汽-液接觸盤及其使用方法技術

一種汽－液接觸盤（２６）具有盤板面（２８），該盤板面具有至少一個用來從盤板面的上表面移除液體的開口和多個蒸氣通道（４４），該蒸氣通道允許蒸氣通過盤板面向上流動以與上表面上的液體相互作用。至少一個筒（３４）從盤板面向上延伸并且由周壁（３６）形成。下水管（４６）被插入筒中用作液體通道，該下水管還具有用于液體進入的上入口（５０）和位于盤板面（２８）上方的下出口（５４）以將液體輸送到筒中和盤板面上。多個偏流器葉片（５６）設置在盤板面上方以引導上升進入筒內的蒸氣進行渦旋運動。被筒周壁包圍的盤板面部分包含篩孔、閥或其它類型的蒸氣通道。該盤還包括套筒（７６）、具有兩種或更多種尺寸的多個筒（３４）或其組合。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及質量傳遞和熱交換柱，并且更加特別地，涉及在這種交換柱中使用的汽-液接觸盤。
技術介紹
目前已經研制出了各種類型的汽-液接觸盤來促進質量傳遞和熱交換柱中上升蒸氣流和下降液體流之間的接觸。多個這種盤通常以水平延伸并且豎直間隔開的方式放置在交換柱的開放內部區域中。這些盤包括具有開口的接觸區域或有效區域，這些開口允許蒸氣向上通過盤板面從而與流動穿過盤板面上表面的液體進行相互作用。發生在盤板面有效區域上的汽-液相互作用形成泡沫，該泡沫有利于實現所希望的質量傳遞和/或熱交換。大多數類型的盤還包括被稱為下水管的更大開口和相關結構，這些下水管可以在液體與上升蒸氣進行相互作用以后將它們從盤板面上移除掉。這些液體通過下水管被向下引導至下方盤上一個通常無孔的液體接收或入口區域上。授權給Sheinman的美國專利5,626,799中描述了一種類型的汽-液盤，該汽-液盤用于高容量和高效率的應用。該專利中描述的這種盤使用多個從盤板面向上延伸的圓柱筒。直徑較小的下水管從中心處設置在每個圓柱筒內，用來從上方盤移除液體并將其排到圓柱筒內的盤板面上。渦旋葉片設置在盤板面中以使蒸氣按渦旋運動的方式上升通過盤板面。由于渦旋蒸氣與已經從下水管排出的液體接觸，因此它將產生有力的汽-液相互作用，這種相互作用可以帶來較高的分離效率。渦旋蒸氣還會使液體飛濺到圓柱筒的內表面上，在這里它將穿過設置在筒壁上的豎直和水平槽。然后液體下降到盤板面上并且進入下水管入口然后流到下一個下方盤上。蒸氣離開圓柱筒的開口頂部并且隨后穿過上方盤板面中的渦旋葉片。雖然在Sheinman專利中描述的盤與其它類型的汽-液接觸盤相比具有顯著的優點，但它仍需要進行更多的改進。
技術實現思路
在一個方面，本專利技術的目的在于提供一種汽-液接觸盤，該汽-液接觸盤具有盤板面和至少一個從盤板面向上延伸并且由周壁形成的筒，該盤板面具有至少一個開口和多個蒸氣通道，該開口用于從上表面移除液體，該蒸氣通道用于允許蒸氣通過盤板面向上流動從而與盤板面上表面上的液體進行相互作用。下水管被插入到每個筒中以用作液體通道，并且該下水管具有接收液體的上入口和位于盤板面上方的下出口以將液體輸送到筒中和盤板面上。該盤還包括多個偏流器葉片，該葉片設置在盤板面上方以引導上升進入筒內的蒸氣進行渦旋運動。盤板面還可以包括安放在下水管下端的套筒，該套筒用來使下水管出口在盤板面上方間隔開一段固定的距離。位于被筒周壁包圍的盤板面部分中的蒸氣通道是篩孔、閥、形成于盤板面中的有角度葉片之間的開口、或其它類型的蒸氣通道。有角度葉片可以沖壓到多個疊放板中。當設置有多個筒時，它們可以具有兩種或更多種尺寸。此外，偏流器葉片的朝向可以設置成在選定的筒中引導蒸氣進行相反的旋轉流動。偏流器葉片可以連接到筒的周壁上。下水管入口可以具有比下水管出口大的水平橫截面。下水管出口下方的盤板面入口區域還可以升高，并且可以將蒸氣通道設置在連接入口區域和下方盤板面的壁上。筒的周壁包含具有預選的構造和布置的液體通道。在一個實施例中，液體通道被設置成在周圍盤板面上的液體平面上方，并且被構造成兩排或更多排的三角形百葉(louver)。在另一個方面，本專利技術的目的在于提供一種在使用上述汽-液接觸盤的質量傳遞交換柱中混合蒸氣流和液體流的方法。本專利技術的目的還在于提供一種包含這種盤的質量傳遞交換柱。附圖說明下面說明的附圖組成了說明書的一部分，并且應當與說明書結合起來進行理解，在這些附圖中相似的附圖標記被用來表示各圖中的相似部分，并且其中圖1是交換柱的垂直剖面側視圖，示出了位于該交換柱開放內部區域中的本專利技術的接觸盤； 圖2是沿圖1中2-2線的接觸盤水平剖面的縮小頂部平面圖，該接觸盤包括了圓柱筒和下水管；圖3是與圖2所示相似的一個頂部平面圖，但示出了偏轉器葉片的一種可選設置；圖4是位于一個下水管入口中的旋轉引導元件的不完全頂部平面圖；圖5是沿圖1中5-5線的接觸盤的不完全頂部平面圖，并且示出了盤板面有效區域中的多個篩孔；圖6是筒周壁的不完全側視圖，并且示出了三角形液體通道；圖7是圖6所示筒周壁的豎直剖面圖；圖8是筒周壁的不完全側視圖，示出了液體通道的一個可選實施例；圖9是圖8所示周壁的豎直剖面圖；圖10是筒周壁的不完全側視圖，示出了液體通道的又另一個實施例；圖11是圖10所示周壁的豎直剖面圖；圖12是接觸盤的不完全側視圖，示出了本專利技術的附加特征；圖13是下水管豎直剖面的不完全側視圖，示出了下水管出口處的水平排出板；圖14是接觸盤的不完全頂部平面圖，示出了下水管入口的一個可選實施例；圖15-17是示出了下水管各種變化的不完全側視圖；圖18是具有流線的接觸盤頂部平面圖，該流線代表在每個筒內液體被引導旋轉流動的方向；圖19是汽液接觸盤的透視圖，稍稍示意性地示出了捕捉環；圖20是汽液接觸盤的不完全側視圖，示出了捕捉錐部；圖21是流動偏流器葉片的側視圖；圖22是板布置的分解圖，該板包括蒸氣通道和葉片，用來放置在筒周壁的下邊緣中；圖23是筒一個可選實施例的透視圖；圖24是液體接觸盤一個可選實施例的不完全側視圖，該接觸盤具有升高的入口區域；圖25是圖12所示液體接觸盤一個可選實施例的不完全側視圖。具體實施例方式現在參照附圖來進行更加詳細地說明，首先參照圖1，適于在質量傳遞和熱交換過程中使用的交換柱通常以附圖標記20表示。交換柱20包括通常為圓柱形構造的直立外殼22，但其它構造，包括多邊形構造也是可能的，并且也落入本專利技術范圍之內。外殼22具有任意合適的直徑和高度，并且由一種或多種合適的剛性材料制造，這些材料優選地對于交換柱20中的流體和環境不起反應，或者相反與之相適應。交換柱20的類型是用來處理流體流，典型地為液體和蒸氣流，以獲得分餾產品和/或另外產生流體流之間的質量傳遞或熱交換。交換柱20的外殼22限定出了開放的內部區域24，所希望的流體流之間的質量傳遞和/或熱交換發生在該內部區域24中。通常，流體流包括一個或多個下降的液體流和一個或多個上升的蒸氣流。作為另一種選擇，流體流可以是多個液體流或一個氣體流和一個液體流。流體流可以通過任意合適數目的輸送管導入到交換柱20中，這些輸送管設置在沿交換柱20高度的合適位置處。還可以理解，一個或多個蒸氣流可以在交換柱20中產生，而不是通過輸入管中的一個導入交換柱20中。交換柱20還典型地包括用來移除蒸氣產品或副產品的塔頂餾出管和用來從交換柱20移除液體產品或副產品的底部流移除管。各種輸入和移除管，以及其它典型存在的交換柱部件例如回流管、再沸器、冷凝器、蒸氣導板以及類似物，都沒有在附圖中示出，因為它們實質上都是已知的并且對于理解本專利技術來說不是必需的。根據本專利技術，多個水平延伸的接觸盤26以豎直間隔開的方式設置在交換柱20的開放內部區域24中。接觸盤26包括由單個面板30構造成的盤板面28，該面板30具有向上翻轉的凸緣32，凸緣32沿著面板30的相對側設置以便于使用合適的緊固件(未示出)來連接相鄰的面板30。接觸盤26還包括多個間隔開的圓柱筒34，該筒34從盤板面28向上延伸并且由盤板面28支撐。每個筒34的頂部和底部都開放，并且該筒34由圓柱形周壁36形成，該周壁36的上邊緣38在上方盤板面28的下方間隔開一段預選距離。可以理解，除了圓柱形以外本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種汽－液接觸盤，包括：具有至少一個開口和多個蒸氣通道的盤板面，該開口用來從盤板面的上表面移除液體，該蒸氣通道用來允許蒸氣通過盤板面向上流動從而與上表面上的液體進行相互作用；至少一個從盤板面向上延伸并且由周壁形成的筒，所述筒設置成包圍至少一些所述蒸氣通道；至少一個在所述至少一個筒中向下延伸并且用作液體通道的下水管，所述下水管具有用于接收液體的上入口和在盤板面上方間隔開的下出口以將液體輸送到筒中和盤板面上；以及多個偏流器葉片，該葉片在至少一個筒內設置在盤板面上方，并且被定向成引導在該至少一個筒內上升的蒸氣進行渦旋運動，其中所述蒸氣通道從篩孔和閥中進行選擇。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：邁克爾A雷塞塔里茨，查爾斯A格里塞爾，約翰尼B賴特，拉爾夫H韋蘭，
申請(專利權)人：科克格利奇有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]