专利名称：汽－液接触盘及使用这种盘的方法
技术领域：
本发明涉及传质和换热塔，更具体地说，涉及在这种塔中使用的汽-液接触盘。
背景技术：
现已研制出各种汽-液接触盘，以增强传质和立式圆柱形换热塔中上升的蒸汽流与下降的液体流之间的接触。通常将多个这种盘水平延伸并垂直间隔地设置在塔的敞开的内部区域中。这类盘包括具有使蒸汽向上流过盘板(tray deck)以便与流过盘板的上表面的液体相互作用的开口的工作区(active area)。发生在盘板的工作区上方的汽-液相互作用形成了有助于所需的传质和/或换热的气泡。多种盘都具有较大的开口和相关的被称之为下导管(downcomer)的结构，这种结构使液体在与上升的蒸汽相互作用后从盘板中排出。液体向下通过下导管被引到下面的盘的通常是无孔的液体接收区或入口区。
在作为单程错流盘(single-pass crossflow tray)而公知的汽-液接触盘中，入口区一般位于盘的一端，然后液体流过该盘并到达盘的相对端，在该端液体进入通向下面的盘的下导管。在多程盘(multiple-pass tray)中，至少一些盘上设有两个或多个下导管，液体流被分成两股或多股以相反方向流过任何盘的流体流。
上述类型的错流接触盘存在的问题是，当液体从入口区流过盘而流到下导管时，很难确保液体均匀流动。由于盘呈圆形，所以沿盘周边流动的液体比沿盘中心流动的流体流过的距离大。结果，可使滞流区域扩大，并且可使液-汽相互作用减弱及使效率降低。
在授权于Kittel的美国专利3045989号中公开的汽-液接触盘中，采用了每隔一个盘(alternate tray)上的中心下导管和外部环形下导管。这种下导管结构的效果是液体从中心沿径向或沿螺旋流动路径流动到交替盘(alternating tray)的周边，然后从所述周边流动到其余盘的中心，从而使液体流动更均匀，并提高了效率和容量。虽然在Kittel的专利中描述的盘比其它类型的汽-液接触盘具有明显的进步，但仍希望能进一步改善。
发明内容
一方面，本发明涉及一种具有限定出敞开的内部区域的外壳体的传质塔。在敞开的内部区域中交替且垂直间隔地设置回流接触盘(return contacttray)和离心接触盘(centrifugal contact tray)。回流接触盘包括具有至少一个用于从上表面排出液体的开口的盘板和多个使蒸汽向上流过盘板以便与回流盘板的上表面上的液体相互作用的蒸汽通道。离心盘板包括具有上表面、周边和多条蒸汽通道的盘板，这些蒸汽通道用于使蒸汽向上流过盘板、以便与离心盘板的上表面上的液体相互作用。在回流盘板的开口处设有至少一个向下延伸的中心下导管，所述中心下导管具有与离心盘板上方隔开、用于将液体输送到离心盘板上的下排放口。在离心盘板的周边设有至少一个向下延伸的环形下导管，所述环形下导管具有与回流盘板上方隔开、用于将液体输送到回流盘板上的下排放口。在一实施方式中，至少一个离心接触盘在相邻回流接触盘上方的距离大于至少一个回流接触盘在相邻离心接触盘上方的距离。盘板中的蒸汽通道可以是阀、百叶格栅、筛孔、倾斜筛孔或其它类型的蒸汽通道。此外，阀盖可相对于离心盘板和回流盘板之一或两者的平面倾斜一角度，以防止液体进入。在另一实施方式中，单个支撑环支撑回流接触盘和离心接触盘两者。在又一实施方式中，将一个或多个挡板设置在回流接触盘的上方，以阻止液体越过(jumping over)中心下导管。
另一方面，本发明涉及一种在采用了上述汽-液接触盘的传质塔中使蒸汽和液体流混合的方法。本发明还涉及汽-液接触盘单元。
附图构成说明书的一部分并可结合附图阅读说明书，在各幅附图中，相同的附图标记用于表示相同的部件。附图中图1是塔沿垂直断面的侧立视图，图中示出了位于塔的敞开的内部区域中的本发明的接触盘；图2是沿图1中2-2线剖切的水平断面上的离心接触盘的顶视图；
图3是沿图2中3-3线剖切的离心接触盘上的环形下导管的一部分的侧立视图；图4是沿图1中4-4线剖切的水平断面上的回流接触盘的顶视图；图5是沿图4中5-5线剖切的回流接触盘的中心下导管的侧立视图；图6是中心下导管的顶部透视图；及图7是在垂直断面上的塔的侧立视图，图中示出不同的结构。
具体实施例方式
现在更详细地参见附图，首先参见图1，适用于传质和换热过程的塔都用附图标记20表示。塔20包括立式外壳体22，该外壳体的外形尽管可以是包括多边形在内的其它形状，但通常为圆柱形，当然其它形状也都落在本发明的范围之内。壳体22具有任何适用的直径和高度，并由一种或多种适宜的刚性材料制成，这些材料最好对于塔20内存在的流体和状态是不起化学反应的，或相反是与之兼容的。
塔20是用于处理一般为液体和蒸汽流的流体流、用以获得分馏产品和/或其它产品、以便在流体流之间进行传质或换热的那种塔。塔20的壳体22限定出敞开的内部区域24，在该区域中，希望流体流之间发生传质和/或换热。一般来说，流体流包括一股或多股下降的液体流和一股或多股上升的蒸汽流。另外，流体流既可以都是液体流，也可以是气体流和液体流。
可通过任何适当数量的供给管路将流体流引入塔20，这些供给管路位于沿塔20的高度的适当位置处。可理解到，在塔20内可形成一股或多股蒸汽流，而不是通过一条供给管路送入塔20内。塔20通常还包括用于从塔20中提取蒸汽产品或副产品的塔顶馏出管道(overhead line)及提取液体产品或副产品的底部流提取管道(bottom stream takeoffline)。各种供给和提取管道及其它现有的常用塔部件，如逆流管道(reflux stream line)、再沸器、冷凝器、蒸汽喇叭筒和类似部件在附图中均未示出，因为它们实际上是常用的那些类型，并且对理解本发明而言不是必需的。
多个水平延伸的第一或离心接触盘26和第二或回流接触盘28交替且垂直地隔开设置在塔20的敞开的内部区域24中。每一个盘26和28都包括水平延伸盘板30，它们由以适当的方式连接在一起的多个独立的面板(panel)32构成。用于离心接触盘26的盘板30优选基本为圆形或优选为多边形，如图2中示出的八角形。用于回流接触盘28的盘板30优选基本为圆形，以便尽可能与图4中所示的塔壳体22的形状一致。各盘板30都具有多条蒸汽通道33，这些通道使蒸汽向上通过盘板30，以便与流过盘板30上表面的液体相互作用。如下面将更详细地讨论的那样，将蒸汽通道33构造成使蒸汽流按预选的方向排出，借此可推动液体按所需方向通过盘板30。在离心接触盘26的实例中，优选使蒸汽以切向流动分量排出，以使液体从盘板30的中心向外朝周边旋转。在回流接触盘28中，蒸汽优选将液体从盘板30的周边沿径向朝内推向中心。
如图2、3和6中清楚示出的那样，各离心接触盘26具有中心圆形或多边形的入口区34及沿盘板30的外周边形成的外部环形下导管36。正如在图4-5中所看到的那样，各回流接触盘28都具有外部的、通常为环状的入口区38，该入口区位于从上部的离心接触盘26和中心下导管40延伸的环形下导管36的下方，所述中心下导管40位于下面的离心接触盘26的入口区34的上面。这种结构的结果是使液体从最上面的离心接触盘26的中心入口区34向外流动，沿径向或螺旋流动路径流过盘板30，并进入环形下导管36。然后，液体向下流过环形下导管36，并被送到下面的回流接触盘28的环形入口38处，再沿径向朝内顺着盘板30流到中心下导管40。进入中心下导管40的液体向下流动并被送到下面的离心接触盘26的中心入口区34上。液体继续沿上述的、用于每一对接续的接触盘26和28的流动路径流动。
优选接触盘26和28上的入口区34和38无孔，以防止由于液体的向下运动而使液体渗过入口区34和38。也可用其它用于防止或阻止液体渗入的手段来取代无孔入口区34和38，或将所述手段与无孔入口区34和38结合使用。例如，可将一个或两个入口区34和38提高到盘板30的平面的上方，以使蒸汽向上流过位于提高的入口区34和38下面的盘板30的区域。另外，也可将一个或两个入口区34和38降低到盘板30的平面下方，以形成蓄贮槽。
各环形下导管36都具有垂直延伸的入口壁42，该入口壁从盘板30的外周边向下延伸。入口壁42可以为单一的圆形，或者也可具有多边形或由多个平面段或曲面段构成的多段形。在任何情况下，入口壁42优选与盘板30外周的形状一致，并向内与塔壳体22隔开预选距离。入口壁42和塔壳体22之间的水平间隔限定出通向下导管36的环形或多段入口44。
下裙部46从入口壁42的下缘向下延伸并相对塔壳体22成一角度，使裙部46的下缘在下面的盘板30的平面上方隔开选定的垂直距离，以便限定出下导管出口48。裙部46可以是单平面环，或可由多个连续或不连续的段构成。在所示的实施方式中，裙部46由分开的段构成，每个段向外朝塔壳体22弯曲，这样就使各段的中部比其相对端部分更靠近壳体22。还可采用其它结构，只要裙部46的大部分或全部下缘与塔壳体22之间的水平间隔小于入口壁42与塔壳体22之间的水平间隔即可。以这种方式构成的裙部46可使在下部所获得的用于液体流动的环形面积比下导管36的上部的环形面积小。下导管36的这种结构有助于在下导管出口48处形成动态液封，以防止蒸汽进入下导管36。较宽的入口44还可使从进入下导管36的液体中分离出来的蒸汽向上排放，而不被夹带地通过蒸汽可能与液体流相互干扰的下导管36。在环形下导管36上的倾斜裙部46还用于增加用于安排蒸汽通道33的下面的回流盘上可获得的面积，从而增大了在产生所需的蒸汽和液体的相互作用并产生气泡的盘板上方的盘板30的“工作区”。
以类似的方式，各回流盘28上的中心下导管40具有入口壁50，该入口壁在盘板30的平面上形成入口52，并且入口壁朝塔20的中心轴线向内倾斜，以限定出向下逐渐变窄的液体通道。为了提高生产效率和/或安装效率，入口壁50优选具有由端部与端部相连、并沿接缝连接的多个平板构成的倒截圆锥形形状，而且排放出口54由入口壁50的下缘与下面的盘板30之间的预选垂直间隔构成。另外，圆柱的垂直裙部或其它结构可从入口壁50的下缘向下延伸，以形成出口54和/或入口52，所述出口和入口可由带有构成下导管40的中部或下部的倾斜壁的垂直壁构成。对于环形下导管36来说，中心下导管40的结构在增大可获得的用于下面的盘26上的工作区的空间的同时还有助于蒸汽分离和动态液封的形成。也可采用能实现这些目的的其它下导管结构，而且那些下导管结构也都落入本发明的范围内。
各离心接触盘26可由固定到中心支撑管62上的支撑环60支撑，所述中心支撑管向上沿塔20的中心轴线延伸，其下端由梁或其它装置支撑。优选将各环形下导管36的入口壁42和裙部46螺纹连接到螺栓杆56上，该螺栓杆的周围留有间隔并通过焊接或其它方式被固定到塔壳体22上。下导管裙部46还由多个沿圆周间隔布置的托架58支撑，这些托架被固定在下面的盘板30上。除了支撑功能外，托架58还用于将裙部46的下缘固定在与盘板30和塔壳体22相距所需距离处。
各回流盘28均由支撑环64支撑，所述支撑环通过焊接或其它方式被固定在塔壳体22的内表面上。支架66也用于将中心下导管40支撑在下部离心盘26的盘板30上，并使下导管出口54定位于下部盘板30上的入口区34上方的所需距离处。支撑梁(图中未示出)也可向盘26和28提供辅助支撑，这些支撑梁或与盘板面板(tray deck panel)32整体形成，或为分离的结构。可以预料，配合各种螺栓杆56、托架58和支架66还可使用支撑管62上的支撑环60，所以只需使用一个焊接到塔壳体22上的支撑环64来支撑各对盘26和28。由于支撑管62上的支撑环60具有圆周比塔壳体22上的支撑环64上的焊接件的圆周小得多的焊接件，所以通过使用连接到塔壳体22上、用以支撑各对盘26和28的单个支撑环64可大大节省安装时间和费用。
正如从图1中清楚看到的那样，在本发明的一实施方式中，离心接触盘26在回流接触盘28上方的距离大于回流接触盘28在离心接触盘26上方的距离。盘26和28的这种结构在回流接触盘28上方提供了比在离心接触盘26上方更大的开口容积，因而在回流接触盘28上方可容纳更大的起泡高度。当液体从盘周边沿径向朝内流向中心下导管40时，由于流动通道的宽度变窄，所以气泡在回流接触盘28上方形成较大的高度。盘26和28之间垂直间隔的差可以改变，以适应具体应用。例如，在各盘26和28上方和下方不一定都采用18英寸的间隔，离心接触盘26可在回流接触盘28上方间隔22英寸，回流接触盘28又在离心接触盘26上方间隔14英寸。在回流接触盘28上方采用较大的间隔可在不增加塔20内的盘26和28的数量和不增大塔内由盘所占据的总面积的前提下增大容量和提高效率。
在离心接触盘26和/或回流接触盘28的上方采用不同的有助于使蒸汽从液体中分离和有助于液体进入下导管36和40的结构也可提高塔20的效率和增大容量。例如，如图7所示，将一个或多个挡板68设置于一个或多个回流接触盘28上方，以阻止或阻碍液体越过中心下导管40，并提供有助于汽-液分离的撞击表面。这些挡板68可具有不同的结构，例如可以是在最上部的离心接触盘26下方设置的、从中心支撑管62径向延伸的多块垂直板69，或如显示在中央离心接触盘26下方、在支撑管62周围具有中心开口的倒锥体70。锥体70可有平面的或曲面的偏斜表面72，并且最好由两个或多个部分装配而成，以便于安装在支撑管62周围。在图7示出的最下面的离心接触盘26下方的另一实施方式中，挡板68构成为独立的气泡收集板(froth collector plates)74的形状，该收集板相对液体流动方向向下倾斜一角度，以再引导液体从上向下流动。板74可以是只透过蒸汽、或液体和蒸汽两者都可透过、或液体或蒸汽都不能透过的板。
也可通过使用蒸汽通道33、而不是利用在上面所提到的Kittel的专利中公开的那种盘中常规使用的压制金属构成的部件来提高塔20的性能。例如，如图2和4所示，蒸汽通道33可以是百叶格栅(图中未示出)或阀76，它们可以是固定的，也可是可动的，并有确定的方向，用以按所需方向推动液体流过盘板30。于是，可使离心接触盘上的百叶格栅或阀76的取向为沿相对于离开中心入口区34的液体的初始径向流动方向切向地或成某一其它角度地排放蒸汽。这样切向地推动液体可使液体从径向偏离为螺旋流动路径，这样的路径可提供更长的滞留时间，使所述液体与盘板30上的蒸汽更充分地相互作用，并有利于蒸汽与液体分离，也有利于液体进入环形下导管36。虽然优选螺旋形液体流动路径，但如果使百叶格栅或阀76适当取向，也可保持或获得径向或其它流动路径。还可用倾斜的径向延伸的叶片取代阀76或与阀76结合使用，以促使蒸汽和液体按所需方向流动。阀76也可设置在回流接触盘28上，优选将其定向为径向朝内地推动液体。
应意识到，由盘板30的一些部分中的百叶格栅或阀76提供的定向推动可不同于设置在其它部分盘板30中的百叶格栅或阀76提供的定向推动。例如，如图2所示，设置在最靠近入口区34的阀76将遇到径向流动的液体，应将其定向为接近径向的净蒸汽流向量(net vapor flow vector)方向，以使液体不向下进入和滴入阀76。设置在远离入口区34的那些阀76将遇到螺旋形液体流，应将它们定向在净切向蒸汽流(net tangential vapor flow)的方向。虽然图2只示出了两种取向，但也可采用其它取向，而且在某些应用中可优选其它取向。
在盘板30上单独使用或结合使用的阀76的类型中，通常所公知的固定阀为VG0和VG9阀，通常所公知的可动阀为MV1和MV9阀。这些类型的阀76通常利用阻止液体进入阀的较宽的上游支柱。有选择地或附加地可使阀盖相对于盘板30的平面倾斜一角度，以防止液体进入并能以较大的方位推动液体。如果需要，倾角可随盘板30区域的不同而不同。可将百叶格栅与阀76结合使用，例如可在最靠近入口区34的区域内设置百叶格栅，而在其余区域中设置阀76。还可单独使用或与上面所述的百叶格栅和阀76结合起来使用筛孔，优选使用倾斜的筛孔。
在另一变型中，通过将引发旋转的部件设置在中心下导管40内或设置在其出口54处，可引发液体在排出图4的中心下导管40时产生旋转运动。引发旋转的部件包括在下导管出口54中的多个径向延伸的导向叶片。导向叶片可是平面或曲面的，并且某些叶片的至少一部分或全部相对于垂直方向成角度地延伸。
在环状和中心下导管36和40的入口44和52的上游可任意分别设置溢流板78。溢流板78可具有不同的高度，优选使与环形下导管36相关的溢流板的高度大于与中心下导管40相关的任何溢流板的高度。由于与回流接触盘28上的液体流相关的负水力坡度，通常最好不在中心下导管40处采用溢流板。
从上述可看出，本发明完全能达到全部所述目标和目的，并显现出其结构所固有的其它优点。
可理解到，某些特征和辅助组合(subcombination)是有用的，而且在不涉及其它特征和辅助组合的情况下可利用这些特征和辅助组合。这可从权利要求中预料到，因此也落入权利要求的保护范围内。
由于在不超出本发明范围的前提下，本发明可有多种实施方式，所以可理解到，说明书所描述的或附图所示出的全部内容都只是举例说明，而不具限制意义。
权利要求
1.一种传质塔，其包括限定出敞开的内部区域的外壳体；在敞开的内部区域中交替且垂直地间隔设置的多个回流接触盘和离心接触盘，其中每个所述回流接触盘包括具有至少一个用于从所述回流盘板的上表面排出液体的开口的盘板和多条使蒸汽向上流过所述回流盘板、以便与所述回流盘板的所述上表面上的液体相互作用的蒸汽通道，其中每个所述离心接触盘包括具有上表面、周边和多条蒸汽通道的盘板，这些蒸汽通道用于使蒸汽向上流过所述离心盘板、以便与所述离心盘板的所述上表面上的液体相互作用；至少一根在所述回流盘板的所述开口处向下延伸的中心下导管，该中心下导管具有与所述离心接触盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述离心接触盘板上的下排放口；及至少一根在所述离心接触盘板的所述周边向下延伸的环形下导管，该环形下导管具有与所述回流盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述回流盘板上的下排放口，其中至少一个所述离心接触盘在相邻的一个所述回流接触盘上方的距离大于至少一个所述回流接触盘在相邻的一个所述离心接触盘上方的距离。
2.按照权利要求1所述的传质塔，其中所述蒸汽通道是阀。
3.按照权利要求1所述的传质塔，其中所述阀被定向为按所需的方向推动所述液体流过所述盘板。
4.按照权利要求1所述的传质塔，其中所述蒸汽通道是百叶格栅和筛孔中的一种。
5.按照权利要求1所述的传质塔，其中还包括位于所述中心下导管内的引发旋转的部件，以引发液体在排出所述中心下导管时作旋转运动。
6.按照权利要求2所述的传质塔，其中所述阀盖相对于所述离心或回流盘板之一或两者的平面倾斜一角度，以防止液体进入。
7.按照权利要求1所述的传质塔，其中单个支撑环支撑一对接触盘。
8.按照权利要求1所述的传质塔，其中还包括一个或多个位于所述回流接触盘上方、用以阻止所述液体越过所述中心下导管的挡板。
9.一种汽-液接触盘单元，其包括多个交替且垂直地间隔设置的回流接触盘和离心接触盘，其中每个所述回流接触盘包括具有至少一个用于从所述回流盘板的上表面排出液体的开口的盘板和多条使蒸汽向上流过所述回流盘板、以便与所述回流盘板的所述上表面上的液体相互作用的蒸汽通道，其中每个所述离心接触盘包括具有上表面、周边和多条蒸汽通道的盘板，这些蒸汽通道用于使蒸汽向上流过所述离心盘板、以便与所述离心盘板的所述上表面上的液体相互作用；至少一根在所述回流盘板的所述开口处向下延伸的中心下导管，该中心下导管具有与所述离心接触盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述离心接触盘板上的下排放口；及至少一根在所述离心接触盘板的所述周边向下延伸的环形下导管，该环形下导管具有与所述回流盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述回流盘板上的下排放口，其中至少一个所述离心接触盘在相邻的一个所述回流接触盘上方的距离大于至少一个所述回流接触盘在相邻的一个所述离心接触盘上方的距离。
10.按照权利要求9所述的汽-液接触盘单元，其中单个支撑环支撑一对接触盘。
11.按照权利要求10所述的汽-液接触盘单元，其中还包括一个或多个位于所述回流接触盘上方、用以阻止所述液体越过所述中心下导管的挡板。
12.一种在传质塔中混合蒸汽和液体流的方法，所述传质塔包括带有多条蒸汽通道的盘板的多个回流接触盘和离心接触盘，至少一根中心下导管和至少一根环形下导管，该方法包括(a)以交替且垂直地间隔设置多个回流接触盘和离心接触盘，其中至少一个所述离心接触盘被设置在相邻的一个所述回流接触盘上方的距离大于至少一个所述回流接触盘被设置在相邻的一个所述离心接触盘上方的距离；(b)将液体流引入一根或多根中心下导管的入口；(c)基本上将所有所述液体流从所述一根或多根中心下导管排放到下面的离心接触盘板上；(d)使蒸汽流向上流过所述离心接触盘中的蒸汽通道，其中所述蒸汽流与所述离心接触盘板的表面上的所述液体流相互作用；(e)使所述液体流朝所述离心接触盘板的周边方向流过所述离心接触盘板；(f)将至少一部分所述液体流引入一根或多根位于所述离心接触盘的所述周边的环形下导管中；(g)基本上将全部所述液体流从所述一根或多根环形下导管排放到回流盘板上；(h)使蒸汽向上通过所述回流盘板的蒸汽通道，其中所述蒸汽流与所述回流盘板的所述表面上的所述液体流相互作用；(i)使所述液体流朝所述回流盘板上的至少一个开口的方向流过所述回流盘板；及(j)在下面的离心接触盘和回流接触盘上重复进行步骤(a)到步骤(i)。
13.一种具有限定出敞开的内部区域的外壳体和多个被支撑在所述敞开的内部区域中的汽-液接触盘的传质塔，其包括限定出敞开的内部区域的外壳体；以交替且垂直地间隔设置在敞开的内部区域中的至少一个回流接触盘和至少一个离心接触盘；其中所述回流接触盘包括具有至少一个用于从所述回流盘板的上表面排出液体的开口的盘板和多条使蒸汽向上流过所述回流盘板、以便与所述回流盘板的所述上表面上的液体相互作用的蒸汽通道，其中所述离心接触盘包括具有上表面、周边和多条蒸汽通道的盘板，这些蒸汽通道用于使蒸汽向上流过所述离心盘板、以便与所述离心盘板的所述上表面上的液体相互作用；至少一根在所述回流盘板的所述开口处向下延伸的中心下导管，该中心下导管具有与所述离心接触盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述离心接触盘板上的下排放口；至少一根在所述离心接触盘板的所述周边向下延伸的环形下导管，该环形下导管具有与所述回流盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述回流盘板上的下排放口；及一个或多个位于所述回流接触盘上方、用以阻止液体越过所述中心下导管的挡板。
14.按照权利要求13所述的传质塔，其中所述挡板呈锥形。
15.按照权利要求13所述的传质塔，其中所述挡板包括弯曲的偏斜表面。
16.按照权利要求13所述的传质塔，其中所述挡板包括独立的气泡收集板。
17.一种汽-液接触盘单元，其包括以交替且垂直地间隔设置的至少一个回流接触盘和至少一个离心接触盘；其中所述回流接触盘包括具有至少一个用于从所述回流盘板的上表面排出液体的开口的盘板和多条使蒸汽向上流过所述回流盘板、以便与所述回流盘板的所述上表面上的液体相互作用的蒸汽通道，其中所述离心接触盘包括具有上表面、周边和多条蒸汽通道的盘板，这些蒸汽通道用于使蒸汽向上流过所述离心盘板、以便与所述离心盘板的所述上表面上的液体相互作用；至少一根在所述回流盘板的所述开口处向下延伸的中心下导管，该中心下导管具有与所述离心接触盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述离心接触盘板上的下排放口；至少一根在所述离心接触盘板的所述周边向下延伸的环形下导管，该环形下导管具有与所述回流盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述回流盘板上的下排放口；及一个或多个位于所述回流接触盘上方、用以阻止液体越过所述中心下导管的挡板。
18.按照权利要求17所述的传质塔，其中所述挡板呈锥形。
19.按照权利要求17所述的传质塔，其中所述挡板包括弯曲的偏斜表面。
20.按照权利要求17所述的传质塔，其中所述挡板包括独立的气泡收集板。
21.一种在传质塔中混合蒸汽和液体流的方法，所述传质塔包括带有多条蒸汽通道的盘板的至少一个回流接触盘和至少一个离心接触盘，至少一根环形下导管和至少一根中心下导管，该方法包括(a)使液体流朝离心盘板的周边流过中心接触盘；(b)使蒸汽流向上通过所述离心接触盘中的蒸汽通道，其中所述蒸汽流与所述离心盘板的所述表面上的所述液体流相互作用；(c)将至少一部分所述液体流引入一根或多根位于所述离心接触盘的所述周边的环形下导管的入口；(d)基本上将全部所述液体流从所述一根或多根环形下导管排放到回流盘板上；(e)使液体流朝所述回流盘板的至少一个开口方向流过所述回流盘板；(f)使蒸汽流向上通过所述回流盘板中的蒸汽通道，其中所述蒸汽流与所述回流盘板的所述表面上的所述液体流相互作用，其中在所述回流接触盘的上方设置一个或多个挡板，以阻止液体越过所述中心下导管；(g)将至少一部分所述液体流引入一根或多根中心下导管的入口；及(h)将基本为全部的所述液体流从所述一根或多根中心下导管中排出。
22.一种具有限定出敞开的内部区域的外壳体和多个支撑在所述敞开的内部区域中的汽-液接触盘的传质塔，其包括限定出敞开的内部区域的外壳体；以交替且垂直地间隔设置在所述敞开的内部区域内的至少一个回流接触盘和至少一个离心接触盘，其中所述回流接触盘包括具有至少一个用于从所述回流盘板的上表面上排出液体的开口的盘板和多个用于使蒸汽向上流过所述回流接触盘板、以便与所述回流盘板的所述上表面上的液体相互作用的蒸汽通道，其中所述离心接触盘包括具有上表面、周边和多条蒸汽通道的盘板，这些蒸汽通道用于使蒸汽向上流过所述离心盘板、以便与所述离心盘板的所述上表面上的液体相互作用；至少一根在所述回流盘板上的所述开口处向下延伸的中心下导管，该中心下导管具有与所述离心接触盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述离心接触盘板上的下排放口；至少一根在所述离心接触盘板的所述周边向下延伸的环形下导管，该环形下导管具有与所述回流盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述回流盘板上的下排放口；及连接到所述塔壳体上、用以支撑所述离心盘和回流盘两者的支撑环。
23.一种汽-液接触盘单元，其包括以交替且垂直地间隔设置的至少一个回流接触盘和至少一个离心接触盘，其中所述回流接触盘包括具有至少一个用于从所述回流盘板的上表面排出液体的开口的盘板和多条用于使蒸汽向上流过所述回流接触盘板、以便与所述回流盘板的所述上表面上的液体相互作用的蒸汽通道，其中所述离心接触盘包括具有上表面、周边和多条蒸汽通道的盘板，这些蒸汽通道用于使蒸汽向上流过所述离心盘板、以便与所述离心盘板的所述上表面上的液体相互作用；至少一根在所述回流盘板上的所述开口处向下延伸的中心下导管，该中心下导管具有与所述离心接触盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述离心接触盘板上的下排放口；至少一根在所述离心接触盘板的所述周边向下延伸的环形下导管，该环形下导管具有与所述回流盘板上方隔开、用于将所述液体输送到所述回流盘板上的下排放口；及连接到所述塔壳体上、用以支撑所述离心盘和回流盘两者的支撑环。
24.一种在传质塔中混合蒸汽和液体流的方法，所述传质塔包括带有多条蒸汽通道的盘板的至少一个回流接触盘和至少一个离心接触盘、至少一根环形下导管和至少一根中心下导管，该方法包括(a)使液体流朝离心盘板的周边流过所述离心接触盘；(b)使蒸汽流向上通过所述中心接触盘中的蒸汽通道，其中所述蒸汽流与所述离心盘板的所述表面上的所述液体流相互作用；(c)将至少一部分所述液体流引入一根或多根位于所述离心接触盘的所述周边的环形下导管的入口；(d)基本上将全部所述液体流从所述一根或多根环形下导管排放到回流盘板上，其中所述回流盘和所述离心盘由连接到所述塔壳体上的单个支撑环支撑；(e)使液体流朝所述回流盘板的至少一个开口方向流过所述回流盘板；(f)使蒸汽流向上通过所述回流盘板中的蒸汽通道，其中所述蒸汽流与所述回流盘板的所述表面上的所述液体流相互作用；(g)将至少一部分所述液体流引入一根或多根中心下导管的入口；及(h)将基本为全部的所述液体流从所述一根或多根中心下导管中排出。
全文摘要
一种设有限定出敞开的内部区域的外壳体的传质塔(20)。离心接触盘(26)和回流接触盘(28)被交替且垂直地间隔设置在敞开的内部区域中。各接触盘具有使蒸汽向上流过盘板、以便与盘板表面上的液体相互作用的多条蒸汽通道(33)。至少一根中心下导管(40)在回流盘板上的开口处向下延伸，该导管在与离心盘板上方隔开处设有将液体输送到离心盘板上的下排放口。可在中心下导管(40)内设置引发旋转的部件，以引发液体在排出中心下导管(40)时旋转。至少一根环形下导管(36)在离心盘板的周边向下延伸，该导管设有与回流盘板周围隔开、用以将液体输送到回流盘板上的下排放口。至少一个离心接触盘在相邻的回流接触盘上方的距离大于至少一个回流接触盘在相邻的离心接触盘上方的距离。该传质塔(20)还可包括单个支撑环(64)、一个或多个挡板(68)或它们的组合。
文档编号B01J19/32GK1671451SQ03817956
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月29日 优先权日2002年7月29日
发明者拉尔夫·H·韦兰, 查尔斯·A·格里塞尔, 迈克尔·A·雷斯塔里茨, 约翰尼·B·里特 申请人:科克－格利奇有限公司