顺流分馏塔盘
阅读：134发布：2023-03-03
专利汇可以提供顺流分馏塔盘专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 包括位于顺流多下 导管 塔盘(100)内的多种构型的下导管(20)，该顺流多下导管塔盘(100)用于例如通过 分馏 来分离化合物或者利用处理用的液体除去气流中的某一组分的汽液 接触 过程。在一个 实施例 中，侧面下导管(104)被并入顺流多下导管塔盘(100)。在另一个实施例中，下导管(202)具有倾斜的 侧壁 (220)，该侧壁将液体引到该下导管下方的塔板(206)上。倾斜的侧壁(220)还在下级下导管的进口上方提供了额外的容积，从而减少该进口处的收聚，而无需蒸馏塔板(114)。，下面是顺流分馏塔盘专利的具体信息内容。
1.一种汽液接触塔盘(200)，其特征在于，包括：
a)多块汽液接触塔板(206)；
b)多根下导管(202)，每根所述下导管由第一细长侧壁(210a)和相对的第二细长侧壁(210b)形成，该第二细长侧壁比第一细长侧壁在紧邻的接触塔板下方延伸的垂直距离短，每根下导管还包括与第一细长侧壁相交的底板(212)；和
c)用于限定垂直的液体流动通路的部件，该垂直的液体流动通路供液体通过每根下导管流到下级塔盘上，该部件包括一倾斜的下导管挡板(220)，其中所述倾斜的下导管挡板从所述第二细长侧壁(210b)开始延伸，与所述底板(212)相交，并且至少延伸到由所述第一细长侧壁形成的垂直平面。
2.根据权利要求1所述的汽液接触塔盘，其特征在于，还包括在多根所述下导管(202)的至少两根之间延伸并且与至少一块所述接触塔板(206)相交的中心挡板(208)。
3.根据权利要求2所述的汽液接触塔盘，其特征在于，还包括两根紧邻所述塔盘外周的侧面下导管(304)，每根侧面下导管都具有包含侧面下导管堰(128)的液体接收部分(324)和液体分布部分(326)，其中所述接收部分将液体引导到所述分布部分，并且所述分布部分基本上被密封，以防止流体从紧邻的接触塔板直接进入。
4.根据权利要求3所述的汽液接触塔盘，其特征在于，其中，所述中心挡板是后掠式的(108′)，并且与不均匀分割的侧面下导管配合，以增加侧面下导管堰(128′)的长度和接收部分上方的入口空间。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的汽液接触塔盘，其特征在于，还包括直接在每根所述下导管之前的进口堰(216)，从而使得液体在进入所述下导管之前必须流过所述进口堰。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的汽液接触塔盘，其特征在于，还包括位于每块倾斜的下导管挡板(220)底端的反渗透堰(222)，其中所述反渗透堰穿有孔，并且被定向成基本垂直于倾斜的下导管挡板。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的汽液接触塔盘，其特征在于，还包括紧邻每根所述下导管的出口的气泡加速器(342)。
8.根据权利要求2-4中任意一项所述的汽液接触塔盘，其特征在于，其中所述中心挡板还包括远离所述下导管的平衡端口(350)。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的汽液接触塔盘，其特征在于，其中两个倾斜的下导管挡板盖住每根下导管的进口，其中一个倾斜的下导管挡板适用于沿第一方向引导液体，另一个倾斜的下导管挡板适用于沿与第一方向相反的第二方向引导液体。
10.根据权利要求9所述的汽液接触塔盘，其特征在于，其中每根所述下导管还包括位于下导管中部的液体平衡箱(234)，该液体平衡箱适用于有助于各所述下导管的在不同方向上倾斜的两部分之间液体连通。
顺流分馏塔盘
技术领域
[0001] 本发明涉及汽液接触装置，其特征在于提高该汽液接触操作的效率和处理能力(负载量，capacity)。因此，本发明涉及，例如，在分馏塔内用作分馏塔盘的装置。本发明还可以用于其它各种气液接触操作，例如酸性气体的洗涤或吸收过程。
背景技术
[0002] 具有多个垂直间隔的蒸馏塔盘的分馏塔被广泛应用于烃加工业、化工和石化业。因此，已经有大量的研究、开发和创造性思维致力于改进分馏塔盘。因此，分馏塔盘的研究开发在接触区结构、下导管设计和塔盘总体结构上做了许多变化。
[0003] 汽液接触装置被用于各种用途，以分离液体或蒸气混合物。汽液接触装置的主要用途之一在于通过分馏分离化学化合物。这些装置还用于使气流与处理用的液体接触，该处理用的液体能从气流中有选择地除去产品化合物或杂质。
[0004] 在装有汽液接触装置的塔内，液体沿大致向下的方向流动，而蒸气通过塔垂直上升。在每个汽液接触装置上，液体沿大致水平的方向横跨装置流动，而蒸气通过装置上的穿孔向上流动。汽流和液流在每个装置上的交叉流产生泡沫，以使汽液密切接触并进行质量传递。
[0005] 该装置基本上可用于分离适合通过分馏来分离或提纯的任何化合物。分馏塔盘广泛用于特定烃的分离，诸如丙烷和丙烯或者苯和甲苯，或者用于各种烃馏分诸如LPG(液化石油气)、石脑油或煤油的分离。用该主题装置分离的化合物不局限于烃，而是可包括具有足够挥发性和温度稳定 性、适合用分馏法来分离的任何化合物。这些材料的例子有乙酸、水、丙酮、乙炔、苯乙烯丙烯腈、丁二烯、甲酚、二甲苯、氯苯、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、二甲苯酚、醋酸乙烯酯、苯酚、异丁烷和正丁烷、丁烯、戊烷、庚烷、己烷、卤代烃、醛类、诸如MTBE和TAME一类的醚类以及包括叔丁醇和异丙醇在内的醇类。
[0006] 汽液接触塔领域的一个重要问题是改进塔盘的处理能力，从而允许蒸气和液体从一块塔盘流向另一块塔盘，而不出现液阻(flooding)。本领域中的第二个重要问题在于提高塔盘在蒸气和液体之间进行质量传递的效率。
[0007] 在W.K.Lewis于1936年所做的著名经典研究中发现，通过使未混合的蒸气与沿相同方向流经每块连续塔盘的液体接触(例2)，可以使汽液接触塔盘的传质效率最大化。例2被称为顺流(并流，平行流，parallelflow)，正如这里所用的那样，顺流指的是在垂直相邻或者连续的塔盘上的液体流动，而非在单块塔盘上的液体流动。Lewis的例2保证无论传质发生在给定塔盘的哪个地方，在该塔盘上传质的驱动力几乎相同。因此，当使用根据Lewis的例2工作的塔盘时，效率可以得到大幅提高。
[0008] Monkelbaan等人的US5,223,183给出一种具有至少一根中心下导管但没有侧面下导管的顺流塔盘。每块塔盘的下导管都与塔内其它塔盘上的下导管对齐，使得一块塔盘上的下导管位于上面那块塔盘上的下导管的正下方。一根下导管的出口正好位于另一根下导管进口之上。位于每根下导管上方的一对倾斜的液体偏转挡板连接垂直相邻的下导管的出口和进口，并且形成十字交叉的液体流动通路。下导管挡板可防止液体从上一级塔盘进入每根下导管，并且限定液体向塔盘板上流动的方向。挡板斜面还给予下行液体一个水平的分动量，这易于将存在于塔盘上的液体和泡沫推向塔盘的这一部分或区域的出口下导管的进口。在塔盘的某些设计方案中，在下导管挡板的下端上提供一种穿孔的反渗透堰(weir)，该堰垂直于下导管挡板。此外，流入出口下导管内的泡沫被正上方的下导管收聚(挤压，收缩，pinch)，这样可能降低塔盘的处理能力。
[0009] Monkelbaan等人的US5,318,732给出另一种多下导管型顺流分馏塔盘，它通过提供无孔蒸馏塔板增加塔盘的处理能力，无孔蒸馏塔板和附着到蒸馏塔板外端的垂直进口堰一起从下导管进口开口开始横跨塔盘板表面向外延伸。该进口堰除了由下导管侧壁的向上延伸部分形成的传统进口堰之外还可以充当前堰(pre-weir)使用。此外，蒸馏塔板有助于减少收聚；但它们也减小了塔板的有效面积。
[0010] 因此，本领域还需要一种改进的、处理能力大的、具有Lewis例2的顺流模式的塔盘。
[0011] 发明内容
[0012] 接触塔盘性能的两个决定因素是完成工艺过程的效率和按照液体或蒸气通过量定义的处理能力。主题发明的一个目的是提高具有Lewis例2的汽液接触结构的接触塔盘的效率。本发明的另一个目的是提供处理能力提高的汽液接触装置。
[0013] 本发明包括用于诸如通过分馏来分离化合物或者利用处理用液体来除去气流的某一组分的汽液接触工艺的顺流多下导管塔盘的多种构型。在一个实施例中，侧面下导管被装入具有中心挡板的顺流多下导管塔盘。在另一实施例中，下导管具有倾斜的侧壁，该侧壁将液体引到下导管下方的塔板上。该倾斜侧壁还在下级下导管的进口上方提供了额外的容积，从而减少这一进口处的收聚，而无需蒸馏塔板。在另一实施例中，前两个实施例的特征结合在一起。
[0014] 更具体地，本发明在其一种形式中，包括具有至少一根中心下导管的汽液接触塔盘。该汽液接触塔盘还包括用于限定垂直的液体流动通路的部件，该垂直的液体流动通路供液体通过每根中心下导管流到下级塔盘上，该部件具有倾斜下导管挡板。该塔盘上包括多个汽液接触塔板。紧挨塔盘外周有两根侧面下导管。每根侧面下导管都具有液体接收部分和液体分布部分，其中接收部分将液体引到分布部分，而分布部分基本上密封以防止流体从紧邻的接触塔板直接进入。在至少两根下导管之间延伸有一中心挡 板，该中心挡板与至少一块接触塔板相交。
[0015] 在另一个实施例中，本发明包括这样一种汽液接触塔盘，该汽液接触塔盘具有大致圆形的周缘，并且包括多个由第一细长侧壁和相对的第二细长侧壁形成的中心下导管，该第二细长侧壁在紧邻的接触塔板下方延伸的垂直距离比第一细长侧壁短。每根下导管还包括与第一细长侧壁相交的底板。汽液接触塔盘还包括用于限定垂直的液体流动通路的部件，该垂直的液体流动通路供液体通过每根下导管流到下级塔盘上，该部件具有倾斜下导管挡板，其中下导管挡板从第二细长侧壁伸出、与底板相交、并且至少延伸到由第一细长侧壁形成的垂直平面。塔盘上有多个汽液接触塔板。在多个下导管中的至少两根之间延伸一中心挡板，该中心挡板与至少一块接触塔板相交。
[0016] 本发明的另一种形式包括如下所述的汽液接触塔盘，该汽液接触塔盘包括至少一根位于中心的下导管、用于限定垂直的液体流动通路的部件以及多块汽液接触塔板，其中垂直的液体流动通路供液体通过每根中心下导管流到具有下级塔盘上，该部件包括倾斜下导管挡板。在塔盘上设有一包括穿孔板的气泡加速器，以用于将液体从倾斜下导管挡板引到其中一块接触塔板上。在至少两根下导管之间延伸一中心挡板，该中心挡板与至少一块接触塔板相交。
[0017] 本发明的再一种形式包括如下所述的汽液接触塔盘，该汽液接触塔盘包括多块汽液接触塔板和紧邻塔盘外周的两根侧面下导管。每根侧面下导管都具有液体接收部分和液体分布部分，其中接收部分将液体引到分布部分。液体分布部分上设有一用于防止液体从上一级侧面下导管进入液体分布部分的罩，该罩还将液体分布部分中的蒸气引到塔盘边缘外侧的蒸气流动通路。
[0018] 本发明的又一种形式包括如下所述的汽液接触塔盘，该汽液接触塔盘具有大致圆形的周缘，并包括至少一根中心下导管、多块汽液接触塔板以及紧邻所述塔盘外周的两根侧面下导管。每根侧面下导管都具有液体接收部分和液体分布部分，其中接收部分将液体引到分布部分。在至少两根下 导管之间延伸一中心挡板，该中心挡板与至少一块接触塔板相交。该中心挡板紧挨每根侧面下导管包括一弯曲部，这增加了液体接收部分的尺寸。 [0019] 本发明还包括用于汽液接触塔盘的中心下导管，该中心下导管具有第一部分和第二部分，第二部分基本上是第一部分的镜像。第一和第二部分中的每一个都包括第一细长侧壁、相对的第二细长侧壁、与第一细长侧壁相交的底板、从第二细长侧壁伸出的倾斜下导管挡板、以及延伸凸缘，其中所述第二细长侧壁在紧邻的接触塔板下方延伸的垂直距离比第一细长侧壁短。第一和第二部分装配在一起，使得每个延伸凸缘与互补的倾斜下导管挡板和第二细长侧壁重叠。在具体实施例中，第一和第二部分中的每一个都由单块材料制成。中心下导管还可包括位于每一部分的第一和第二细长侧壁之间的横杆。
附图说明
附图说明
[0020] 通过参考下面的结合附图对本发明的几个实施例的描述，可清楚地和更容易地理解本发明的上述内容、其它特征和优点以及实现它们的方式，其中：
[0021] 图1是汽液接触塔的示意图，该汽液接触塔具有多个如本发明所述的汽液接触塔盘；
[0022] 图2是本发明的顺流多下导管分馏塔盘的第一实施例的平面示意图；
[0023] 图3是具有如图2所示塔盘的塔的示意性的剖视图；
[0024] 图4A和4B是浮阀的示意图；
[0025] 图5是图2的塔盘的平面示意图，该塔盘具有后弯式侧堰(swept backside weir)和弯曲的中心挡板；
[0026] 图6是本发明的顺流多下导管分馏塔盘的第二实施例的平面示意图；
[0027] 图7是如图6所示的盘式塔的示意性剖视图；
[0028] 图8A是加强的中心下导管的等轴测仰视图；
[0029] 图8B是图8A的加强的中心下导管的等轴测俯视图；
[0030] 图9A-14是本发明的顺流多下导管分馏塔盘的第三实施例的各种示意图；以及 [0031] 图15和16是本发明的顺流多下导管分馏塔盘的其它实施例的示意性剖视图。 [0032] 在所有多幅图中，相应的参考符号表示相应的部件。这里陈述的几个例子阐明了本发明的若干实施例，但无论如何不应该将它们解释为对发明范围的限制。
具体实施方式
[0033] 参照图1，其示出汽液接触塔的一个例子，该塔具有多个本发明的汽液接触塔盘。在随后的本发明实施例中将对塔盘的细节进行说明。塔10包括柱形内腔11、顶部12、底部
14以及多个具有圆形周边的汽液接触塔盘16。顶部12收集来自腔11的蒸气，并将液体供应到腔11。在某些应用诸如连续分馏中，顶部12与用于冷凝蒸气的冷凝器流体连通，并将生成的一部分液体添加到供应给腔11的液体中。底部14收集来自腔11的液体，并将蒸气供应到腔11。与顶部12相似，在某些应用诸如连续分馏中，底部14与将一部分液体转变成蒸气的再沸器流体连通，这部分蒸气被添加到蒸气供给中。塔10还可包括一个或多个中间进料口(feed)，这些中间进料口将液体或蒸气混合物添加到塔10的中部，因而，一些塔盘
16在进料口之上，而一些塔盘16在进料口之下。每块塔盘16都包括一接触塔板18、至少一根下导管20和至少一个倾斜的下导管挡板22。
14以及多个具有圆形周边的汽液接触塔盘16。顶部12收集来自腔11的蒸气，并将液体供应到腔11。在某些应用诸如连续分馏中，顶部12与用于冷凝蒸气的冷凝器流体连通，并将生成的一部分液体添加到供应给腔11的液体中。底部14收集来自腔11的液体，并将蒸气供应到腔11。与顶部12相似，在某些应用诸如连续分馏中，底部14与将一部分液体转变成蒸气的再沸器流体连通，这部分蒸气被添加到蒸气供给中。塔10还可包括一个或多个中间进料口(feed)，这些中间进料口将液体或蒸气混合物添加到塔10的中部，因而，一些塔盘
16在进料口之上，而一些塔盘16在进料口之下。每块塔盘16都包括一接触塔板18、至少一根下导管20和至少一个倾斜的下导管挡板22。
[0034] 图2和3所示的本发明的一具体实施例包括多个顺流多下导管分馏塔盘100，塔盘100具有至少一根中心下导管102和两根侧面下导管104。在每两根下导管102和104之间，每个塔盘100都包括形式为穿孔塔板106的有效面积。塔板106被中心挡板108平分。
[0035] 中心下导管102包括侧壁110、底板112、蒸馏塔板114和进口堰116。 平坦的水平底板112在侧壁110之间延伸。在底板上设置有多个孔118，以用于排出积聚在中心下导管102内的液体。底板112的目的在于充分阻滞液流，以便中心下导管102的底部被流向蒸气上升通道的液体动态密封。这些孔可以是圆形、方形或在任一方向上——即沿着中心下导管102的宽度或者长度——为细长形，下导管出口朝上升蒸气流的密封也可以用其它结构来实现。在每根中心下导管102的进口的紧前方，蒸馏塔板114上无孔，因此是无效区域。进口堰116和蒸馏塔板114的结合通过在中心下导管102的进口附近提供一个不会将蒸气添加到泡沫中的区域有助于防止收聚。
[0036] 中心下导管102可以由任何常规装置例如由焊在塔壁内表面的支承环(未示出)支承。举例来说，塔板106可由焊在侧壁110上的角铁和焊在塔壁上的支承环支承。中心下导管102和塔板106通过螺栓、夹子或用其它方式固定到支承件上，使得中心下导管102和塔板106在运行过程中保持在合适的位置。中心下导管102可充当塔盘100的主支承件；然而，对于相当大的塔盘，可能需要辅助的支承梁。此外，也可使用加强的中心下导管。 [0037] 倾斜挡板120位于中心下导管102的底部和紧下方的中心下导管102的顶部之间。可以看出倾斜挡板120以这样一种方式在各中心下导管102之间延伸，使得液体不会越过中心下导管102水平地从一个板面106行进到另一个板面。从一根中心下导管102降下的液体被防止落入紧接的下级中心下导管102内，并且必须越过塔板106水平流动到另一根下导管——无论是如图3所示的侧面下导管104，还是其它中心下导管102——以行进到随后的塔盘上。在这一实施例中，两块倾斜挡板120盖住每根中心下导管102的进口。倾斜挡板120具有相对的斜面，斜面将液体输送到中心下导管102的不同侧的板部分106上，使得液体沿箭头方向流动。在该实施例中，位于塔盘100的一侧的倾斜挡板120全部沿相同的方向倾斜，并且塔另一侧(或另一半)上的倾斜挡板120面对相反的方向。因此，液体在任意一块塔盘100的两侧沿相反方向流动，但是在每块塔盘100的一侧的整个板面106上沿相同的方向流动(顺流)。在每块倾斜挡板120的底 部可以设置一个穿孔的反渗透堰或分布堰122。在该实施例中，分布堰122相对水平面倾斜0到90度，优选45度。 [0038] 设置侧面下导管104以改善塔盘100两侧处的流体处理。每根下导管104都包括接收部分124和分布部分126。接收部分124包括侧堰128和无孔的倾斜底板130，底板130的定向适于将液体引向分布部分126。分布部分126包括如上所述的中心下导管102的底板112。倾斜挡板120和分布堰122位于分布部分126下方。
[0039] 塔板106穿有孔，从而允许蒸气穿过塔板106流动并与塔板106上的流体接触。穿孔可以采取多种形式，包括均匀间隔的圆孔和多个导汽狭缝。这些狭缝如此定向，使得穿过塔板106通过这些狭缝上升的蒸气向塔盘100上的液体或泡沫沿最近的出口下导管的方向施加水平推力或动量。因此，泡沫得以更快地进入下导管部件内，塔盘上的泡沫高度也得以降低。更重要的是，借助合适的狭缝排列方式，液体均匀地跨过塔板106流到下导管装置内。这些狭缝和它们的功能可以类似于US4,499,035中所述的狭缝及其功能，US4,499,035结合于此以作参考。授于B.Williams等人的US3,417,975公开了兼具圆形穿孔和导流狭缝的一部分塔板材料。由于该专利教导了导流狭缝的设计和用法，因此它也被结合于此。 [0040] 图4A是塔板106内的另一种流动孔的放大示意图。塔板106在孔132内具有阀
130。图4B是另一种流动孔，该流动孔具有由塔板106挤压或压制形成的文丘里型孔132′。
阀130被插入塔板106的文丘里孔132′中。
130。图4B是另一种流动孔，该流动孔具有由塔板106挤压或压制形成的文丘里型孔132′。
阀130被插入塔板106的文丘里孔132′中。
[0041] 在每根下导管的中点处，中心挡板108从整个塔盘表面的每块板面106向上突起。该中心挡板108可以由多个连接板或者由单块板形成。中心挡板108防止位于中心挡板
108两侧的液体和泡沫混合。中心挡板108终止于紧接的上级塔盘下方的短距离处，从而形成允许压力和蒸气流动平衡的间隙。中心挡板108还可选地包括位于塔板中部、远离下导管的平衡端口，正如在随后的实施例中参照图9A和9B所描述的。
108两侧的液体和泡沫混合。中心挡板108终止于紧接的上级塔盘下方的短距离处，从而形成允许压力和蒸气流动平衡的间隙。中心挡板108还可选地包括位于塔板中部、远离下导管的平衡端口，正如在随后的实施例中参照图9A和9B所描述的。
[0042] 正如参照图2和3可以看到的那样，侧堰128远远比中心下导管102的进口有关的进口堰116短。这可能会限制塔盘100的处理能力，因为与 靠近中心下导管102进口的塔板相比有更多液体聚积在靠近侧面下导管104进口的塔板106上。如图5所示，后弯式侧堰128′、后弯式中心挡板108′或者两者都与在接收部分和分布部分之间未被等分的侧面下导管配合，以增加侧堰的长度，从而减小侧面下导管104和中心下导管102之间在堰负荷上的差异。同样重要的是，使用后弯式堰128′和后弯式中心挡板108′增加了侧面下导管104的进入空间，因此降低了下导管的堵塞趋势。这样，侧面下导管104的处理能力得以增加，以致于基本上等于中心下导管102的处理能力。如图3所示，塔壁可以充当侧面下导管的侧壁。在其它实施例中，两个侧壁可限定分布部分和/或接收部分，其中一个侧壁与塔的形状一致，与塔紧靠或者成间隔开的关系。
[0043] 如图6和7所示，本发明的第二实施例包括具有至少一根中心下导管202的塔盘200。每根中心下导管202都包括侧壁210a、短缩侧壁210b、底板212、由侧壁210b的高于塔板206的部分限定的进口堰216、液体平衡箱234和具有反渗透堰222的倾斜挡板220。
底板212包括孔218，该孔用于排出积聚在中心下导管202内的液体。在该实施例中，倾斜挡板220被并入一个侧壁210b，从而形成倾斜下导管，该倾斜下导管在中心下导管202的进口上方提供额外的容积。短缩侧壁210b延伸到塔板下方可以提高塔盘强度，并且有助于支承塔板。但是，不要求短缩侧壁210b延伸到塔板下方。因此，如果第一侧壁延伸到塔板下方，而第二侧壁未延伸到塔板下方，那么在该实施例中第二细长侧壁在塔板下方比第一细长侧壁延伸的距离短的要求仍然满足。无需如图2和3所示的蒸馏塔板114，所述额外的容积即可防止液体和泡沫流在进口上方收聚。可位于中心下导管202中部的液体平衡箱234有助于各中心下导管202的在不同方向上倾斜的两部分之间的液体连通。这一特点在中心下导管202的一侧的液体输入/输出量比另一侧高的情况下加速了液体流动的平衡。塔板部分206类似于上述实施例所述的塔板部分106。此外，中心挡板208类似于上述实施例所述的中心挡板108。在未示出的其它实施例中，中心挡板朝向塔盘的外围延伸超过至少一根下导管。中心挡板的这一延伸保证在位于塔盘周边附近的塔板上有更一致的停留时间。 [0044] 如第一实施例所述，加强的中心下导管可用于辅助支撑塔盘100。中心下导管可以为接触塔盘200提供主要支承，并且由于塔盘效率随中心下导管的减少而增加，因此可能需要加强的中心下导管202。如图8A和8B所示，加强的中心下导管202可由两个工件制成(一个工件具有向一个方向倾斜的倾斜挡板220，而另一个工件具有向相反方向倾斜的倾斜挡板)。每个工件都可以主要由被裁切并弯成一定形状的单块材料制成。这样，接头就会尽可能地少。每个工件都有一凸缘254，该凸缘254与相对工件的短缩侧壁210b和倾斜挡板220重叠，并且在两个工件之间配合形成一个坚固的接头，还形成一个改进的液体平衡箱234，该液体平衡箱可促使流体在下导管段之间传递。凸缘254将应力分布在两个下导管段之间的接头上，并且包含供液体流动的若干狭缝256。孔洞不在高应力区附近。加强的中心下导管202的顶部边缘被折叠并焊接起来，以增加强度。此外，还可以有横杆258，以增加下导管的横向稳定性，从而增加下导管的强度。在某些具有相当大的接触塔盘(例如直径超过16英尺的接触塔盘)的实施例中，结构I梁可用于辅助支撑塔板206，同时限制可能由辅助下导管引起的对塔盘效率的不利影响。
底板212包括孔218，该孔用于排出积聚在中心下导管202内的液体。在该实施例中，倾斜挡板220被并入一个侧壁210b，从而形成倾斜下导管，该倾斜下导管在中心下导管202的进口上方提供额外的容积。短缩侧壁210b延伸到塔板下方可以提高塔盘强度，并且有助于支承塔板。但是，不要求短缩侧壁210b延伸到塔板下方。因此，如果第一侧壁延伸到塔板下方，而第二侧壁未延伸到塔板下方，那么在该实施例中第二细长侧壁在塔板下方比第一细长侧壁延伸的距离短的要求仍然满足。无需如图2和3所示的蒸馏塔板114，所述额外的容积即可防止液体和泡沫流在进口上方收聚。可位于中心下导管202中部的液体平衡箱234有助于各中心下导管202的在不同方向上倾斜的两部分之间的液体连通。这一特点在中心下导管202的一侧的液体输入/输出量比另一侧高的情况下加速了液体流动的平衡。塔板部分206类似于上述实施例所述的塔板部分106。此外，中心挡板208类似于上述实施例所述的中心挡板108。在未示出的其它实施例中，中心挡板朝向塔盘的外围延伸超过至少一根下导管。中心挡板的这一延伸保证在位于塔盘周边附近的塔板上有更一致的停留时间。 [0044] 如第一实施例所述，加强的中心下导管可用于辅助支撑塔盘100。中心下导管可以为接触塔盘200提供主要支承，并且由于塔盘效率随中心下导管的减少而增加，因此可能需要加强的中心下导管202。如图8A和8B所示，加强的中心下导管202可由两个工件制成(一个工件具有向一个方向倾斜的倾斜挡板220，而另一个工件具有向相反方向倾斜的倾斜挡板)。每个工件都可以主要由被裁切并弯成一定形状的单块材料制成。这样，接头就会尽可能地少。每个工件都有一凸缘254，该凸缘254与相对工件的短缩侧壁210b和倾斜挡板220重叠，并且在两个工件之间配合形成一个坚固的接头，还形成一个改进的液体平衡箱234，该液体平衡箱可促使流体在下导管段之间传递。凸缘254将应力分布在两个下导管段之间的接头上，并且包含供液体流动的若干狭缝256。孔洞不在高应力区附近。加强的中心下导管202的顶部边缘被折叠并焊接起来，以增加强度。此外，还可以有横杆258，以增加下导管的横向稳定性，从而增加下导管的强度。在某些具有相当大的接触塔盘(例如直径超过16英尺的接触塔盘)的实施例中，结构I梁可用于辅助支撑塔板206，同时限制可能由辅助下导管引起的对塔盘效率的不利影响。
[0045] 为了改善液体在塔盘200侧面周围的流动并增加塔盘的处理能力，将前两个实施例结合起来得到了本发明的第三实施例。图9A和图10示出多个下导管塔盘300。塔盘300包含至少一根中心下导管302和侧面下导管304，每根中心下导管302的结构类似于中心下导管202。除了侧面下导管304可能采用倾斜侧壁以减少收聚之外，侧面下导管304的结构类似于侧面下导管104。更特别的是，塔盘300包含具有液体平衡箱334的中心下导管302、侧面下导管304、塔板306以及类似于第一实施例所述的中心挡板108′的后弯式中心挡板308′。如图11A所示，作为备选方案，塔盘300可包括直线型中心挡板308。中心下导管302以及侧面下导管304都包括具有反渗透堰322的倾斜下导管挡板320。中心下导管302和侧面下导管304还包括底板312和孔318。侧面下导管304还包括接收部分324和分布部分326。
[0046] 中心挡板308′还包括如9B所示的平衡端口(equalization port)350。 平衡端口350使得可以平衡塔板306的由后弯式中心挡板308′分隔开的两侧之间的液体流动。平衡端口350应保持远离下导管的进口和出口，因此它们不会形成可供液体不流经塔板306的主体部分即从出口流到进口的捷径。此外，在塔板306中部的挡板308′的远离下导管的两侧上，汽液混合物是相似的，而在挡板308′的两侧靠近下导管的区域具有不同的汽液组成。尤其是，挡板308′的一侧靠近下导管出口，而挡板308′的另一侧靠近下导管进口。平衡端口350也可以与直线型中心挡板308结合使用。
[0047] 蒸气可与泡沫形式的液体一起进入接收部分324。因此，有必要在分布部分326中包含一用于蒸气的出口路径，以防止阻塞。如图10所示，分布部分326上方的出口路径包含一用于防止液体进入的侧壁351，并在侧面下导管和塔盘外周之间即沿着塔的内壁引导蒸气。该流动通路可沿着塔的外壁延伸到塔的顶部，或者，蒸气可在上级塔盘的塔板部分306的下方排放。可在侧面下导管的分布部分中安装一动量阻尼装置352，以减小来自接收部分的液体流动动量。
[0048] 如图11A和11B所示，侧面下导管304的变化在于分布部分326的顶部由一块平板336封闭，以防止液体从上一级下导管走捷径。此外，中心挡板308与平板336配合，以防止积存在平板336上的液体流入接收部分324。可在分布部分326下方、紧挨着下级分布部分的平板336的地方设置一个穿孔的分布堰340，以用于改善液体分布。可选地，可以用气泡加速器342代替分布堰340。
[0049] 使分布部分326下方的有效面积最大化的其它方法如图12所示。第一种方式包括在分布部分326下方成一定角度设置穿孔板344。塔板306和分布部分326之间的间隙345允许蒸气进入板344下方的区域，并且穿孔允许蒸气穿过板344，且与从上级分布部分落在板344上的液体混合。可选地，一与板344相似的穿孔平板346与倾斜挡板320配合使用。在另一备选方案中，使用具有狭缝、格栅和/或阀的组合的穿孔板348。通过在中心下导管302的出口下方设置具有间隙345的气泡加速器342可进一步增加有效面积。气泡加速器也可包含出口堰343。可选地，在中心下导管 302的出口下方布置气泡加速器342′。
气泡加速器342′不含间隙345，但是，接触塔板306的位于气泡加速器342′下方的部分比塔板306的其余部分具有更多的分馏穿孔(fractional perforations)，因而使得由气泡加速器342′覆盖的塔板306的总开孔面积等于或者大于气泡加速器342′上方的倾斜穿孔板的总开孔面积。该备选方案更易于制造和安装。
气泡加速器342′不含间隙345，但是，接触塔板306的位于气泡加速器342′下方的部分比塔板306的其余部分具有更多的分馏穿孔(fractional perforations)，因而使得由气泡加速器342′覆盖的塔板306的总开孔面积等于或者大于气泡加速器342′上方的倾斜穿孔板的总开孔面积。该备选方案更易于制造和安装。
[0050] 图13示出具有不同倾角的倾斜挡板320和不同分布堰322的分布部分326。倾斜挡板320增加了分布部分326上方的容积，从而改善了排汽，且减少了下导管的阻塞，与中心下导管302有关的倾斜挡板同样如此。参考线A，也可以看出侧面下导管304的接收部分324和分布部分326可以设计在不同的深度，以增加下导管的处理能力。
[0051] 图14示出几个不同的分布部分326，它们省去了底板312，而代之以延伸到分布部分326紧下方的倾斜挡板320附近的侧壁。该侧壁在挡板320上方留下了小的间隙，以便允许液体离开分布部分326，但不允许蒸气进入侧面下导管304。
[0052] 尽管上述方法可能具有优点，但在特殊应用中，通过仅仅减少分布部分326的面积来增加塔盘300的有效面积也是有益的。
[0053] 可选地，可以如图15所示来处理收聚问题。汽液接触塔盘400包含至少一个阶梯形中心下导管402和多个阶梯形侧面下导管404。这些阶梯形下导管包含阶梯形侧壁410、而非垂直延伸的倾斜挡板420，该阶梯形侧壁增加了下级下导管的进口上方的容积。 [0054] 如图16所示，塔盘500包括中心下导管502的其它变型。侧壁510在下导管两侧上是倾斜的或者阶梯形的，这进一步增加了塔板部分506上方的容积。
[0055] 应该指出的是，虽然几幅图示出在同一个塔内不同的塔盘上具有不同设计的下导管，但是在单个塔内或者一段塔内也可以使用设计类似的塔盘。还应该指出的是，虽然示出和描述的是基本上为圆形的接触塔盘，但是也可以想到其它的形状，例如多边形。 [0056] 顺流多下导管塔盘的任何部分的实际尺寸必须由有经验的设计师在 考虑到塔盘的预定操作的各方面的情况下来选择。垂直相邻的塔盘之间的间距通常在20-91厘米(8-36英寸)之间，优选在30-61厘米(12-24英寸)之间。总开孔面积一般占塔板面积的5-20％。对于具有筛孔和狭缝的塔板，圆形穿孔的标准孔径可以在0.3-2.6厘米(1/8-1.0英寸)之间变化。通常优选0.47-0.64厘米(3/16-1/4英寸)的孔径。由狭缝提供的开孔面积占塔板面积的0.25-5％。塔板的典型厚度为0.19厘米(0.075英寸)到0.34厘米(0.14英寸)。
[0057] 中心下导管的矩形进口开口通常有6-25厘米(2.5-10英寸)宽。从第一侧壁的水平顶部边缘到第一侧壁的底部边缘测得的下导管高度通常是两个相邻塔盘之间的间距的40-80％。这包括第一侧壁延伸到塔板之上和塔板之下的高度。因此，下导管的高度等于最高的侧壁的总高度。两个相邻塔盘之间的间距是两个塔盘的塔板之间测得的垂直距离。中心液汽挡板的超过塔板的高度通常是两个相邻塔盘之间的间距的大约50％到90％。中心下导管的宽度根据它们的长度可以相互不同。在某些实施例中，侧面下导管的尺寸设计成它的顶部进口面积类似于中心下导管的顶部进口面积。
[0058] 尽管已经参考具体实施例描述了发明，但是本领域熟练技术人员不难理解，塔盘可以通过结合上述元素来设计，并且在不背离本发明的范围的情况下，就可以做出各种改变，且可以用等效元素来代替其中各元素。另外，在不背离本发明范围的情况下，可以根据本发明的教导按照具体的情况或材料进行多种变型。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
斜盘热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈