汽-液接触盘及其使用方法技术

一种汽－液接触盘（２６）具有盘板面（２８），该盘板面具有至少一个用来从盘板面的上表面移除液体的开口和多个蒸气通道（４４），该蒸气通道允许蒸气通过盘板面向上流动以与上表面上的液体相互作用。至少一个筒（３４）从盘板面向上延伸并且由周壁（３６）形成。下水管（４６）被插入筒中用作液体通道，该下水管还具有用于液体进入的上入口（５０）和位于盘板面（２８）上方的下出口（５４）以将液体输送到筒中和盘板面上。多个偏流器叶片（５６）设置在盘板面上方以引导上升进入筒内的蒸气进行涡旋运动。被筒周壁包围的盘板面部分包含筛孔、阀或其它类型的蒸气通道。该盘还包括套筒（７６）、具有两种或更多种尺寸的多个筒（３４）或其组合。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及质量传递和热交换柱，并且更加特别地，涉及在这种交换柱中使用的汽-液接触盘。
技术介绍
目前已经研制出了各种类型的汽-液接触盘来促进质量传递和热交换柱中上升蒸气流和下降液体流之间的接触。多个这种盘通常以水平延伸并且竖直间隔开的方式放置在交换柱的开放内部区域中。这些盘包括具有开口的接触区域或有效区域，这些开口允许蒸气向上通过盘板面从而与流动穿过盘板面上表面的液体进行相互作用。发生在盘板面有效区域上的汽-液相互作用形成泡沫，该泡沫有利于实现所希望的质量传递和/或热交换。大多数类型的盘还包括被称为下水管的更大开口和相关结构，这些下水管可以在液体与上升蒸气进行相互作用以后将它们从盘板面上移除掉。这些液体通过下水管被向下引导至下方盘上一个通常无孔的液体接收或入口区域上。授权给Sheinman的美国专利5,626,799中描述了一种类型的汽-液盘，该汽-液盘用于高容量和高效率的应用。该专利中描述的这种盘使用多个从盘板面向上延伸的圆柱筒。直径较小的下水管从中心处设置在每个圆柱筒内，用来从上方盘移除液体并将其排到圆柱筒内的盘板面上。涡旋叶片设置在盘板面中以使蒸气按涡旋运动的方式上升通过盘板面。由于涡旋蒸气与已经从下水管排出的液体接触，因此它将产生有力的汽-液相互作用，这种相互作用可以带来较高的分离效率。涡旋蒸气还会使液体飞溅到圆柱筒的内表面上，在这里它将穿过设置在筒壁上的竖直和水平槽。然后液体下降到盘板面上并且进入下水管入口然后流到下一个下方盘上。蒸气离开圆柱筒的开口顶部并且随后穿过上方盘板面中的涡旋叶片。虽然在Sheinman专利中描述的盘与其它类型的汽-液接触盘相比具有显著的优点，但它仍需要进行更多的改进。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术的目的在于提供一种汽-液接触盘，该汽-液接触盘具有盘板面和至少一个从盘板面向上延伸并且由周壁形成的筒，该盘板面具有至少一个开口和多个蒸气通道，该开口用于从上表面移除液体，该蒸气通道用于允许蒸气通过盘板面向上流动从而与盘板面上表面上的液体进行相互作用。下水管被插入到每个筒中以用作液体通道，并且该下水管具有接收液体的上入口和位于盘板面上方的下出口以将液体输送到筒中和盘板面上。该盘还包括多个偏流器叶片，该叶片设置在盘板面上方以引导上升进入筒内的蒸气进行涡旋运动。盘板面还可以包括安放在下水管下端的套筒，该套筒用来使下水管出口在盘板面上方间隔开一段固定的距离。位于被筒周壁包围的盘板面部分中的蒸气通道是筛孔、阀、形成于盘板面中的有角度叶片之间的开口、或其它类型的蒸气通道。有角度叶片可以冲压到多个叠放板中。当设置有多个筒时，它们可以具有两种或更多种尺寸。此外，偏流器叶片的朝向可以设置成在选定的筒中引导蒸气进行相反的旋转流动。偏流器叶片可以连接到筒的周壁上。下水管入口可以具有比下水管出口大的水平横截面。下水管出口下方的盘板面入口区域还可以升高，并且可以将蒸气通道设置在连接入口区域和下方盘板面的壁上。筒的周壁包含具有预选的构造和布置的液体通道。在一个实施例中，液体通道被设置成在周围盘板面上的液体平面上方，并且被构造成两排或更多排的三角形百叶(louver)。在另一个方面，本专利技术的目的在于提供一种在使用上述汽-液接触盘的质量传递交换柱中混合蒸气流和液体流的方法。本专利技术的目的还在于提供一种包含这种盘的质量传递交换柱。附图说明下面说明的附图组成了说明书的一部分，并且应当与说明书结合起来进行理解，在这些附图中相似的附图标记被用来表示各图中的相似部分，并且其中图1是交换柱的垂直剖面侧视图，示出了位于该交换柱开放内部区域中的本专利技术的接触盘； 图2是沿图1中2-2线的接触盘水平剖面的缩小顶部平面图，该接触盘包括了圆柱筒和下水管；图3是与图2所示相似的一个顶部平面图，但示出了偏转器叶片的一种可选设置；图4是位于一个下水管入口中的旋转引导元件的不完全顶部平面图；图5是沿图1中5-5线的接触盘的不完全顶部平面图，并且示出了盘板面有效区域中的多个筛孔；图6是筒周壁的不完全侧视图，并且示出了三角形液体通道；图7是图6所示筒周壁的竖直剖面图；图8是筒周壁的不完全侧视图，示出了液体通道的一个可选实施例；图9是图8所示周壁的竖直剖面图；图10是筒周壁的不完全侧视图，示出了液体通道的又另一个实施例；图11是图10所示周壁的竖直剖面图；图12是接触盘的不完全侧视图，示出了本专利技术的附加特征；图13是下水管竖直剖面的不完全侧视图，示出了下水管出口处的水平排出板；图14是接触盘的不完全顶部平面图，示出了下水管入口的一个可选实施例；图15-17是示出了下水管各种变化的不完全侧视图；图18是具有流线的接触盘顶部平面图，该流线代表在每个筒内液体被引导旋转流动的方向；图19是汽液接触盘的透视图，稍稍示意性地示出了捕捉环；图20是汽液接触盘的不完全侧视图，示出了捕捉锥部；图21是流动偏流器叶片的侧视图；图22是板布置的分解图，该板包括蒸气通道和叶片，用来放置在筒周壁的下边缘中；图23是筒一个可选实施例的透视图；图24是液体接触盘一个可选实施例的不完全侧视图，该接触盘具有升高的入口区域；图25是图12所示液体接触盘一个可选实施例的不完全侧视图。具体实施例方式现在参照附图来进行更加详细地说明，首先参照图1，适于在质量传递和热交换过程中使用的交换柱通常以附图标记20表示。交换柱20包括通常为圆柱形构造的直立外壳22，但其它构造，包括多边形构造也是可能的，并且也落入本专利技术范围之内。外壳22具有任意合适的直径和高度，并且由一种或多种合适的刚性材料制造，这些材料优选地对于交换柱20中的流体和环境不起反应，或者相反与之相适应。交换柱20的类型是用来处理流体流，典型地为液体和蒸气流，以获得分馏产品和/或另外产生流体流之间的质量传递或热交换。交换柱20的外壳22限定出了开放的内部区域24，所希望的流体流之间的质量传递和/或热交换发生在该内部区域24中。通常，流体流包括一个或多个下降的液体流和一个或多个上升的蒸气流。作为另一种选择，流体流可以是多个液体流或一个气体流和一个液体流。流体流可以通过任意合适数目的输送管导入到交换柱20中，这些输送管设置在沿交换柱20高度的合适位置处。还可以理解，一个或多个蒸气流可以在交换柱20中产生，而不是通过输入管中的一个导入交换柱20中。交换柱20还典型地包括用来移除蒸气产品或副产品的塔顶馏出管和用来从交换柱20移除液体产品或副产品的底部流移除管。各种输入和移除管，以及其它典型存在的交换柱部件例如回流管、再沸器、冷凝器、蒸气导板以及类似物，都没有在附图中示出，因为它们实质上都是已知的并且对于理解本专利技术来说不是必需的。根据本专利技术，多个水平延伸的接触盘26以竖直间隔开的方式设置在交换柱20的开放内部区域24中。接触盘26包括由单个面板30构造成的盘板面28，该面板30具有向上翻转的凸缘32，凸缘32沿着面板30的相对侧设置以便于使用合适的紧固件(未示出)来连接相邻的面板30。接触盘26还包括多个间隔开的圆柱筒34，该筒34从盘板面28向上延伸并且由盘板面28支撑。每个筒34的顶部和底部都开放，并且该筒34由圆柱形周壁36形成，该周壁36的上边缘38在上方盘板面28的下方间隔开一段预选距离。可以理解，除了圆柱形以外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽－液接触盘，包括：具有至少一个开口和多个蒸气通道的盘板面，该开口用来从盘板面的上表面移除液体，该蒸气通道用来允许蒸气通过盘板面向上流动从而与上表面上的液体进行相互作用；至少一个从盘板面向上延伸并且由周壁形成的筒，所述筒设置成包围至少一些所述蒸气通道；至少一个在所述至少一个筒中向下延伸并且用作液体通道的下水管，所述下水管具有用于接收液体的上入口和在盘板面上方间隔开的下出口以将液体输送到筒中和盘板面上；以及多个偏流器叶片，该叶片在至少一个筒内设置在盘板面上方，并且被定向成引导在该至少一个筒内上升的蒸气进行涡旋运动，其中所述蒸气通道从筛孔和阀中进行选择。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔A雷塞塔里茨，查尔斯A格里塞尔，约翰尼B赖特，拉尔夫H韦兰，
申请(专利权)人：科克格利奇有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]