[发明专利]回流冷凝器

说明书

技术领域

本发明涉及一种回流冷凝器。

背景技术

已公知了两种基本结构形式的回流冷凝器。或者热交换器块(或多个热交换器块)设置在压力容器的内部，这就像例如EP 1189000A2中所描述的那样，或者热交换器块在所有侧通过集管封闭，参见例如US 6128920。本发明涉及第一种方案。

给回流冷凝器的回流通道从下面加载以蒸汽。蒸汽在回流通道中上升时部分冷凝。在此对回流通道这样设计结构，使得冷凝的液体不被一起带走，而是向下流动。通过蒸汽和液体的对流而在回流通道中进行蒸馏。在下端部上排出的液体富含较难于挥发的组分，在上面排出的蒸汽富含较易于挥发的组分。

回流冷凝器(也称作分馏器)可作为单独的分离单元来使用。作为替换方案，该回流冷凝器可作为分离塔的塔顶冷凝器来使用并且增强该分离塔的分离效果。

空间概念如“上面”、“下面”、“侧面”等在此总是涉及回流冷凝器在符合规定地工作时的取向。

发明内容

因此，本发明的任务在于，改进开头所述类型的回流冷凝器的经济性并且获得特别有利的制造成本和/或工作成本。

该任务这样来解决：回流通道在它们的下端部上与一个集管相连通，该集管设置在热交换器块下方并且具有一个相分离装置。

该集管是用于将蒸汽输入到回流通道的下部区域中的装置的和用于将液体从回流通道的下部区域输出的装置的至少一部分。

尽管根据本发明的回流冷凝器的热交换器块安装在压力容器的内部，但该热交换器块的回流通道相对于压力容器与热交换器块之间的中间空间不敞开，而是具有一个集管。这首先显得过度费事，但具有优点：在集管中可设置一个相分离装置，该相分离装置允许蒸汽和液体在回流通道下方可彼此有效分离。由此尤其是避免液体被蒸汽流一起带走。总体而言获得回流冷凝器中热和物质交换过程的特别高的效能。

根据本发明的结构的另一个优点在于：压力容器的内部空间、即压力容器与热交换器块之间的中间空间可用于其它目的并且也可具有与回流通道不同的压力。

热交换器块优选制造成片式热交换器，尤其是制造成焊接的铝片式热交换器。

有利的是，设置在集管中的相分离装置具有一个底板，其中，该底板包括至少一个气体穿通孔并且气体穿通孔在其上侧上设置有用于拦截液体的镶边部。

由此使得从回流通道排出的液体在底板上聚集。上升的并且稍后进入到回流通道中的蒸汽经由气体穿通孔在所拦截的液体旁边流过，而没有遭受显著的压力损失并且在此情况下没有一起带走液体微滴。

气体穿通孔的镶边部可通过一个或多个垂直的壁来构成，在最简单的情况下通过圆柱壳状的具有垂直对称轴线的壁构成。但也可考虑其它形式的镶边部，例如扩张或收缩的形式。镶边部优选直接设置在气体穿通孔的边缘上，但也可相对于气体穿通孔的边缘具有一定距离。

气体穿通孔的下侧可与分离塔的塔顶处于流动连接，由此使该分离塔的塔顶气体流入到回流通道中。

热交换器块的相分离装置具有例如一至十个气体穿通孔、优选二至六个气体穿通孔。

相分离装置优选具有至少一个用于排出被拦截在底板上的液体的排出管。通过所述排出管使捕集在底板上的液体与进入的蒸汽流分开地输出。

排出管例如可与一个液体分配器处于流动连接，该液体分配器将回流通道中形成的液体分配到分离塔的物质交换段上，该分离塔包含有规整的填料或填充体。在板式塔的情况下，排出管通到塔板上。

另外有利的是，在气体穿通孔上方相对于底板间隔开地设置有遮挡装置，所述遮挡装置遮蔽气体穿通孔的横截面面积的至少一部分。以此方式避免从回流通道落下来的液体到达气体穿通孔中。遮挡装置优选遮蔽气体穿通孔的整个横截面。相对于底板或相对于镶边部的上端部的垂直距离在此这样选择，使得蒸汽可在没有值得一提的压力损失的情况下流过去。整个结构可按照烟囱底板(Kaminboden)的原理来构造。

在本发明的范围内可比在具有管连接件的通常集管的情况下给进入的蒸汽提供显著大的横截面面积。相分离装置的气体穿通孔的横截面优选取值为热交换器块的下端面的至少四十分之一、尤其是至少二十分之一、特别是至少十分之一。如果相分离装置具有多于一个的气体穿通孔，则该尺度适用于所有气体穿通孔的横截面的总和。

集管可具有平的、尤其是矩形的侧壁，这些侧壁与热交换器块的下棱边相连接。此外，该集管可具有一个底板，该底板也构成相分离装置的底板。该集管总地例如具有长方体的形状，其上端面通过热交换器块的下端面构成。