混合流体的方法和装置制造方法及图纸

泡帽（１００）具有由隔板（１４０）分开的立管（１２０）和帽（１３０），该隔板延伸的长度至少为立管的顶部（１２２）和帽底部（１３４）之间距离的５０％。在另一方面，该立管（１２０）和帽（１３０）相配合，形成不小于１．５英寸的裙部高度１６０。更优选的泡帽（４００）具有相当大的裙部高度（４６０）或者很长的缝长度（４９７），或者形成二者均很大。再一方面，改变流向的叶片（６１０）和板（６３０）相配合，使得流体初步分配到随后的分配盘（６５０）上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域涉及流体的混合和分配。
技术介绍
很多工业工艺涉及流体的混合，特别涉及催化反应器和大型分馏塔的流体混合。这种混合通常不是一件简单的事情，特别是在流体为多相时(例如液体和气体/蒸汽)，以及需要快速混合大量体积时。现在已知许多混合装置，在Jacobs等人的美国专利6098065(2000年8月公布)说明其中一些装置，此专利已作为参考文献整个包含在本文中。Jacobs等人提出了若干改进，其中一些改进涉及在分配板上间隔开的泡帽。泡帽一般包括立管和帽，这些立管和帽配置成使流体可以在帽和立管之间的空间中向上流动，然后反向向下流，穿过立管中的通道。在不存在涡流控制器时，该液体流动路径一般为倒U形形状。该泡帽一般固定在分配板上，穿过立管的通道与分配板内的孔汇合。这些泡帽通常包括许多侧部槽口，这些槽口构成气相进入立管和帽之间环形空间的入口。该气体夹带存在于环形空间内的液体。例如可参考Shih等人的美国专利No.5158714(1992年10月)，该专利已作为参考文献整个包含在本文中。必须由某种机构来保持立管相对于帽的位置。为此目的，已知采用悬臂或者其它间隔器。例如可参考Nelson等人的美国专利No.5989502(1999年11月)和Heath等人的美国专利No.4305895(1981年12月)，其中各个专利已作为参考文献整个包含在本文中。在过去，这种间隔板总是做成最小尺寸，以降低成本和尽量减少对流动的影响。因此，先有技术的间隔板只起定位作用，实际上无助于流体的流动或者混合。裙部高度已证明显著影响流体的流动和混合。例如可参考Bolles，William L.的论文“最佳泡帽塔盘设计”，这是一篇连载论文，连载于“Petroleum Processing”的Vol.11，No.3，pp 82-95；Vol.11，No.4，pp 72-79，Vol.11，No.5，pp 109-120，这些论文已作为参考文献整个包含在本文中。在此连载论文中，Bolles提出了通常用在蒸馏塔中的那种泡帽的设计方法。在这种塔中，蒸汽向上流过泡帽塔盘，而流体横向穿过该泡帽塔盘。这种流动通常称为对流。在Bolles的论文中(Vol.11 No.3，p.87)推荐的裙部高度为0.5-1.5英寸，并提出较大的裙部高度是不利的。但是对于大于1.5英寸的裙部高度，确实没有本申请人意识到的任何说明、推荐或者动议。相反，Ballard等人(美国专利No.3218249)说明应用泡帽作蒸汽和液体平行向下流的混合和分配装置。Ballard等认为，可以采用在分配盘上面任何距离的裙部高度，“……只要流过下降管的气流不被封隔；合理的范围可从相当于在盘上面实际上为零距离的高度到盘上面约1英尺的距离。”Ballard等人还认为，“……由于重力作用而与蒸汽相脱离的液相将流到盘上，达到低于下降管罩中槽口深度的液位，这种液位主要由每个帽的气流速度确定。当然需要一些槽口开口露在液面的上面，以便使蒸汽流过。在帽没有槽口时，基于同样的理由，在盘上的液位将低于帽的下边缘。在使用无槽口的帽时，必须在该下边缘和盘之间保持一定间隙，以便使气体和下面的液体流过”。很明显，由Ballard等人提出的裙部高度尺寸范围特别适用于无槽口的帽，因为通过将裙部高度减少到实际为零的距离也不能阻塞蒸汽流过有槽口的帽。但是该专利中没有说明适用于有槽口泡帽的具体尺寸范围。Shih等人(美国专利No.5158714)采用分散板来改进流出立管的液体分配。Gamborg等人(美国专利No.5942162)应用一种改型的有槽口泡帽，使得泡帽与立管不同心，从而改进流体分配的均匀性。Gamborg等人用这种改进的泡帽作蒸汽上升管，其中泡帽称为向上流的管子，而立管称为向下流的管子。因而流体流动路径为倒u形形状，首先向上流过向上流的管子，然后向下流过向下流的管子。Jacobs等人(美国专利No.6098965)应用立管叶片和/或者靶板来改进流出立管的液体的分配。除上面引用的专利外，本申请人在公开范围还没有见到任何其它资料说明应用泡帽作蒸汽和流体平行向下流动的混合和分配装置的技术进展。利用泡帽的某些系统可用来在泡帽的上游初步分配流体。授予Stangeland等人的专利(美国专利No.5690896，1997年11月)说明了一种初步分配装置，该装置包括在泡帽塔盘紧上面的孔板。采用这种方法，该孔眼既可以通过气相，也可以液相。结果，在该盘上的经常液位相当低，因此对初步分配的质量有负面影响。授予Grott等人(美国专利No.5837208，1998年11月)说明一种用于初步分配的装置，该装置由圆筒壁包围的孔盘构成。采用这种方法，气相流体可以流过孔盘和反应器壁之间的环形区域，而液体相流体主要流过孔眼。此方法的一个缺点是，沿环形向下流的气相可能干扰泡帽盘上的液体表面，因此，负面影响泡帽盘的操作性能。最后，在采用上述两种方法时，该孔盘限制了接近泡帽盘的检查和维修。因此仍然需要混合和分配流体的改进方法和装置，包括改进泡帽盘和初步分配机构。
技术实现思路
本专利技术的一方面提供一种装置和方法，在这种装置中，泡帽具有由隔板分开的立管和帽，该隔板延伸的长度至少为立管顶部和帽底部之间距离的50％，该距离称作为“立管/帽跨距”。在优选实施例中，该隔板至少为立管/帽跨距的70％较好，最好为该立管/帽跨距的至少90％。该隔板固定在立管上，或固定在帽上，或固定在这两者上面，并可以有两个或以上这样的隔板。本专利技术的另一方面提供一种装置和方法，在这种装置中立管和帽相配合，形成适合于液体大容积流量流过盘的裙部高度。低于液面的那部分立管和帽起阻挡液体的作用，阻挡液体横向流过盘。这种液体阻挡作用造成在塔盘上液体深度的变化。液体流入塔盘的区域有较大的液体深度，而液体横向流动达到的塔盘区域则形成较低的液体深度。这种液体深度的变化正如盘板本身水平度引起的物理变化一样，也有损于液体的均匀分配。通过增加裙部高度可以降低对横向流液体的液体阻挡作用。对于具体应用的优选裙部高度，除其它以外，取决于通过塔盘的液体容积流量。对于较低的液体流量，泡帽的裙部高度最好不小于1.5英寸。在较大的流体流量时，泡帽的裙部高度最好为至少2.0英寸，在更高的液体流量时，泡帽的裙部高度最好至少为2.5英寸。在很高的液体流量时，如在很大反应器中遇到的流量，可以采用裙部高度为3英寸或者更大的泡帽。通常采用特别长的立管而不采用特别短的帽来获得相当高的裙部高度。本专利技术的再一方面提供一种装置和方法，在这种装置中人字形的叶片和板(例如混合室的底板和挡板)相配合，将流体初步分配到随后的分配盘(或多个分配盘)上。下面参考附图详细说明优选实施例，从这些说明中可以明显看出本专利技术的各种目的、特征、方面和优点，在这些图中相同的编号代表相同的部件。附图说明图1是先有技术泡帽的垂直截面图。图2A是本专利技术若干方面的泡帽的垂直截面图。图2B是沿图2A的线1-1截取的泡帽水平横截面图。图3是另一泡帽的垂直横截面图，该泡帽具有多个隔板和增加的裙部高度，裙部高度的增加是由于帽长度的减小。图4示出另一个泡帽的横截面图，该泡帽具有多个隔板和增加的裙部高度，裙部高度的增加是由于立管高度的增加。图5是图2A和图2B所示泡帽的侧视图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡帽，包括：具有顶部的立管；具有底部和至少一个侧缝的帽，该帽相对于立管配置，使得流体可以在立管和帽之间的空间中流动；配置在该空间中的隔板，其延伸长度至少为立管顶部和帽底部之间距离的５０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GE雅各布斯，SW斯图平，AS米利肯，
申请(专利权)人：弗劳尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]