带有格栅的处理塔填材制造技术

采用栅式规则芯材的汽液接触装置。芯材做成波状薄板，并在波纹折线之间，栅式开口设置成大致平行分隔的关系。对每个格栅进行取向，以有选择地引导当波状薄板装入处理塔内时在其附近及通过其中的液体和／或蒸汽流。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于汽液处理塔的规则芯材，更具体些，涉及一种用于这种处理塔中的由面对面相接触的波状栅式接触板构成的芯材。在汽液接触处理中，非常希望采用能够有效地提高处理塔内质量和/或热量交换量的方法和装置。这种处理塔技术需配以各种用于塔芯填充的芯材设计，所用芯材的种类取决于在塔内进行的具体处理过程。因而填充件可以由摆放在塔芯内成有规律排布的规则阵列(规则芯材)构成，或者由堆放并随机排布在塔内的比较小的型材(无规芯材)如环或鞍状型材构成。送入塔中的原料各组分的精细分馏和/或分离以及有害或无用的残余成分的去除，对某项特定应用所选用的具体的汽液接触装置提出了严格要求，无规或规则填充件形状决定了流动规律和阵列的密度以及由此造成的综合阻力。因而先有技术的规则填充阵列以多种形状、大小和材料类型得到应用。先有技术一向都非常希望能有可实现有效的热交换、液体蒸发或蒸汽凝结的装置的方法，借此可以在给定的最小尺寸区域中以最小的压降完成对其中一种流体的冷却。在诸如石油分馏加工之类的化学工程方面，高效率、低压降和较低的温度是重要的设计准则。用来进行这类加工的处理塔的共同特点是有从塔上部下落和液体流和从塔下部上升的蒸汽流。足够的汽液接触表面积对于实现主要功能和减轻或消除出现在上升蒸汽中的液体夹带现象是必要的。在大多数情况下，规则填充阵列必须在其各水平和垂直面上都有足够的表面积，使得重组分的分馏得以以凝结方式自上而下地进行，并且蒸汽得以以最小的阻力通过芯材上升。采用这种装置，原料的重和轻组分因大部发生在规则芯材表面上的上升蒸汽与下落流体的相互作用而分别在塔的底部和顶部收得。在单一的处理塔芯中通常安装有可适应灵活多变的设计方案的若干叠层。每层都利用上升蒸汽的速度和动能来实现消除上升蒸汽中的液体夹带现象和蒸汽与下落液体的完全混合接触双重功能，以将流体充分分离或分馏为所需成分。上升蒸汽的迅速冷却一般来说是有效处理的先决因素，可实现蒸汽凝结所需的有效热交换和在最小芯材垂直深度上的最小压降。因而在以往的作法中一向都采用反向倾斜的波状薄板或层板来构成穿过填充层水平和垂直面的多重蒸汽通道，以确保蒸汽的流动及其在薄板上的分布，并避免蒸汽只通过填充层某些部分之类的分布不均，或形成束流。正是以这种方式塔芯和加在其上的能量的有效利用得以实现。先有技术的那种倾斜波状接触板的规则布局常常设有用作蒸汽通道的孔。这种孔可形成蒸汽涡流以确保密切的汽液接触。还必须确保在很靠近上升蒸汽到达或离开蒸汽通道孔的垂直位置附近，上升蒸汽可完成液体接触和液体分离双重功能。以这种方式，上升蒸汽或下落液体的分布不均得以减轻。此外，以往的一项首要考虑是以制造费用低的方案来实现这些汽液接触方法和装置。这种考虑对于设计及成本效益的处理过程是必要的。反向倾斜的波状板提供了一种逆流液汽相互作用的方法和装置。采用这种填充阵列，在塔芯顶部或其附近送入并在底部取出的液体，可与在塔芯底部或其附近送入并在顶部取出的蒸汽有效地相遇。这种方法和设备的关键特征是要确保液体和蒸汽达到所需的相互接触程度，使得所实现的质量和热量交换以设计速率进行。当然，内部结构就其不受外部动力驱动以及其若有也只仅有极少活动部件而言是被动的。先有技术的方法配有采用面对面相接的交叉开槽的多孔薄片材料的被动式汽液接触装置。这种方案有助于从芯材中流过的液体形成具有较大的可供蒸汽从其上通过的总面积的薄层。但是，设计问题并非只是取决于有多大的表面积或多少波纹、交叉槽或孔。必须计及其它一些相关的设计考虑，其中一些上面已经提到了。从处理过程的角度来说，重要的是要尽可能近乎彻底地完成所需的汽液接触相互作用。例如，在原油真空处理塔中，需要有有效的分馏和良好的分离来生产出不含无用残余物质的油流。如上所述，接触塔芯及其内部装置必须有效地利用提供给该设备的热能。这样就能减少直接运行费用，而无论其目的是质量交换、热量交换、液体蒸发或者蒸汽凝结处理。对于上述设备，压降以及汽液流体界面都是首先考虑的。先有技术的汽液接触用规则芯材的可见于以下参考文献1967年9月26日批准的3，343，821号美国专利;1979年2月13日批准的4，139，584号专利;1978年1月15日批准的3，785，620号专利;以及1976年5月25日批准的3，959，419号专利。在上面提到的汽液接触方法和装置专利中，提出了几种设计方案以实现密切的汽液接触。具体而言，提出并用各种材料组合来制作面面相接触的层叠的波状接触板，上面带有向水平面倾斜和/或相互正交的波纹。这种组合包括单股纱线和硬质板。此外，先有技术方法中显而易见的是采用了带有许多通孔的槽纹板。这类实例之一见于1981年10月20日批准的4，296，050号美国专利，另一个见于1965年9月8日批准的1，004，046号英国专利。尽管以往的许多汽液接触方法和装置已证明是比较有效的，但仍然存在某些缺点。具体而言，采用下落液体流和上升蒸汽流并装有上述那种规则芯材的汽液接触塔，一般都无法很好地适应内部压差。面朝下的表面也存在问题，因为这种表面通常未被有效地润湿。即使给芯材加上槽或开缝，仍会有许多面朝下的表面，而且以往的设计几乎都不能有效地实现适当的润湿和蒸汽通道。既使采用许多设在如上述那些面面相接触的波状和/或交叉开槽的板上的孔，情况也是如此。蒸汽流对压差极其敏感，并且容易在相配合的波纹或槽的无数暴露面之间转向。在逆流流动中希望液体和蒸汽两者能够沿着均匀润湿的芯材表面有效地混合。为了实现这一点，已经证明使液体和蒸汽两者都能通过波状薄板来进行有效的相互作用是非常有益的。没有蒸汽和液体两者通过层叠的波状薄板的自由通道，就会形成高流量或低流量区域。这些流量差会造成芯材的均匀性和同质性缺欠。最有效的规则芯材组合设有以稳定的相互作用和混合使汽液比保持相对恒定的区域。这就需要在能够增进波状薄板之间液体均匀润湿和扩散以及压力均衡的结构中，有一种有助于液体和蒸汽两者通过所述薄板的两侧均匀流动的芯材表面。因此，利用制作在波状板上的格栅的导向和汇集作用来解决先有技术方法的问题，是很有益处的。本专利技术的方法和装置提出了一种带有优选的格栅结构的波状板，对先有技术的芯材作了这种改进。用这种方法，可使液体沿着并通过相对的板上的波纹两侧从可显著提高通常在所述波状板之间通过的上升蒸汽和下落液体的汽液接触的通路中流过。在波状薄板上有特定取向的格栅阵列，使得蒸汽和液体流在沿相反方向流动的同时在相对的两侧上暴露出来。这种液体蒸汽流结构可加大质量交换效率，并可以以对于常规的对置板波纹组件而言最小的生产成本增加来实现。本专利技术涉及汽液接触塔和装入其中用以实现汽液接触的规则填充阵列。更具体些，本专利技术的一项内容是一种经过改进的处理塔芯材，其中包括面对面相接触的许多带有相互对折的反向波纹的波状薄板。这种芯材可用来接收伴有上升蒸汽流的下落液体流。这种流动方式增强了汽液接触。改进内容包括加在普通波状薄板平坦区域上的一系列格栅，这些格栅的取向可使蒸汽和液体流从薄板的平坦区域中通过。另一方面，本专利技术包括一种用以使蒸汽流同液体流接触的处理塔芯材，由面对面相接触的垂直取向的波状薄板构成。每板薄板上都有折线，形成由平坦区域分隔开的脊、谷。脊、谷和平坦区域决定了薄板的波状结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以使蒸汽流与液体流接触的处理塔芯材，包括许多面对面与相互反向倾斜的对面波纹相接触的垂直取向的波状薄板，所述薄板每块都有形成由平坦区域分开的脊和谷的折线，所述脊、谷和平坦区域决定了所述薄板的所述波状结构，所述平坦区域每个上面都设有许多横向延伸的格栅，所述格栅有些具有面向上的边缘，而有些具有面向下的边缘，并且基本上所有所述格栅都在临近但未到达所述折线处结束。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉尔伯特K陈，罗伯特迈克威，乔治A伯尼拉，顿格拉斯皮，
申请(专利权)人：库克CYPRUS有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]