气-液接触塔盘制造技术

一种适于水平地安装在通常竖直的塔中的气－液接触塔盘，所述塔盘包括带有大体上圆形的外周且具有顶表面和底表面的塔板，所述塔板在底表面和顶表面之间设有用于气体的通道，在所述塔板上，由塔板的虚直径线限定了两个半圆形塔盘部分；和总共三个用于将液体从塔板的顶表面引导至塔盘下方的下导管，每个下导管从在塔板中布置的入口延伸至塔盘下方的下导管出口，其中，两个下导管布置在其中一个半圆形塔盘部分的拐角处，以及其中，第三下导管大体上沿垂直于直径线的塔盘半径布置在另一个塔盘部分上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种适于水平地安装在用于使气体和液体逆流接触的、通常竖直的塔中的气-液接触塔盘。
技术介绍
特别地，本专利技术涉及这样一种塔盘，所述塔盘包括带有大体上圆形的外周的塔板，该塔板具有顶表面和底表面，所述塔板在底表面和顶表面之间设有用于气体的通道，其中，布置有一个或多个下导管，用于将液体从塔板的顶表面引导至塔盘下方，每个下导管从在塔板中布置的入口延伸至塔盘下方的下导管出口。依照本专利技术的塔盘用于较小直径的塔中时具有特殊的优点，所述较小直径的塔具有的直径为大约1m和以上、尤其是1.2米和以上，且小于大约2m，尤其是1.8m和以下。在说明书或权利要求书中使用的术语气体应当也指蒸汽。使用的术语液体应当也指气泡。对高效的气-液接触塔盘的结构来说，直径在1m和2m之间的较小的气-液接触塔存在很多特有的挑战。在传统结构中，单个弓形下导管布置在塔中的各个塔盘上。弓形下导管是一种下导管入口靠近壁布置以使下导管入口的部分外周沿塔盘的外周(塔壁)延伸的下导管。在竖直的气/液接触塔中，多个这样的塔盘堆叠在一起，其中，连续的塔盘绕塔轴线旋转180度，这样，各个塔盘在与下导管入口直径上相对的液体接收区域接收来自紧邻的高层塔盘的下导管出口的液体。但是，该结构具有缺陷。一个缺陷是，液体在塔盘上的流动路径较长，约为塔盘直径减去下导管的宽度。虽然这可能首先被认为是一种优点，但是，结果是，正常运行期间，在液体接收区域和下导管入口之间的塔盘上产生了较大梯度的液体高度。由于气体优先在靠近下导管入口的低的液体高度区域中流过气体通道，所以，液体的分布不均削弱了塔盘效率和塔盘容量。而且，在最大的液体高度上，液体会通过气体通道下滴，这限制了塔盘容量。单个弓形下导管带来的另一个问题是，在塔盘上的液体的流动型式中，所谓的死区形成在接收区域和下导管入口之间一半路程的塔壁附近。死区导致塔盘效率的降低，除非采用专门的手段以改善流动型式。另一个缺陷是，在塔的高液体载荷的情况下，在不损害塔盘效率的情况下，不可能提供大的下导管入口。液体载荷可以用流动参数Φ=VlVgρlρg]]>来表示，其中，Vl和Vg分别是每单位时间供给的液体和气体的体积，ρl和ρg分别是液体和气体的密度。在高液体载荷时，流动参数等于或大于约0.1。为了提供大的下导管入口，例如塔盘的总横截面积的20％-27％或以上，必须使用非常宽的弓形下导管。然而，这样的下导管仍然具有较小的下导管入口长度。在说明书和权利要求书中使用的术语下导管入口长度指的是下导管从塔盘上接收液体的外周的长度。为了提供塔盘上的最小液体高度，该长度通常设置有堰板。所以，即使没有布置堰板，下导管入口长度通常也指堰板长度。较短的下导管入口长度和较大的下导管入口面积相结合是所不希望的，因为入口长度变成了液体处理容量的限制因素。这导致塔盘上的较大的液体高度，由于较大的液体高度会引起过早的喷流，因此限制了塔盘容量，所以较大的液体高度通常是不希望的。为了提供更大的下导管入口长度，较小塔中供选择的塔盘结构是所谓的双流程(two-pass)塔盘。在这个结构中，采用了两种交替堆叠在塔中的塔盘。第一种塔盘具有在塔盘上彼此径向相对布置的两个弓形下导管。第二种塔盘具有沿塔盘直径的单个矩形下导管，其平行于相邻塔盘的弓形下导管布置。在这个双流程结构中的液体流动路径长度约为塔盘直径与下导管宽度之差的一半。双流程塔盘结构也具有缺陷。首先，必须制造两个显著不同的塔盘。第二，一种塔盘的类型通常受到限制，将几乎不可能提供完全平衡的结构。例如，两种塔盘的下导管入口长度是显著不同的。第三，在带有单个直径方向的下导管的塔盘上，在塔盘上方和下方的下导管两侧的塔盘区域之间通常不存在流体连通。所以，在两侧可能形成不同的液位，在塔盘下方没有蒸汽连通，这妨碍了塔盘效率。原则上，流体连通通道可以布置在两侧之间，以缓和蒸汽连通问题，然而，这增加了塔盘的复杂性和成本。在另一个塔盘结构中，其通常应用于较大塔盘，多个平行下导管布置在塔盘的外周和虚直径线之间。这种塔盘结构的例子披露在美国专利No.6 460 833、No.6 494 440和No.6 588 735中。下导管在两塔盘部分上的布置是相同的，以便一个塔盘部分可以通过绕塔盘的中心旋转约180度转变成另一个塔盘部分。下导管的总数为偶数。在各塔盘部分上，沿垂直于虚直径线的线布置有至少一个大体上矩形的下导管。在各塔盘部分上，在虚直径线和塔盘外周之间的拐角处还布置有一个弓形下导管。两个塔盘部分上的下导管形成交错布置。在虚直径线作为镜子的情况下，塔中的相邻塔盘是彼此的镜像。下导管在塔盘上的这种布局适用于具有约2m以上直径的较大塔。它也可以应用于较小直径的塔，但是，该结构不得不增加考虑一个限制，即，约为塔盘部分上相邻下导管之间的距离的一半的流动路径长度不能变得太小。这尤其是当需要在塔盘上设置较大下导管入口面积以提供充足的液体处理容量时的情况。对于新塔来说，可以选择较大直径以提供最小流动路径长度，而对于翻新现有的塔来说，这是不可能的。例如，可计算出对该已知的布局中的每一塔盘部分上的一个矩形下导管和一个弓形下导管，如果总的下导管入口面积小于塔盘的总横截面积的18％，在比如1.5m直径的塔盘上只能实现比如250mm的、平行于虚直径线的流动路径长度。本专利技术的目的是提供一种尤其是在小塔中具有高液体处理容量的气-液接触塔盘，并且使塔盘坚固和高效运行，且制造合算。
技术实现思路
依照本专利技术，提供一种适于水平地安装在通常竖直的塔中的气-液接触塔盘，所述塔盘包括-具有大体上圆形外周的塔板，该塔板具有顶表面和底表面的，所述塔板在底表面和顶表面之间设有用于气体的通道，在所述塔板上，由塔板的虚直径线限定了两个半圆形塔盘部分；和-总共三个用于将液体从塔板的顶表面引导至塔盘下方的下导管，每个下导管从在塔板中布置的入口延伸至塔盘下方的下导管出口，其中，两个下导管布置在其中一个半圆形塔盘部分的拐角处，以及其中，第三下导管大体上沿垂直于直径线的塔盘半径布置在另一个塔盘部分上。本专利技术提供一种气-液接触塔盘的特别有利的结构，其带有在其中一个塔盘部分的拐角处的两个下导管(以下称“拐角下导管”)和大体上沿塔盘半径的一个下导管(以下称“径向下导管”，即使该下导管不必沿半径的整个长度延伸)。当将依照本专利技术的塔盘堆叠在塔中时，其中，相邻的塔盘绕塔轴线相对旋转180度，高层塔盘的下导管在紧邻的低层塔盘上的投影与低层塔盘上的下导管相对于作为镜像轴线的虚直径线镜像重合。上层塔盘的一个塔盘部分中的两个拐角下导管的出口相对于下层塔盘的径向下导管的入口对称地布置，上层塔盘的径向下导管的出口对称地布置在下层塔盘的拐角下导管的入口之间。因而，不需要制造两种塔盘。下导管在两个塔盘部分中的布置是非常不同的，一个径向下导管对两个半弓形(拐角)下导管。由于这个不对称的缘故，在两个塔盘部分中，下导管入口长度、下导管入口面积、下导管入口长度与下导管入口面积之比一般来说是不同的。本专利技术之前，人们已经意料到，不对称会导致严重问题，由于液体在两个塔盘部分上的分布不均，限制了塔盘容量和/或塔盘效率。但是，申请人已经认识到，不对称实际上不是一个问题。因为两个塔盘部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于水平地安装在通常竖直的塔中的气－液接触塔盘，所述塔盘包括－带有大体上圆形的外周且具有顶表面和底表面的塔板，所述塔板在底表面和顶表面之间设有用于气体的通道，在所述塔板上，由塔板的虚直径线限定了两个半圆形塔盘部分；和－总 共三个用于将液体从塔板的顶表面引导至塔盘下方的下导管，每个下导管从在塔板中布置的入口延伸至塔盘下方的下导管出口，其中，两个下导管布置在所述半圆形塔盘部分之一的拐角处，以及其中，第三下导管大体上沿垂直于所述直径线的塔盘半径布置在另一个 塔盘部分上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G柯尼因，AV萨斯特里，MH弗特，RK惠特，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]