多降液管塔盘制造技术

本发明专利技术涉及多降液管塔盘，具体而言，一种用于质量转移塔（２）的多降液管塔盘（１）包括质量转移区（４）和用于从塔盘（１）收集和排出流体的多个降液管（３），各降液管成形为沟道（９），所述沟道由一对横向侧壁（２１，２２）和端壁（２３，２４）界定。各降液管的端壁可附连到延伸元件（５）上，且降液管（３）和延伸元件（５）一起从第一塔壁支承机构（６）延伸到第二塔壁支承机构（７）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于质量转移塔的多个降液管塔盘(downcomer tray)。
技术介绍
降液管塔盘已被用于质量转移塔很长时间。已知塔盘包括质量转 移区和流体收集和导向区(该流体收集和导向区通常被称作降液管)。 在这种质量转移塔中，液体和气体在一系列塔盘上以逆流通过。在塔 盘的水平表面上，液体与气体形成接触，这便于所存在的相应液相与 汽相之间的质量转移。因此液体从第一i^盘向下流动经过第一降液管 到第二塔盘上且通常越过质量转移区。这种质量转移区在文献中被称 作有效塔盘区。这种塔盘的质量转移区允许当液体经过这样的质量转 移区时蒸汽-液体混合物的紧密接触。越过这些质量转移区，蒸汽穿过 塔盘板面中的孔口向上流动以与液体相互作用并质量转移。然后，液 体通过降液管从塔盘排出。塔盘中的降液管的常规布置为弦布置。这种弦布置的降液管沿着 弦线横贯塔盘的截面，弦线为将塔盘的截面分成两个部分的线。塔盘 的最长的弦线是其直径。多降液管塔盘与弦降液管塔盘的区別在于降液管的布置且通常 还在于塔盘上降液管的数目。个体的降液管并不从塔的一侧像弦一样 延伸到另一侧。因此它们在平行于弦长方向的纵向延伸(即它们的长度) 小于弦长。各降液管布置有宽度和高度，该宽度被定义为垂直于弦线 的横向延伸，该高度为垂直于包含塔盘板面的平面的延伸。它们的特 征在于大的出口堰长度，这有利地用于高液体流率操作。出口堰被定 义为在其下游端界定有效区的堰，在出口堰处，液体离开塔盘板面并进入降液管。降液管通常是截断的，即，第一塔盘的降液管止于出口堰上方的 高度，该高度代表第二下部塔盘的降液管的上脊。这种截断的降液管 在底部通常被密封板封闭。密封板具有供液体传递到布置于下方的第 二塔盘上的开口 。开口的大小被选择成使得动态阻力确保降液管中的 最小液位。在具有弦降液管布置的塔盘上的降液管布置使得有效区被分成彼此由降液管分隔的多个子区。子区代表流道(flow pass)。在有效区 的各个部分的流动通道连接成使得液体成分(liquid element)大体上可 移动到这种多降液管塔盘的有效区的任何部分时，在多降液管塔盘上 的多降液管的布置与之不同。因此有效区彼此成液压平衡，因而提供 不太倾向于使液体分布不均的更强健的设计。与现有技术状态相关联的一个问题是关于塔盘的平面度。除了在 操作中的液体负荷之外，塔盘的重量向塔盘上施加了塔盘必须耐受的 相当大的力。具体而言，用于具有大的塔直径的塔的塔盘需要支承大 量的液体负荷以及塔盘自身的重量。因此，如在US 5702647中所示的多降液管塔盘组件包括沿着至 少其中某些降液管延伸的支承挡板用于降液管的支承。多个安装构件 将降液管固定到支承挡板上，且至少两个降液管在其中 一个塔盘中布 置成隔开的端对端关系，以便于有效塔盘桥部分布置于降液管的端部 之间。这种构造允许通过桥的上升的蒸汽流，这增加了塔盘有效区。: 塔盘还由绕其周向地延伸的塔支承环来支承。在US 5702647的另一以支承降液管。在这方面，US5702647的塔盘类似常规弦降液管塔盘。 单个连续的支承挡板的中间区域开口以容纳穿过它的桥部分，且便于 液体经过它流动以平l軒塔盘上的液体流动。此桥部分使液体通道互连 且因此使US5702647的降液管塔盘适于作为多降液管塔盘。从以上描 述可知，在塔盘和降液管的负荷下以及在分布于塔盘的上表面上的液体的负荷下支承挡板偏转，会潜在地造成这种塔盘上的液体分布不均 匀。可与所提出的桥部分相关联的另 一 问题在于此桥部分实际上造 成支承构造的弱化。在示出这种桥部分的所有实施例中，该桥部分定 位于塔盘的中部，因此处于由于偏转而经受最高拉伸应力的区域中。 因此，所提出的解决方案似乎不适于进一步提供对塔盘的支承以便限 制塔盘的偏转。作为多降液管塔盘的替代解决方案，提供支承梁来支承构成塔盘 的面板且确保该面板的水平定向和平面度。这种支承梁例如在GB1422131中示出且特别是用于直径3m以上的塔的大的塔盘需要这 种支承梁。至少其中一个支承梁横贯塔盘，从而大体上减小质量转移 区。因此，除了被保留用于降液管的区域之外，还有塔盘的一部分不 能用于质量转移。结果减小了塔盘的容量。塔盘的容量可被定义为穿 过塔的吞吐量的最高点。在给定液体负荷下，吞吐量受到许可的最大 气体速度限制。在气体被迫经过质量转移区和塔盘上的液体时，如果 气体通道的可用自由区减小，速度将显著地增加。更高的速度造成增 加的夹带，称为流态(flow regime),其中液滴^皮气体流向上带走并随 气体流向上，在第一情形中造成较低密度的泡沫和增加的高度，但在 第二情形中造成沟道效应、分布不均和减小的质量转移效率。在操作中，由于被夹带向上携带的液体累积于塔中，塔最终将会充满液体且 因此防止向下流动并最后^皮排出。从理论上说，质量转移状态因此变成导致与鼓泡塔的状态类似的 状态的最后阶段。在这种情况下，气体鼓泡上升穿过已充满该塔的液 体。在这种体系下可用于质量转移的可用气体-液体界面显著地减少。 由于高压力降、高持液率和低质量转移，在蒸馏实践中永远达不到这 种状态。如在所有先前实例中所示，大的塔直径(例如，超过三米)需要用 于塔盘的支承梁，因为在操作中塔盘将会由于其自身重量和由覆盖塔盘的液相所造成的液体负荷而偏转。因此，在塔盘规格中对于塔盘制 造商而言塔盘的偏转通常是有限的。根据标准规格，在操作负荷下塔盘组件的偏转典型地应限制为内部塔直径的1/800。塔盘组件在周围温度下应能够支承其自身的重量加上典型地位于塔盘上的任何桁架处的1000 N的集中负荷。在此条件下允许的最大应力典型地为周围 温度下的屈服应力的67%。如在GE1422131中所提出的这种支承梁也是与常规弦降液管设 计结合的优选方案。特别是在与大的塔直径结合使用时，弦降液管由 支承梁来支承。但是，GB1422131涉及降液管的一种特殊多降液管布 置，已发现该布置适用于实现高容量。与常规弦降液管塔盘不同，根 据GB1422131的降液管并不从塔盘的一侧延伸到另一侧。它们在塔盘 中心线之前不远处终止，^v而形成三^f亍降液管。具有两个或超过三个 的这种行的设计是可能的。同一塔盘的邻近行的降液管以交错方式排 列。这种降液管可在一侧上由支承环支承，在另一侧上(在两行设计的 情况下在中心线处)的支承梁是强制性的。这种常规的支承梁沿着垂直 于塔盘的降液管定向的弦长度端对端地延伸，且附连到圆环和/或塔壁 上。降液管侧向地(即沿着它们的宽度)附连到支承梁或圓环上。特别 是对于具有大于3 m的直径的塔， 一行降液管包括后面跟着质量转移 区的多个部分的多个降液管。对于具有小直径的塔， 一行包括以质量 转移区的部分为边界的至少一个降液管。当朝行的方向观察时，降液 管的后面跟着质量转移区。当朝垂直于每一行的方向观察时，除了紧 邻塔壁的降液管之外，降液管的后面还跟着质量转移区的一部分。因 此，相邻行的降液管以交错方式布置。为了遵守对于塔盘的平面度要求，至今，每个邻近行的这种降液 管交错布置仅在降液管的外侧附连到支承架上的情况下是可能的，如 在GB1422131中所示。塔盘设计中的主要焦点 一直是使金属板的使用尽可能经济地保 持材料成本较低，且使塔内件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于质量转移塔（２）的多降液管塔盘（１），包括质量转移区（４）和用于从所述质量转移区（４）收集和排出流体的多个降液管（３），各降液管（３）成形为用于流体流动的沟道（９），所述沟道（９）由一对横向侧壁（２１，２２）和连接所述横向侧壁（２１，２２）的端壁（２３，２４）界定，借此各降液管的所述端壁（２３，２４）附连到延伸元件（５）上，且降液管（３）与延伸元件（５）一起从第一塔壁支承机构（６）延伸到第二塔壁支承机构（７），其特征在于，各所述延伸元件（５）固定到其中相应一个所述降液管（３）的端壁（２３，２４）上并从所述端壁（２３，２４）延伸以形成整体支承结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B格里普斯马，
申请(专利权)人：苏舍化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]