[发明专利]用于物质交换塔的盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于物质交换塔(Mass Exchange Column)的盘。

背景技术

已经知道，物质交换塔例如蒸馏塔具有用于蒸气-液体接触目的的各种接触盘。在US4750975、US5120474和US5453222中介绍了这些塔的示例。

通常，在蒸馏塔等中的接触盘具有台板，液体流从位于该盘一侧的下导管流过该台板然后流到位于该盘另一侧的下导管。在一些情况下，台板制成为具有阀，上升蒸气可以流过该阀，且液体可以在该阀上流过，以便使蒸气形成气泡通过液体。在其它情况下使用筛盘，该筛盘只是简单地在台板中有孔，而没有阀。筛盘很普及，因为它们简单和便宜，但是它们的工作范围并不象阀盘一样广泛。

已经知道，在盘的进口侧进入的清液并不容易充气。在没有校正措施的情况下，蒸气优选是在远处下游进入液体中。为了使容量和效率最大，重要的是使蒸气均匀流过盘台板。在一些情况下，已经使用了泡沫促进器(froth promoter)，该泡沫促进器是处于进口侧的盒的形式，该盒在该盘的弦长上延伸。不过，该连续升高的装置可能在污染维护方面产生问题，因为在工艺流中的大量较重固体在该装置上游被捕获。在其它情况下，已经使用导流板装置来促进在盘台板上产生泡沫。该装置也有连续的进口堰(inlet weir)，它可以在该装置后面捕获固体。

盘被设计成使液体和蒸气接触，然后使它们再次分离。因为该接触认为很紧密，因此几乎在任何位置都有蒸气和液体的混合物。在最简单的理论形式中，蒸气穿过盘向上流动，并与液体接触。这两者分离，且液体通过下导管向下流动，而蒸气向上流过该盘。实际上，盘可以在不同流态中工作，且蒸气与液体之间有各种混合。当盘在相对高压下工作时，可能在盘台板上有蒸气/液体乳状液。该乳状液可流入下导管中，且大量蒸气能够通过下导管而向下运送。当盘在工作且负荷较重时，液体从盘台板向上被带走，并与蒸气一起流过这些孔。通常，10％的液体可以被向上带走而不会有太大问题。当盘在低蒸气速率下工作时，液体能够透过这些孔而向下滴落。当发生这种情况时，液体通常通过一些孔向下落，而蒸气通过其它孔向上运行。

发明内容

因此，本发明的目的提高用于物质交换塔的盘的容量和效率。

本发明的另一目的是提供一种简化的盘结构，用于促进蒸馏塔中的蒸气-液体接触。

简言之，本发明提供了一种盘，它将被水平布置在塔中，例如蒸馏塔中，用于液体-蒸气接触。

该盘构成为圆形形状，不过其它形状也可以。另外，该盘在有效区域的至少一侧具有进口，用于接收进入的液体流，以便分散在该盘的整个表面上。

此外，该盘有第一部分，该第一部分确定了蒸气注入区域(vaporinfusion field)，该蒸气注入区域邻近该进口，用于接收液体流。该第一部分具有多个注入凸片阀，这些注入凸片阀布置成用于耗散流过该注入区域的液体的动量。

各注入凸片阀包括：该盘的水平底板；在底板中的开口；以及邻近该开口的竖向直立壁，该竖向直立壁处于最靠近该进口的一侧。该壁的高度设置成阻碍液体流从该进口流过该底板。该壁可以为矩形形状或椭圆形形状，并带有相应形状的开口。

该盘还可以有邻近注入区域的第二部分，用于接收从注入区域流出的液体。该第二部分有多个开口，供上升蒸气流通过从而与流过第二部分的液体接触。

而且，该盘有出口，该出口邻近第二部分，并对着该进口，用于使液体从第二部分向外流出。

该注入区域的阀布置成两个或三个平行排，且相邻排的阀布置成彼此层叠关系，以便在水力上阻碍从进口流入的整个液体流。在该实施例中，各阀有矩形开口，该矩形开口布置成与其它阀的矩形开口平行。

在另一实施例中，这些阀布置成具有矩形开口，该矩形开口布置成与其它阀的矩形开口成一定角度。

当在工作时放好时，液体从进口下导管流到该盘的底板上，并流过该注入区域。在此期间，液体流受到凸片阀的直立壁的阻碍，因此流体的动量减小并改变方向，以便促使液体与上升蒸气在该盘底板的其余部分上均匀混合。

该盘结构的优点是机械简单，且防污染。

在另一实施例中，各注入凸片阀可以具有注入推动阀。在该实施例中，推动阀由活动安装在注入凸片阀中的本体形成，以便在关闭位置和打开位置之间移动，在该关闭位置，该本体靠在该盘的底板上并覆盖该注入凸片阀的开口，而在该打开位置，该本体与底板和开口间隔开，以便使上升蒸气流能够通过该开口。