质量和热量交换装置制造方法及图纸

一种蒸馏塔，特别是低温蒸馏塔用的质量和热量交换装置，包括几个水平的固定通风器（１Ａ，１Ｂ）层。通风器叠放于相继的水平层中其中每个挡板构成以相反方向旋转的两个相邻的通风器中的部件。该层是用交叉重叠带形成的，该带由将板切割，折迭，和／或弯曲和／或扭曲形成并且制造上十分简单。（*该技术在2017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质量和热量交换装置，具体地说，一种作为填料装于具有大量理论板的蒸馏塔中的质量和热量交换装置，它被典型地应用于蒸馏空气或一氧化碳，氮，氢或碳化氢的混合物的搭中，或者用在同位素分离塔中。它也可用于同位素蒸馏。典型地，如安装在具有大量理论的板的蒸馏塔中。通常用的填料包括具有相互平行的波纹的波纹带，每个带位于一个统一的垂直面上，波纹是倾斜的并且带之间的斜坡方向相反。穿孔度对于这些所谓的交叉波纹填料约为10％。GB-A-1,004,046公开了交叉波纹型的填料。CA-A-1,095,827建议利用添加小直径的密集的穿孔以使得液体可以直接通过该交叉波纹带，来对此类填料加以改进。WO-A-94/12258建议利用互锁的系统精确定位在一个垂直面上的带间的相互位置来对此类填料加以改进。该装置的目的是在同一塔中形成最大的装填表面积，因为互锁允许带间相互贯穿。WO-A-086/06296和WO-A-90/10497公开了一种包括水平的和叠合的层，而每层包括一排棱锥体的填料。在WO-A-86/06296中，其结构上包括具有交替开放与封闭的侧面的底面敞开的棱锥体，棱锥体相互之间以尖端相连以构成大量的通风叶片，该叶片使空气旋转从而增强气体与液体间的接触。该结构的一个基本特性是它可以用穿孔的和折迭的金属薄板组合而成。此时，穿孔不仅设计得可用于优化液体的流动同时也使得气体可以穿过交叉折迭的带，穿孔度大约为50％。荒谬的是，恰在此交叉波纹填料正开始被从根本上考虑时，此类的填料却开始被用于空气中的气体分离，这种相对滞后的应用，可以用相对于在市场上的其他板而言，低温板具有更高的性能来解释。(其HETP，理论板等效高度，为10cm并具有小的压降)。在WO-A-90/10497中，上述结构被利用使两个连续层的棱锥体的面相一致，从而制造了相对于带而言的横向通道并增进横向的混合来加以改进。它明确指出双重穿孔的优点在于一种棋盘式的穿孔用于空气(因此表面积的50％被穿孔)，而在封闭面上具有辅助穿孔以组织液体的细流。后一专利申请用于Sulzer的产品“OptiflowTM”，该产品代表了新一代产品的第一种结构，使其可具有较之现有的传统的交叉波纹填料远为优越的性能(对于恒定的蒸发率其HETP减少大约25～30％，或对于恒定的HETP其溢流速度增大大约25～30％)。该专利和这些专利申请使得可以清楚地区分两种主要的研究路线。第一种研究路线的目的是优化液体的流动，使得润湿的表面尽可能大从而使液体分布在所有方向，在填料中的细流过程中被再次混合。第二种研究路线的目的是优化气体的流动，即在没有优先的低环流的流体通道或区域条件下形成尽可能骚动的纵向的流动。到目前为止，已经对流体在交叉波纹型的结构上的流动进行了研究。发现小直径的穿孔(大约10％)将增进带的每一侧液体的通过。提出了几种改进方法CA-A-1,095,827主张对孔相对于折迭的位置进行精密地定位，CA-A-94/12258主张利用带的相互穿插，进行相对定位。事实上，孔的定位并不显著增加填料的有效性。因为孔的主要作用是使液体可由带的一面穿到另一面。因此仅穿孔度和孔的尺寸影响效率。WO-A-86/06296和WO-A-90/10497介绍的棱锥体的概念引入了一种新的类型的穿孔-作为气体通过用的穿孔(占表面积的约50％)。这些穿孔使得压力降减少，并形成通风器增进气体的搅动。这些文件没有提及液体的流动。事实上利用尖端(“顶点”和“角部”-“角部”表示顶点位于底边)连接棱锥体具有一个主要的缺点因为事实上在这些点上材料很少，这些组件机械上的完整性意味着这些“尖端”必须被用钉住，捆扎，缝合，熔焊或焊接等机械过程在实际上结合起来。这些过程要求复杂的和昂贵的工具因此使得价格相当高。应当进一步指出的是这些固定的数量随棱锥体的数量，即随其大小的立方的倒数而变，因此限制了经济上可以达到的此类填料的具体的表面积。不仅如此，棋盘穿孔的原则导致废弃率约为50％，当填料的价格很高时，比如用机织织物时这就是十分不利的。它还显示出该结构是充分通风的，这样假如部分废料积聚在结构中而没有使得气体的湍流或表面的润湿程度降低时，HETP可以被进一步降低。本专利技术的目的是专利技术一种热量和质量交换装置，该装置具有好的气体流动特性，它包括了一系列涉及到液体的散布，分配和混合的改进，并且在制造上较之现有的技术简单，因此使其实际上可以产生一种非常细的因此具有甚至更小的HETP的填料。本专利技术的一个目的是一种热量和/或质量交换装置，它包括一组固定通风器以增进气体混合，每个通风器包括四个中垂线倾斜的挡板，挡板近似以相互间绕垂直轴转动的方式生成四个转角的和为360°，而通风器被叠放在相继的水平层上，其中每个挡板构成以相反方向旋转的两个相邻通风器的部件，并且在两个相邻的挡板中有足够的空间使气体可以通过。通风器的挡板可能是平面的或非平面的，对称的或非对称的，并且绕一个垂直的或非垂直的轴转动。上述结构使其可以产生气体的涡流从而改善在挡板上的液膜细流与气体之间的交换。它具有可以在确定挡板的形状与相互连接上提供更大的设计自由的优点。该自由对于更好地提供产品的其他功能与降低造价是有益的。可以指出，前面刚刚介绍过的专利申请WO-A-86/06296和WO-A-90/10497的敞开式棱锥体结构是在下列条件同时被满足时的一种通用结构的一个特例1.通风器的挡板为菱形的，其中的一个对角线为水平的，或三角形的，其底边为水平的。2.挡板的转角为90°。3.转轴穿过菱形挡板水平对角线的端点或通过三角形挡板的水平底边的端点。4.某层菱形的上顶点或三角形的上顶点与其上部紧邻层的菱形或三角形的上顶点相一致。本专利技术的另一方面为-通风器的挡板既不是菱形的，其一个对角线为水平的；也不是三角形的其底边为水平的；或-挡板的转角不是90°；或-转轴不通过菱形挡板的水平对角线的端点；或-转轴不通过三角形挡板的水平底边的端点；或-某层菱形或菱形或三角形的上顶点不与其上紧邻层的菱形或三角形的上顶点相一致；或本专利技术的另一个方面为，其装置包括-部分或全部的挡板的下部为非对称的；-部分或全部的挡板的上部对于最大斜面线是对称的并且实际上具有倒V形，以增进液体的散布；-部分或全部挡板上钻有对垂直轴对称或不对称的一个或多个孔，从而促进液体从挡板下面通过；-部分或全部挡板利用一个共同的圆形的，平的或凹的边缘部分与其在同一平面上的几个邻近的挡板相连，从而可横向分隔挡板之间的液体；-部分或全部挡板穿入在邻近挡板垂面之中的空间；-部分或全部挡板的设计使其通常在尖端处帮助下，可向另一个挡板提供液体，或从另一挡板收集液体；-部分或全部挡板的下部至少部分被加宽，从而为液体提供尽可能大的细流表面积；-至少两个挡板的一端构成一个凸出部分；并且-一个或每个凸出部分与另一个凸出部分或一个凹槽互锁，从而将通风器的层固定在一起。也可以指出，专利申请WO-A-94/12258介绍了一种结构，其中每个相互贯穿的点为四个挡板的中心，它们不是由相互间转动形成的。无论如何，挡板的固定使得气体不再能从垂直叠合的通风器的两个挡板之间通过。可以想象，由于没有空气通过的穿孔，通风器的概念消失了。建议的装置中，带相互之间的定位是由气体的穿孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热量和质量交换装置，它包括一组固定式通风器（１Ａ，１Ｂ，５Ａ，５Ｂ，７Ａ，８．３Ａ，８．３Ｂ），以便可以促进气体的混合，每个通风器包括四个挡板（１Ｃ，３Ｅ，４Ａ，４Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ）挡板的中垂线为倾斜的并且相互之间近似由绕垂直轴转动的方式生成，四个转角的和为３６０度；并且通风器被迭放在相继的水平层上，其中每个挡板构成两个相邻的以相反方向旋转的通风器的部件，这样在两个相邻的挡板中具有足够的空间使气体通过。

【技术特征摘要】
FR 1996-11-28 9614606;FR 1997-5-22 97062571.一种热量和质量交换装置，它包括一组固定式通风器(1A，1B，5A，5B，7A，8.3A，8.3B)，以便可以促进气体的混合，每个通风器包括四个挡板(1C，3E，4A，4B，9C，9D，9E，9F)挡板的中垂线为倾斜的并且相互之间近似由绕垂直轴转动的方式生成，四个转角的和为360度；并且通风器被迭放在相继的水平层上，其中每个挡板构成两个相邻的以相反方向旋转的通风器的部件，这样在两个相邻的挡板中具有足够的空间使气体通过。2.根据权利要求1所述的装置，其中-通风器(1A，1B，5A，5B，7A，8.3A，8.3B)的挡板(1C，3E，4A，4B，9C，9D，9E，9F)既不是一条对角线为水平的菱形，也不是底边为水平的三角形；或-挡板的转角不是90度；或-转轴不通过菱形挡板的水平对角线的端点；或-转轴不通过三角形挡板的水平底边的端点；或-某层菱形或三角形的上顶点与其上面紧邻的层的菱形或三角形的上顶点不一致。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，挡板(1C，3E，4A，4B，9C，9D，9E，9F)的下部不对称。4.根据权利要求1，2或3所述的装置，其中，部分或全部挡板(1C，3E，4A，4B，9C，9D，9E，9F)的上部(2A，4E)对于最大斜面线对称，并且实际上为倒V形，以增进液体的散布。5.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，部分或全部挡板被钻有对于垂直轴对称或不对称一个或几个孔(2D，6E)，以促进液体在挡板下通过。6.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，部分或全部挡板被利用一个共同的边缘部分(2E，6C)与在同一水平面上的一个或几个相邻的挡板相连，该边缘部分是圆形的，平的或凹的，以便将挡板间的液体横向分隔。7.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，部分或全部挡板被利用一个共同的边缘部分(2E，6A，6C)与一个或几个相邻的挡板相连，该边缘部分是圆形的，平的或凹的，以便将挡板固定在一起。8.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，部分或全部挡板进入一个相邻挡板的垂直方向的空间。9.根据上述权利要求之一所述的装置，其中或全部挡板的的设计使通常可以借助一个尖端(6D，8.2B，9B)向另一个挡板提供液体，或从另一个挡板收集液体。10.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，部分或全部相邻的挡板对具有凸出部分(6D，8.2B，9B，11A)和/或凹槽使其可以互锁，以便将挡板固定在一起。11.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，部分或全部挡板的下部被至少部分加宽，以便为液体提供尽可能大的细流表面积。12.根据上述权利要求之一所述的装置，其中，至少两个挡板(1C，3E，4A，4B，9C，9D，9E，9F)的一端形成一个凸出部分(3C，4...

【专利技术属性】
技术研发人员：让Y莱曼，艾蒂安韦尔朗，
申请(专利权)人：液体空气乔治洛德方法利用和研究有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]