，只有在各鼓泡區的液體量和氣體量之比（稱為“液氣比”）接近或相同的情況下，多鼓泡區塔板才能獲得理想的分離效率。而且，由於非邊降液管兩側的鼓泡區面積可能會有不同，此時分別流過兩側鼓泡區的氣體量也可能會不同，因此，非邊降液管只有按照兩側鼓泡區的氣體量比例來分配液體，才能確保塔板效率的最大化。但是目前行業內使用的現有多鼓泡區塔板，即使採用懸掛式降液管，也尚沒有主動分配液體的功能，所以無法保證非邊降液管底部兩側的鼓泡區的液氣比接近或相等，這就導致了塔板效率的損失，造成了浪費。

本發明提供了一種多鼓泡區塔板以及相應的板式塔，以解決以上現有技術問題中的至少一個問題。

本發明的第一方面提供了一種多鼓泡區塔板，其包括：至少兩個鼓泡區，其上具有用於液體和氣體混合接觸的第一開孔；以及至少一個非邊降液管，所述非邊降液管包括至少一個懸掛式降液管；其中，所述懸掛式降液管的底部具有允許所述液體向左下側流動的第二開孔、以及允許所述液體向右下側流動的第三開孔；所述懸掛式降液管的所述底部被設計為使得經所述第二開孔流出的左側液體與經所述第三開孔流出的右側液體相互隔離。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔對應的左下側位置的鼓泡區的液氣比，與所述第三開孔對應的右下側位置的鼓泡區的液氣比接近或相同。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔的面積和所述第三開孔的面積之比，與所述左下側位置的鼓泡區的氣體通道面積和所述右下側位置的鼓泡區的氣體通道面積之比接近或相同。

根據本發明的一些實施例，所述懸掛式降液管的所述底部包括呈平板狀的底板、以及位於所述底板下方的隔板。

根據本發明的一些實施例，所述隔板垂直於所述底板，並位於所述底板下方的中間位置。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔和所述第三開孔都設置在所述底板上，經所述第二開孔流出的左側液體位於所述隔板左側，經所述第三開孔流出的右側液體位於所述隔板右側。

根據本發明的一些實施例，所述隔板的下部與位於下側位置的另一多鼓泡區塔板接近或接觸。

根據本發明的一些實施例，所述懸掛式降液管的垂直截面為矩形、梯形、或者階梯形。

根據本發明的一些實施例，所述隔板在靠近所述底板的位置具有沿平行於所述底板方向延伸的縫隙。

根據本發明的一些實施例，所述懸掛式降液管的所述底部包括呈V型的底板，所述第二開孔和所述第三開孔分別位於所述呈V型的底板兩側位置上。

根據本發明的一些實施例，所述底板在V型的尖端位置處與位於下側位置的另一多鼓泡區塔板接近或接觸。

根據本發明的一些實施例，所述底板在V型的尖端位置處設置有沿著垂直方向延伸的隔板。

根據本發明的一些實施例，所述鼓泡區上設置有鼓泡裝置，所述鼓泡裝置包括以下各項中的至少一項：篩孔、舌孔、固閥、浮閥。

根據本發明的一些實施例，所述鼓泡區上設置有位於所述懸掛式降液管下方位置的鼓泡促進器，所述鼓泡促進器的頂部封閉，以使得所述氣體僅從側面流出。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔和所述第三開孔的形狀包括以下各項中的至少一項：圓形孔、矩形孔、橢圓形孔。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔的數量和面積根據所述液體的分配比例來確定；所述第三開孔的數量和面積根據所述液體的分配比例來確定。

本發明的第二方面還提供了一種板式塔，其包括：塔體；至少兩個根據本發明的第一方面所述的多鼓泡區塔板，所述多鼓泡區塔板設置在所述塔體內並在豎直方向上相互間隔開。

根據本發明的一些實施例，根據所述多鼓泡區塔板上的氣體總流量和液體總流量，以及所述氣體和所述液體的物理性質，來確定所述多鼓泡區塔板的直徑、所述多鼓泡區塔板上安裝的鼓泡裝置的數量、所述鼓泡區的數量和各自面積、以及每個鼓泡區所對應的鼓泡裝置的數量和氣體通道面積。

根據本發明的一些實施例，根據所述懸掛式降液管與所述鼓泡區的對應關係，來確定所述液體在每個所述懸掛式降液管的分配比例，從而確定所述第二開孔和所述第三開孔的數量和面積。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中得以顯現，或通過本發明的實踐瞭解到。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，不是全部的實施例，基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，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，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之“上”或之“下”可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

關於多鼓泡區塔板的示例性實施例

如圖3所示，為本發明的多鼓泡區塔板的示例性實施例的結構示意圖。參考圖3，該多鼓泡區塔板共計四層，每層相互交錯，從而使得上層塔板上經過（或流經）降液管的液體，能夠落到下層塔板上的鼓泡區上。

圖3中的多鼓泡區塔板包括至少兩個鼓泡區1（例如兩個、三個以上）以及至少一個非邊降液管（例如一個、兩個以上），所述非邊降液管包括至少一個懸掛式降液管2（圖3中每層有一個懸掛式降液管2，其底部3的結構有差異。上兩層的底板31呈V型，下兩層的底板31呈平板狀並具有隔板32）。

優選地，所有的非邊降液管可以都採用（均採用）懸掛式降液管2的結構設計，此時多鼓泡區塔板上與受液盤相對應的區域可以都設計為鼓泡區，從而增大塔板的處理能力。

如圖3所示，至少兩個鼓泡區1（例如每個鼓泡區）上具有用於液體和氣體混合接觸的第一開孔10。在第一開孔10處，液體和氣體混合接觸，然後氣體繼續向上一層塔板運動，液體從另一側降液管（邊降液管或者非邊降液管）向下流動。

圖3中所述懸掛式降液管2的底部3具有允許（或用於）所述液體向左下側流動的第二開孔21、以及允許（或用於）所述液體向右下側流動的第三開孔22。所述懸掛式降液管2的所述底部3被設計為使得經所述第二開孔21流出的左側液體與經所述第三開孔22流出的右側液體相互隔離（或稱為分隔、分離、分流）。

可以理解，與圖2所示的現有的懸掛式降液管2的結構（特別是底部結構）相比，圖3中懸掛式降液管2的共同特點在於通過其底部3的結構設計（下文會詳細介紹），使得經所述第二開孔21流出的左側液體與經所述第三開孔22流出的右側液體相互隔離（可以是完全隔離，也可以是絕大部分隔離）。這樣一來，可以主動控制左右兩側的流量分配，從而避免了圖1中液體（由於沒有隔離或分隔）直接從底部向下並向左右兩側自由隨機流動的缺陷。因此，本發明的以上技術方案可以規避現有技術中液體向左右兩側自由隨機流動時、無法主動控制左右兩側的流量分配的問題。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔21對應的左下側位置的鼓泡區的液氣比（即液體量和氣體量之比），與所述第三開孔22對應的右下側位置的鼓泡區的液氣比接近（例如液氣比之間的相對誤差的絕對值小於10%，此時可以認為接近）或相同。

可以理解，當第二開孔21對應的左下側位置的鼓泡區的液氣比，與所述第三開孔22對應的右下側位置的鼓泡區的液氣比接近或相同時，本發明實施例的多鼓泡區塔板可以獲得理想的分離效率，以避免塔板效率的損失，並避免浪費。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔21的面積（或稱為“開孔面積”）和所述第三開孔22的面積（或稱為“開孔面積”）之比，與所述左下側位置的鼓泡區的氣體通道面積和所述右下側位置的鼓泡區的氣體通道面積之比接近（例如相對誤差的絕對值小於10%，此時可以認為接近）或相同。本發明實施例中的“氣體通道面積”指的是鼓泡區上鼓泡裝置所對應的氣體通道的面積。

可以理解，當所述第二開孔21的面積和所述第三開孔22的面積之比與所述左下側位置的鼓泡區的氣體通道面積和所述右下側位置的鼓泡區的氣體通道面積之比接近或相同時，可以使得第二開孔21對應的左下側位置的鼓泡區的液氣比與所述第三開孔22對應的右下側位置的鼓泡區的液氣比接近或相同。例如，非邊降液管（採用懸掛式降液管2的結構）兩側的鼓泡區面積可能會有不同，此時分別流過兩側鼓泡區的氣體量也可能會不同，通過以上技術方案，可以使得非邊降液管按照兩側鼓泡區的氣體量比例來分配液體，從而確保塔板效率的最大化，例如在丙烯塔中，採用本發明實施例的多鼓泡區塔板，效率可以提高5%~20%。

示例 1~ 示例 4

圖4~圖7示出了符合本發明的懸掛式降液管2的所述底部3設計要求的多個示例，其共同特點在於懸掛式降液管2的所述底部3包括呈平板狀的底板31、以及位於所述底板31下方的隔板32。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔21和所述第三開孔22都設置在所述底板31上，經所述第二開孔21流出的左側液體位於所述隔板32左側，經所述第三開孔22流出的右側液體位於所述隔板32右側。

可以理解，採用呈平板狀的底板31和位於所述底板31下方的隔板32的結構，可以通過隔板32的結構來主動控制左右兩側的流量分配，從而避免了圖1中液體（由於沒有隔離或分隔）直接從底部向下並向左右兩側自由隨機流動的缺陷。

作為示例，隔板32與垂直方向（也稱為“豎直方向”）的夾角可以為小於45°。優選地，所述隔板32垂直於所述底板31，並位於所述底板31下方的中間位置。採用這種結構，可以使得整體結構更加對稱協調，並方便設計和製造。而且由於隔板32採用的是垂直並居中的設計，因此便於計算和模擬仿真左右兩側的液體流動狀態。

優選地，所述隔板32的下部與位於下側位置的另一多鼓泡區塔板接近（例如即使有距離或間隙，也不超過20mm；或者其距離或間隙相對於隔板垂直高度而言佔據的比例不超過20%）或接觸。其中，當所述隔板32的下部接觸位於下側位置的另一多鼓泡區塔板時，可以起到最佳的兩側液體隔離效果，從而更有利地主動控制左右兩側的流量分配。當所述隔板32的下部接近或靠近位於下側位置的另一多鼓泡區塔板時，由於距離較近，因此左右兩側的液體之間的干擾較小（可以忽略不計），同樣能夠實現對左右兩側的流量進行分配的效果。

如圖4所示，懸掛式降液管2的垂直截面（此時忽略隔板32的截面）可以為矩形（標記為“示例1”），作為示例，例如圖4中隔板32和垂直方向的夾角可以為10°，隔板32的垂直高度可以為100mm。

作為變形的實施例，所述懸掛式降液管2的垂直截面也可以為梯形（圖5，標記為“示例2”）、或者階梯形（圖6，標記為“示例3”）或其他可能的形狀。採用這些截面形狀的懸掛式降液管2，並結合隔板32的結構設計，都可以實現對左右兩側的流量進行分配的效果。

如圖7所示（標記為“示例4”），為其他變形的實施例，與圖4中的示例不同，所述隔板32（例如垂直高度為150mm）在靠近所述底板31的位置具有沿平行於所述底板方向延伸的縫隙33（例如垂直寬度為30mm；或者例如其垂直寬度相對於隔板32的垂直高度所占比例不超過20%）。優選地，該縫隙33下沿所在的位置要高於該處的液位，從而起到左右兩側液體隔離的效果。通過這種縫隙33的設計，可以平衡隔板32兩側的氣相壓力，避免隔板兩側氣相壓力不同時對兩側液體分佈的影響。

示例 5~ 示例 8

圖8~圖11示出了符合本發明的懸掛式降液管2的所述底部3設計要求的多個示例，其共同特點在於懸掛式降液管2的所述底部3包括呈V型的底板31，所述第二開孔21和所述第三開孔22分別位於所述呈V型的底板兩側位置上。

作為示例，例如，V形結構的垂直高度可以為50-500mm。所述V形結構的夾角可以為30-150°。所述V形結構上沿的寬度與底板水平寬度的比例可以為0.2~0.8。

可以理解，採用呈V型的底板31之後，可以省略隔板32的設計。此時由於第二開孔21和所述第三開孔22分別位於所述呈V型的底板兩側位置上，因此可以利用V型結構本身來主動控制左右兩側的流量分配。

優選地，所述底板31在V型的尖端位置34處與位於下側位置的另一多鼓泡區塔板4接近（例如即使有距離或間隙，也不超過30mm；或者例如該距離或間隙不超過兩層塔板間距的10%）或接觸。其中，當底板31在V型的尖端位置34處接觸位於下側位置的另一多鼓泡區塔板時，可以起到最佳的兩側液體隔離效果，從而更有利地主動控制左右兩側的流量分配。當底板31在V型的尖端位置34處接近或靠近位於下側位置的另一多鼓泡區塔板時，由於距離較近，因此左右兩側的液體之間的干擾較小（可以忽略不計），同樣能夠實現對左右兩側的流量進行分配的效果。

圖8所示為懸掛式降液管2的底部3以上部分的截面形狀為矩形的示例（標記為“示例5”），其底板31呈V型。作為示例，例如V型結構的垂直高度可以為150mm，V形結構的夾角可以為120°。

作為變形實施例，圖9（標記為“示例6”）與圖8的區別在於，其底板31的一部分水平，一部分呈V型（例如V形結構的垂直高度可以為200mm，V形結構的夾角可以為45°，V形結構上沿的寬度與底板水平寬度的比例可以為0.8）。圖8和圖9的以上兩種情形都屬呈V型的底板31的兩種覆蓋情形。

圖10（標記為“示例7”）與圖9的區別在於，所述底板31在V型的尖端位置34處設置有沿著垂直方向（或稱“豎直方向”）延伸的隔板32（例如隔板32的高度可以為70mm）。通過V型底板31（例如V形結構上沿的寬度與底板水平寬度的比例可以為0.4，V形結構的垂直高度可以為120mm，V形結構的夾角可以為60°）以及隔板32的疊加效應，同樣可以起到主動控制左右兩側的流量分配的目標。

圖11（標記為“示例8”）與圖9的區別在於，其第二開孔和第三開孔採用的是長條狀的整體大面積開孔，而非多個小面積的開孔。例如，V形結構上沿的寬度與底板水平寬度的比例可以為0.5，V形結構的垂直高度可以為150mm，V形結構的夾角可以為30°。相較而言，多個開孔形式的第二開孔和第三開孔可以更加靈活地設置開孔的數量和開孔面積，更方便於控制左右兩側的流量分配。

根據本發明的一些實施例，所述鼓泡區1上設置有鼓泡裝置，所述鼓泡裝置包括以下各項中的至少一項：篩孔、舌孔、固閥、浮閥。採用這些鼓泡裝置，可以使得液體和氣體更便於相互接觸和混合。

根據本發明的一些實施例，所述鼓泡區1上設置有位於所述懸掛式降液管下方位置的鼓泡促進器，所述鼓泡促進器的頂部封閉，以使得所述氣體僅從側面流出。鼓泡促進器在位置上通常都設置在懸掛式降液管正下方位置，由於這些位置上如果設置普通的鼓泡裝置（例如篩孔、舌孔、固閥、浮閥）會使得一部分液體直接洩漏到下層塔板（沒有經過鼓泡區和氣體接觸），從而影響塔板效率，因此這裡設置單獨的鼓泡促進器有助於避免這種情況的發生，從而提高塔板效率。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔21和所述第三開孔22的形狀包括以下各項中的至少一項：圓形孔、矩形孔、橢圓形孔。作為替換實施例，第二開孔21和所述第三開孔22的形狀還可以採用其他可行的形狀，這裡不做限定。例如本領域中容易想到的是以上第二開孔21和所述第三開孔22還可以採用其他不規則形狀的開孔，例如由兩側半圓形和中間長方形構成的開孔形狀，其可以稱為“長圓孔”。

根據本發明的一些實施例，所述第二開孔21的數量和面積根據所述液體的分配比例來確定；所述第三開孔22的數量和面積根據所述液體的分配比例來確定。例如，根據塔板上的液體的分配比例（特別是液體在每個所述懸掛式降液管的分配比例），可以計算第二開孔21的數量和面積、以及第三開孔22的數量和面積，從而主動控制左右兩側的液體分配。

關於板式塔的示例性實施例

本發明還提供了一種板式塔的示例性實施例，包括：塔體；至少兩個根據本發明以上示例性實施例中所述的多鼓泡區塔板，所述多鼓泡區塔板設置在所述塔體內並在豎直方向上相互間隔開（這裡“間隔”的含義是兩層塔板之間沿著豎直方向排布，並不排斥在懸掛式降液管2的底部3處相互接觸）。

根據本發明的一些實施例，根據所述多鼓泡區塔板上的氣體總流量和液體總流量，以及所述氣體和所述液體的物理性質（所述物理性質包括密度和粘度），來確定所述多鼓泡區塔板的直徑、所述多鼓泡區塔板上安裝的鼓泡裝置的數量、所述鼓泡區1的數量和各自面積、以及每個鼓泡區所對應的鼓泡裝置的數量和氣體通道面積。

例如，在板式塔以及多鼓泡區塔板的設計過程中，可以根據氣體總流量和液體總流量，以及氣體和液體的物理性質（密度和粘度等）來計算塔板的直徑、塔板的鼓泡區數量和鼓泡裝置（如浮閥、固閥、篩孔）的總數量。鼓泡裝置的總數量也決定了氣體通道面積的總量。而且，根據多鼓泡區塔板的直徑和鼓泡區數量，可以計算出各個鼓泡區的面積。通常來說，鼓泡裝置均勻分佈在各鼓泡區，這樣就能得出各鼓泡區的鼓泡裝置數量和各鼓泡區的氣體通道面積。

根據本發明的一些實施例，根據所述懸掛式降液管2與所述鼓泡區1的對應關係，來確定所述液體在每個所述懸掛式降液管的分配比例（可以是懸掛式降液管左右兩側的液體分配比例），從而確定所述第二開孔21和所述第三開孔22的數量和面積。

例如，根據降液管和鼓泡區的對應關係，可以確定每個降液管對應的鼓泡區氣體通道面積。通過液體分佈器（其例如為板式塔最上方用於引入和分配液體的裝置）將總液量按氣體通道面積的比例分佈到各個降液管中，這樣就得到各降液管的液體流量。然後再根據各降液管的液體流量以及降液管左右兩側的液體分配比例，確定降液管底板上左右兩側的開孔數量和開孔面積。

如圖12所示，其示出了本發明設計板式塔時多鼓泡區塔板示例性實施例的結構示意圖。在設計板式塔以及多鼓泡區塔板時，例如可以先確定塔板上的液體總流量和氣體總流量，以及氣體和液體的物理性質（密度和粘度等），這是塔板設計的輸入條件。

然後根據氣體總流量和液體總流量，以及氣體和液體的物理性質（密度、粘度等），來計算塔板的直徑、鼓泡區數量和鼓泡裝置（如浮閥、固閥、篩孔）的總數量，而鼓泡裝置的總數量也決定了氣體通道面積的總量。

其後，根據塔板的直徑和鼓泡區的數量，可計算出各個鼓泡區的面積。由於鼓泡裝置是均勻分佈在各鼓泡區，這樣就能得出各鼓泡區的鼓泡裝置數量和各鼓泡區的氣體通道面積。此時可以得到表1中的前三行數據。

再後，可以根據降液管和鼓泡區的對應關係，確定每個降液管對應的鼓泡區氣體通道面積。如圖12中，D1對應S9，D2對應S7+S8，D3對應S5+S6，D4對應S3+S4，D5對應S1+S2（表1中第四行）。通過液體分佈器將總液量按氣體通道面積的比例分佈到各個降液管中，這樣就得到各降液管的液體流量。

最後，根據各降液管的液體流量，確定降液管底板上的開孔數量和開孔面積（表1中第五~六行）。

相對於現有技術而言，本發明的設計思路是把底板上的開孔分左右兩側佈置，中間可以呈V型或者用隔板隔開，需要實現的設計目標是使得兩側開孔面積的比例R1（表1中第七行）和下方塔板左右兩側鼓泡區的氣體通道面積比例R2（表1中第八行）接近（例如表1中第九行，R1和R2的相對誤差例如在10%以內，此時可以認為“接近”）或相同。

表1：各鼓泡區和降液管的結構參數

(1)鼓泡區編號	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	S9
(2)固閥數量	658	890	1071	1140	1166	1149	1052	924	672
(3)氣體通道面積(m 2)	0.583	0.788	0.948	1.010	1.033	1.018	0.932	0.818	0.595
(4)對應降液管位置	D5左	D5右	D4左	D4右	D3左	D3右	D2左	D2右
(5)降液管底板開孔數	104	141	180	195	178	176	166	145
(6)開孔面積(m 2)	0.166	0.226	0.288	0.312	0.285	0.282	0.266	0.232
(7)底板左右開孔面積比R1	0.738	0.923	1.011	1.145
(8)左右鼓泡區氣體通道面積比R2	0.740	0.939	1.015	1.139
(9)相對誤差 (R1-2)/R2*100%	-0.27%	-1.70%	-0.39%	0.53%

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地瞭解到本發明還可以通過其他結構來實現，本發明的特徵並不局限於上述較佳的實施例。任何熟悉該項技術的人員在本發明的技術領域內，可輕易想到的變化或修飾，都應涵蓋在本發明的專利保護範圍之內。

1:鼓泡區 10:第一開孔 2:懸掛式降液管 21:第二開孔 22:第三開孔 3:底部 31:底板 32:隔板 33:縫隙 34:V型的尖端位置 4:多鼓泡區塔板 200:邊降液管 300:非邊降液管 400:底板 500:長條孔

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。 圖1是現有技術中三溢流塔板（採用多鼓泡區塔板）的氣液相流動示意圖。 圖2是現有技術中一種典型的非邊降液管（懸掛式降液管）的結構示意圖。 圖3是本發明中多鼓泡區塔板的示例性實施例的結構示意圖。 圖4是本發明示例1的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖5是本發明示例2的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖6是本發明示例3的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖7是本發明示例4的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖8是本發明示例5的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖9是本發明示例6的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖10是本發明示例7的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖11是本發明示例8的懸掛式降液管的底部的結構示意圖。 圖12是本發明設計板式塔時多鼓泡區塔板示例性實施例的結構示意圖。

1:鼓泡區

10:第一開孔

2:懸掛式降液管

21:第二開孔

22:第三開孔

3:底部

31:底板

32:隔板

34:V型的尖端位置

4:多鼓泡區塔板

Claims (17)

1. 一種多鼓泡區塔板，其包括：至少兩個鼓泡區(1)，其上具有用於液體和氣體混合接觸的第一開孔(10)；以及至少一個非邊降液管，所述非邊降液管包括至少一個懸掛式降液管(2)；其中，所述懸掛式降液管(2)的底部(3)具有允許所述液體向左下側流動的第二開孔(21)、以及允許所述液體向右下側流動的第三開孔(22)；所述懸掛式降液管(2)的所述底部(3)被設計為使得經所述第二開孔(21)流出的左側液體與經所述第三開孔(22)流出的右側液體相互隔離；其中，所述第二開孔(21)對應的左下側位置的鼓泡區的液氣比，與所述第三開孔(22)對應的右下側位置的鼓泡區的液氣比相同，或者相對應誤差的絕值小於10%；其中，所述第二開孔(21)的面積和所述第三開孔(22)的面積之比，與所述左下側位置的鼓泡區的氣體通道面積和所述右下側位置的鼓泡區的氣體通道面積之比相同、或者相對誤差的絕對值小於10%。
2. 如請求項1所述之多鼓泡區塔板，其中所述懸掛式降液管(2)的所述底部(3)包括呈平板狀的底板(31)、以及位於所述底板(31)下方的隔板(32)。
3. 如請求項2所述之多鼓泡區塔板，其中所述隔板(32)垂直於所述底板(31)，並位於所述底板(31)下方的中間位置。
4. 如請求項2所述之多鼓泡區塔板，其中所述第二開孔(21)和所述第三開孔(22)都設置在所述底板(31)上，經所述第二開孔(21)流出 的左側液體位於所述隔板(32)左側，經所述第三開孔(22)流出的右側液體位於所述隔板(32)右側。
5. 如請求項2所述之多鼓泡區塔板，其中所述隔板(32)的下部與位於下側位置的另一多鼓泡區塔板接近或接觸。
6. 如請求項2所述之多鼓泡區塔板，其中所述懸掛式降液管(2)的垂直截面為矩形、梯形、或者階梯形。
7. 如請求項2所述之多鼓泡區塔板，其中所述隔板(32)在靠近所述底板(31)的位置具有沿平行於所述底板方向延伸的縫隙(33)。
8. 如請求項1所述之多鼓泡區塔板，其中所述懸掛式降液管的所述底部包括呈V型的底板(31)，所述第二開孔(21)和所述第三開孔(22)分別位於所述呈V型的底板兩側位置上。
9. 如請求項8所述之多鼓泡區塔板，其中所述底板(31)在V型的尖端位置(34)處與位於下側位置的另一多鼓泡區塔板(4)接近或接觸。
10. 如請求項8所述之多鼓泡區塔板，其中所述底板(31)在V型的尖端位置(34)處設置有沿著垂直方向延伸的隔板(32)。
11. 如請求項1至10中任一項所述之多鼓泡區塔板，其中所述鼓泡區(1)上設置有鼓泡裝置，所述鼓泡裝置包括以下各項中的至少一項：篩孔、舌孔、固閥、浮閥。
12. 如請求項1至10中任一項所述之多鼓泡區塔板，其中所述鼓泡區(1)上設置有位於所述懸掛式降液管下方位置的鼓泡促進器，所述鼓泡促進器的頂部封閉，以使得所述氣體僅從側面流出。
13. 如請求項1至10中任一項所述之多鼓泡區塔板，其中所述第二開孔(21)和所述第三開孔(22)的形狀包括以下各項中的至少一項：圓形孔、矩形孔、橢圓形孔。
14. 如請求項1至10中任一項所述之多鼓泡區塔板，其中所述第二開孔(21)的數量和面積根據所述液體的分配比例來確定；所述第三開孔(22)的數量和面積根據所述液體的分配比例來確定。
15. 一種板式塔，其包括：塔體；至少兩個如請求項1至14中任一項所述的多鼓泡區塔板，所述多鼓泡區塔板設置在所述塔體內並在豎直方向上相互間隔開。
16. 如請求項15所述之板式塔，其中，根據所述多鼓泡區塔板上的氣體總流量和液體總流量，以及所述氣體和所述液體的物理性質，來確定所述多鼓泡區塔板的直徑、所述多鼓泡區塔板上安裝的鼓泡裝置的數量、所述鼓泡區(1)的數量和各自面積、以及每個鼓泡區所對應的鼓泡裝置的數量和氣體通道面積。
17. 如請求項16所述之板式塔，其中，根據所述懸掛式降液管(2)與所述鼓泡區(1)的對應關係，來確定所述液體在每個所述懸掛式降液管的分配比例，從而確定所述第二開孔(21)和所述第三開孔(22)的數量和面積。

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