用于填充模块的带、相应的模块和设备制造技术

本发明专利技术涉及一种由片状材料制成的用于处理液体的填充模块用的包含波纹的带，其中，当所述带以其边缘接近水平而位于一近似竖直的平面中时，该波纹主要倾斜于所述液体的流动方向定向。所述带包括具有延伸边缘的开口（４４）。所述开口的下部的边缘的方向和在所述下部的边缘的至少７５％长度上的液体的自然流动方向（Ｓ）形成一个在０°和２０°之间的夹角。可以在空气蒸馏塔中应用上述装置。（*该技术在2022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由片状材料尤其是金属片制成的用于处理液体的填充模块用的包括波纹的带，当该带以其边缘水平地设置在一竖直的总平面内时，带具有相对于所述液体的基本竖直的整体流动方向倾斜的整体定向，并包括具有细长的全局形状的开口，这些开口具有沿它们的总体方向伸展的边缘。填充装置应理解为一种用于混合一相和/或使彼此同向或反向流动的几种相接触的装置。更特别地，可以在该填充装置中进行热和/或物质交换和/或化学反应。本专利技术的一个特殊的应用在于用于分开气态混合物的塔，尤其是空气蒸馏塔。
技术介绍
从现有技术中已知的是包括交叉波纹形填充模块-也称为填充单元-的空气蒸馏设备。该模块包括竖直设置的波纹形片，所述片的波纹相对于经过设备的液体的整体流动方向倾斜，并在一片与下一片之间通常以90°交叉交替倾斜。填充模块以这种方式滑入蒸馏塔中，即在一个模块到下一(相邻)的模块之间，一模块的片关于塔的轴线以一定角度-通常为90°-从相邻模块的片偏移。为了提高经过填充模块流动的液体和气体之间的交换，现有技术已经提出形成在片中的开口。这些开口引起从填充片的一侧到另一侧的气流的改变并改善该气体与液体的交换。这些开口分为两种第一种为小开口，该开口足够小以使得它们能够被液体的连续膜填充或液体可以在它们周围流动而不会形成一下游干燥区域。包括这种开口的填充装置公开在例如文献CA-A-1095827、US-A-4740334、EP-A-0158917、US-A-4604247、EP-A-0218417和US-A-5057250中。第二种为大开口，该大尺寸的开口促使气体的紊流但阻止液体流动并形成下游干燥区域。包括这种开口的填充装置公开在例如文献EP-A-0750940、US-A-4670196、US-A-5407607、US-A-5578254、US-A-588569和EP-A-1029588中。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出允许液体和气体间的改善的交换的填充装置(填充物)。为此，本专利技术的主题是一种上述类型的带，其特征在于，开口包括一个从它们的最下端点开始的下部区域，所述下部区域的边缘的整个长度的至少7 5％以相对于每一相应点的液体自然流动方向的0°至20°，尤其是0°至10°之间的一角度方向设置。根据一些具体的实施例，所述带可以具有以下一个或多个特征-所述下部区域的边缘的整个长度的至少90％以所述0°至20°之间，尤其是0°至10°之间的角度方向设置；-所述下部区域的边缘的整个长度以所述0°至20°之间，尤其是0°至10°之间的角度方向设置； -所述开口的全部外缘以所述0°至20°之间，尤其是0°至10°之间的角度方向设置；-所述开口是三角形，由两个较长边形成的该三角形的顶角或多或少地朝向液体的自然流动方向；-所述开口具有使它们避免被所述液体的膜覆盖的尺寸；-至少在所述下部区域中，所述开口的边缘的方向或多或少地平行于在开口边缘附近的带的表面上的液体的自然流动方向；-所述带包括光滑的表面以使得这些表面上的液体的自然流动方向为该带的最大斜度方向；-沿所述带(24)的边缘(40)方向测量，在部分带(34)的两个波峰线(36)或波谷线(38)之间的距离(p’)在该带的延伸区域(28)的整个表面上相同，并且当沿边缘方向移动时，每隔距离N×p’(优选地1≤N＜4)，带是其自身的相同复制品；-所述带在它的延伸区域内包括沿所述带的水平边缘的方向以所述距离的因数(倍)距离，尤其是所述距离的一半设置的开口；-部分带的波纹的折角、这些波纹的高度、这些波纹相对于水平边缘的曲率半径和斜度在所述带的整个表面上是相同的；-所述带包括相邻的彼此偏移-具体地偏移半个波纹间距(corrugation pitch)-的波纹形第一和第二部分带；-所述部分带具有彼此不同的液体自然流动方向；-部分带的所述开口的边缘沿所述液体自然流动方向之间的、尤其是大致平行于所述两方向的平分线的中间方向设置；-所述开口由向带的平面之外弯曲的折叶构成，该折叶由形成在带中的弯曲槽限定； -所述开口由形成在槽的一侧的、尤其是部分圆锥体形状或部分圆柱体形状的突出部构成；-所述开口由设置在两平行槽之间的扭转部分构成；-所述开口由设置在经过带的一弯折部的脊部的槽的一侧上的凹入弯折部构成；-所述开口是经过带的一弯折部的脊部的槽，这样可以避免液体集中在波纹的底部；-所述带至少在其上部或下部区域之一包括用于使液体横过液流主方向扩散的结构，尤其是形成在带中的条纹或孔；-所述填充带在所述上部和/或下部区域中没有所述开口；和-所述带在它的上部和/或下部区域包括水头损失(headloss)减少结构。本专利技术的另一个主题是一种用于物质和/或热交换塔的填充模块，其特征在于，它包括如上所述的层叠带，这些带中的相邻带的波纹方向相反。本专利技术的另一个目的是一种用于物质和/或热交换的设备，该设备包括至少一个如上所述的填充模块和一个用于在该模块的上表面上分配液体的装置。根据该设备的一个具体实施例，所述液体分配装置包括一个分配器和/或一个促使液体相对于流动的主方向横向扩散的填充模块。附图说明本专利技术将通过阅读下面仅以示例给出并参考附图的说明得到更好地理解，其中-图1A和1B示出被供给有液体的开槽倾斜板； -图2是用于交换物质和/或热量的包括根据本专利技术的填充模块的塔的纵向截面示意图；-图3是图2的局部III的放大视图；-图4是图3的IV-IV处的截面视图；-图5是图3中所示的局部的立体图；-图6是用于生产图3的填充带部分的坯件的俯视图；-图7A至7H示出形成在根据本专利技术的填充带中的开口的可替换形式的立体或侧视图；-图8是根据本专利技术的填充带的一可替换形式的侧视图；和-图9是图8的局部IX的放大视图。具体实施例的详细说明首先，将通过图1A和1B说明作为本专利技术的基础的问题以及本专利技术的技术方案的原理。图1A示出相对于竖直方向(重力FP方向)倾斜一角度α的光滑板P。液体在该板的上表面上流动。该板P具有由该板的表面的截面和正交于该表面的竖直平面限定的最大斜度方向G。当给该板P供给液体时，该液体沿自然流动方向S流动，该方向在所述光滑表面板P的情况下与最大斜度方向G一致。在板P中形成有两个矩形槽F1和F2。槽F1和F2的相应纵向边缘B1和B2与最大斜度方向G一起分别限定角度β和γ。角度β大于液体相对于一槽的边缘的分开角度(angle of separation)，而角度γ小于液体在该处的分开角度。液体的分开角度取决于液体的粘度和板的材料。由于角度β大于液体的分开角度，液体从槽F1的边缘B1滴落并在该槽的下游形成一干燥区域Z。在该区域Z中不可能进行液体和气体之间的热和/或物质交换。相反，由于较小的角度γ，也就是说，该角度γ小于液体的分开角度，液体在槽F2的边缘B2的周围流动并覆盖位于该槽的下游的部分板。因此，在该位置进行气体和一些液体之间的交换。优选地，角度γ为0°，也就是说，槽F 2的边缘与液体的自然流动方向平行。该角度γ可以在0°和20°之间，具体地是在0°和10°之间。图1B示出一与板P同样布置的板P’。该板P’具有相对于水平方向倾斜延伸的条纹。在该板P’上流动的液体的自然流动方向S’相对该板P’的最大斜度方向G偏移一角度δ。液体的流动向条纹方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由片状材料尤其是金属片制成的用于处理液体的填充模块用的波纹带，当该带以其边缘水平地设置在一竖直的总体平面内时，带具有相对于所述液体的基本竖直的整体流动方向（Ｄ↓［ｆ］）倾斜的整体定向（Ｄ↓［ｌ］），并包括具有细长的总体形状的开口（４４；７０Ａ至７０Ｅ；７０Ｇ；１０９），这些开口具有沿它们的总体方向伸展的边缘（５０；７２Ａ至７２Ｅ；７２Ｇ；１１０，１１２），其特征在于，开口包括一个从它们的最下端点开始的下部区域，所述下部区域的边缘（５０；７２Ａ至７２Ｅ；７２Ｇ；１１０，１１２）的整个长度的至少７５％以相对于每一相应点的液体自然流动方向（Ｓ）的０°至２０°，尤其是０°至１０°之间的一角度（γ）方向设置。

【技术特征摘要】
FR 2001-7-6 01/09021;FR 2001-7-6 01/090231.一种由片状材料尤其是金属片制成的用于处理液体的填充模块用的波纹带，当该带以其边缘水平地设置在一竖直的总体平面内时，带具有相对于所述液体的基本竖直的整体流动方向(Df)倾斜的整体定向(D1)，并包括具有细长的总体形状的开口(44；70A至70E；70G；109)，这些开口具有沿它们的总体方向伸展的边缘(50；72A至72E；72G；110，112)，其特征在于，开口包括一个从它们的最下端点开始的下部区域，所述下部区域的边缘(50；72A至72E；72G；110，112)的整个长度的至少75％以相对于每一相应点的液体自然流动方向(S)的0°至20°，尤其是0°至10°之间的一角度(γ)方向设置。2.根据权利要求1的所述带，其特征在于，所述下部区域的边缘的整个长度的至少90％在所述0°至20°之间，尤其是0°至10°之间的角度(γ)方向设置。3.根据权利要求2的所述带，其特征在于，所述下部区域的边缘的整个长度在所述0°至20°之间，尤其是0°至10°之间的角度(γ)方向设置。4.根据权利要求3的所述带，其特征在于，所述开口的全部外缘在所述0°至20°之间，尤其是0°至10°之间的角度(γ)方向设置。5.根据权利要求3或4的所述带，其特征在于，所述开口的下部区域是三角形，由两个较长边形成的该三角形的顶角或多或少地朝向液体的自然流动方向。6.根据权利要求1至5中的任一项的所述带，其特征在于，所述开口(44；70A至70E；70G；109)具有使它们避免被所述液体的膜覆盖的尺寸。7.根据权利要求1至6中的任一项的所述带，其特征在于，至少在所述下部区域中，所述开口(44；70A至70E；70G；109)的边缘(50；72A至72E；72G；110，112)的方向或多或少地平行于在开口边缘附近的带(24；100)的表面上的液体的自然流动方向(S)。8.根据权利要求1至7中的任一项的所述带，其特征在于，所述带(24；100)包括光滑的表面以使得这些表面上的液体的自然流动方向为该带的最大斜度方向(G)。9.根据权利要求1至8中的任一项的所述带，其特征在于，沿所述带(24)的边缘(40)方向测量，在部分带(34)的两个波峰线(36)或波谷线(38)之间的距离(p’)在该带的延伸区域(28)的整个表面上相同，并且当沿边缘方向移动时，每隔距离N×p’，带是其自身的相同复制品，其中，优选地1≤N＜4。10.根据权利要求9的所述带，其特征在于，所述带在它的延伸区域(28)内包括沿所述带的水平边缘(40)的方向以所述距离(p’)的因数倍距离，尤其是所述距离的一半(a...

【专利技术属性】
技术研发人员：E韦尔伦，P勒博，JY勒曼，
申请(专利权)人：液体空气乔治洛德方法利用和研究的具有监督和管理委员会的有限公，
类型：发明
国别省市：FR[法国]