[发明专利]分离装置的包括由碳复合材料制成的筛网的液体分配器

说明书

一种用于分离装置，例如用于传质塔、特别是用于吸收、汽提、洗涤或蒸馏的填料塔的液体分配器，其中所述液体分配器包括至少一个分配器构件(18)，所述分配器构件(18)具有两个或更多个出口开口(28)，用于液体以射流的形式流出，并且其中所述液体分配器进一步包括至少一个筛网(30)，所述筛网(30)布置在所述出口开口(28)前面，使得通过所述分配器构件的所述出口开口流出的液体射流撞击到所述至少一个筛网的表面上并且在其上变形成薄的流动液体膜，其中所述至少一个筛网中的至少一者至少部分地由碳复合材料、优选地由碳纤维增强碳制成。

技术领域

本发明涉及一种用于分离装置的液体分配器，例如用于传质塔（mass transfercolumn）、并且特别是用于吸收、汽提（stripping）、洗涤或蒸馏的填料塔，涉及一种包括此液体分配器的用于传质的相应塔并且涉及此分离装置和塔的用途。

背景技术

传质塔用于多种过程中的强烈气-液或液-液接触，例如特别是吸收、汽提、洗涤、蒸馏、提取等等。蒸馏塔例如被设计成使得通过选择性蒸发和冷凝从包括两个或更多个物质的液体混合物中分离出特定物质。为此目的，蒸馏塔包括底部处的锅炉和顶部处的冷凝器，使得在操作期间，蒸气向上上升，并且液体下降，从而实现气-液接触以便实现两个相之间的传质。具有较高沸点的物质将浓缩在液相中，其中具有较低沸点的物质将浓缩在气相中。为了实现强烈气-液接触，此类塔通常填充有内部部件以优化气-液传质。此内部部件的示例是托盘和填料，例如随机填料和结构化填料，例如特别是具有交叉通道结构的填料。两个相之间的最佳传质的基本要求是液体分别均匀分配在托盘或填料的横截面上方。此外，特别是对于填料塔（即，包括随机或结构化填料的塔），进一步重要的是，液体作为薄膜在填料的表面上流动，从而最大化液相和气相之间的接触面积和接触时间。出于两个上述目的，通常，液体分配器分别设置在填料或填料层中的每一者的顶部处。

此类液体分配器可用于数个主要构造设计中。这些主要设计中的一者是液体分配器，其包括一个或更多个诸如例如呈槽形式的分配器构件，用于在其中收集液体，其中所述槽中的每一者在槽壁中包括两个或更多个（即通常多个）出口开口，其中所述出口开口位于槽壁中，使得其在液面下方，在液体分配器的操作期间，在槽内部调节液面。因此，在操作期间，收集在槽中的液体通过出口开口以射流形式流出。为了形成薄液体膜，将呈专门形成的引导壁形式的一个或更多个筛网布置在出口开口前面（或分别前方），液体射流以特定冲击角度撞击到所述筛网上，从而至少基本上避免小液滴溅斑在筛网上的冲击部位处形成。在趋势上，液体到筛网上的冲击角度应该小，以便避免此飞溅。形成在筛网表面上的液体膜沿筛网表面向下流到筛网的下端，筛网的下端形成滴水边缘，液体从其以液滴的形式下落到分别紧密地位于筛网的滴水边缘下方的填料或填料层的表面上。

由于这些筛网在操作期间与液体永久接触，因此其需要由具有高耐化学性、并且特别是具有高耐腐蚀性（如果用于腐蚀性介质中）并且具有高机械稳定性（例如足够高的刚度）的材料制成。由于这些原因，此类筛网通常由金属、例如特别是由钛、钽或氧化锆制成。然而，由于其高密度和价格，由此类材料制成的筛网相当重且昂贵。此外，这些材料的润湿性不是极佳的，使得难以（如果不是不可能）在由此类材料制成的筛网上形成宽广且平滑的液体膜。在例如小于5 m³/m².h的塔中低液体负载的情况下，均匀且薄的液体膜的形成特别困难。然而，宽广且平滑的液体膜的形成将是有利的，因为筛网被液体覆盖的越好，则液体到布置在液体分配器下方的填料上的分配就将越好。即使已知可以通过用网状物覆盖金属筛网来提高此类筛网的润湿性，但是这导致成本增加，因为此类网状物（如果有的话）通常非常昂贵。另外，由金属制成的筛网无法例如通过弯折或折叠金属或者通过将金属片组装和结合在一起而容易且便宜地成形为复杂形状。然而，为了针对优化的形式/几何形状来优化筛网构造、并且因此优化其所期望的功能，复杂形状是必需的。

发明内容