[发明专利]液体分配器

说明书

发明背景

本发明涉及化工厂和炼油厂中传质和传热容器中所用的、通常称为“液体分配器”的内部构造，其中传质和传热应用诸如为蒸馏、分馏、吸收、洗涤、接触、汽提和淬火。

在这些塔设备中，一般使液体向塔设备下方流动以与逆向向塔设备上方流动的蒸汽接触。这种接触塔通常具有在同一个塔中顺序排列的多个塔段，各段包括一分配器系统和填充层。

常见的优点是，液体在这些塔段中是以薄膜形式流动的而使得塔段与液体接触的程度和时间都最大。例如，通过包括有规律或随机的填充层的塔段可获得此优点，其中离开分配器的液体流以薄膜流形式在这些填充层上流过。现有技术中还有其它一些实现接触的方法。

所有这些方法可使液体到达包括这些接触结构的设备塔段的底部，液体收集在该处。一般地，这是由一系列收集装置实现的，然后，这些装置使液体引导分配器管道中，在那儿液体可再向下传递到传质塔下一个塔段中。类似的分配结构位于塔顶，液体在该处被引入。

无论什么情况下，重要的是液体被均匀地分配在塔的整个横截面上，而使由于诸填充层所导致的蒸汽/液体接触可能性最大，同时重要的是防止液体和/或蒸汽通过这些设备时处理不均匀。为此，分配结构通常包括分配器管道，如槽、输送支管，这些管道本身的管壁上具有小孔，液体流可以通过这些孔直接流到顶层填充层。

显然，增加分支槽槽壁小孔的数量可以总体均匀的方式显著地提高填充层的完全而快速湿润效果。然而，这将意味着需要将孔制得较小以保证各个孔可接受等量的分配液体。遗憾的是，这些小孔时常会由于液流中的固体杂质而堵住，这实际上会引起所要避免的不均匀流动。

众所周知，采用相对少一点的较大孔以及采用使液流从各孔中放出而象许多水滴一样地到达填充层的装置可解决这一问题。使从各孔中水平流出的液流与一垂直面接触，该垂直面可使液流分散并且其末端为许多滴状边或尖端，这些尖端与填充层顶面接触，从而可达到上述效果。例如在美国专利4,264,538；4,816,191和4,855,089中描述了这些装置。这些装置一般将一分散板对着导管壁中的孔放置，这样流出的液体可冲击该板并且被分散成较细的液流，然后再经过滴状边或尖端。然而这种措施存在一些缺陷，即板的放置位置会限制相邻导管的接近程度。另外，部分堆塞的孔会将液流减少到液流甚至不能到达该板的程度。并且，当液流特别强时，就不得不调整板的位置以避免飞溅或者需提供防护装置以保证液流可在所需方向上流动。

在1970年代早期由英国Hydronyl有限公司所销售的另一种装置中，液流由闭合导管来分配，并且在导管适当高度的水平直径或弦的相对端具有多个孔。导管中的液体从孔流出并且流入与一垂直金属板材制成的分散板接触，并且该分散板具有一下部，该下部可将形成在板上的液膜引到直接位于管道下方的垂直穿孔板上，这样液体可在穿孔板两侧向下流。在一较佳形式中，垂直穿孔板然后可接触与第一块板成直角的的一类似垂直穿孔板。这可起到使一部分液体以与其余流体成直角的方式分散，从而可提高贯穿填充层的分配均匀性，向下流的液体最终流到该填充层上。这种结构工作情况良好，但也存在许多上述问题。

在现有技术的另一种系统中，导管呈平台形式，其上具有气体可从中向上流的许多气口以及向下流的液体可从中经过的多个孔。这虽可避免空间上存在的问题，但使液体以细流方式传送而不是以液滴方式传送，而液滴可更有效地促进液体均匀地流过该系统。

本发明提供了一种比现有技术装置更新颖和独具优点的装置。该装置的优点是可采用较大的孔，这些孔可使堵塞可能性最小，同时可在多种流动情况下使液流非常宽阔且分配均匀。

发明概述

本发明提供了一种液体分配器系统，包括一具有多个液体分配孔的导管，以及一直接安装到导管上的管道；所述管道可用于接受经孔流出导管的液流，并将所述液流引到一至少局部位于导管下方并相对水平方向倾斜为75°或小于75°的分散板上。分散板相对水平方向的较佳角度为70°至10°，最好为60°至40°。板相对水平方向的倾斜程度主要是由流速和使得液流在到达滴状尖端之前可被分散的程度决定。显然，需要最大的分散效果，并且这通常意味着在上述范围中相对水平方向的倾斜角度较小是较佳的。