[发明专利]用于气体/液体接触塔的塔板组件

说明书

用于在化学工艺塔中改善气体/液体接触的塔板组件包括塔板面板和降液管。在降液管的顶部设置混合器，分配器连接在降液管的底板上。混合器包括平行于塔板上的出口堰的至少一个混合挡板。分配器包括多个间隔开的导流板，其向下延伸并且与降液管的底板间隔开的。混合器和分配器相结合产生流过下层塔板面板表面的均匀流体流动。

技术领域

本发明涉及一种用于化学工艺塔中气/液接触的塔板组件。

背景技术

已知有几种塔板设计用于包括反应和分离的化学过程中的气液接-触器。在每个设计中，塔板位于塔内，用于在塔内的气体和液体之间接触。用于大直径塔的塔板容易发生液体流在塔板上的不均匀分布，如M.J.Kockett在“Distillation Tray Fundamentals”(1986)中所述。还已知液体流在塔板上的分布不均会影响塔板效率-参见Wijn,E.F.在“TheChemical Engineering Journal”，第63卷，第167-180页(1996)中发表的“The effect ofdowncomer layout pattern on tray efficiency”。

已经发明了许多旨在改善液体流分布不均匀的塔板设计，代表性实施例如下：Keller的美国专利3,729,179(1973)；Nutter等的美国专利3,747,905(1973)；Biddulph等的美国专利5,269,976(1993)；Lee等的美国专利5,453,222(1995)；Lee等的美国专利6,371,455(2002)；Fischer等的美国专利6,817,596(2004)；Lee等的美国专利8,070,142(2011)。

上述专利公开了多个降液管设计，其允许液体离开降液管并以更均匀的方式流过紧邻在下面的塔板。然而，由于塔板面板不是矩形的，当液体从塔板到出口降液管流过一些距离时，会发生一定程度的不均匀分布。意外的是，已发现由于没有水力梯度，所以进入降液管的液体不会发生横向混合。在多塔板塔中，缺乏降液管混合可以产生沿塔传送的浓度梯度。所有现有技术的专利都公开了降液管分配器设计，其目的是在塔板的入口处分配液体以改善穿过该塔板的液体分布，但是都不包括在降液管的顶部的用于确保进入降液管的液体具有均匀的组成的装置。

尽管有之前的努力，仍然存在解决分布不均问题的需要。本发明通过提供将新型液体混合器与新型液体分配器结合在一起的降液管来解决分布不均的问题。

发明内容

本发明的塔板组件包括用于化学工艺塔中的改进的塔板设计。塔板组件包括在入口处具有混合器和在出口处具有分配器的降液管。

混合器和分配器相结合产生流过降液管正下方的塔板的表面的相对均匀的液体流，从而避免了滞止区的形成。与现有技术的塔板组件相比，最终结果是具有更高的塔板容量和效率。

已经发现，降液管中的液体混合增强和优化了传质效率。这通过在降液管入口中提供混合器来实现，该混合器包括位于降液管中心并与降液管底板间隔开的至少一个垂直挡板。优选地，挡板在流体流动方向上基本平行于降液管入口堰的下游。

在一个实施方式中，混合器是多个间隔开的垂直延伸的波纹板的形式，其具有用于引导向外流向塔壁的周边的脊和凹槽。

分配器是多个间隔开的流动导向板的形式，其设置成与垂直方向成多个的角度并与紧邻在下方的塔板面板隔开，用于将流体流动基本上均匀地引导到下面塔板的流体接收/分配区域。

附图说明

图1是根据本发明的塔板组件的一个实施方式的立体图；

图2是图1的塔板组件的侧视图；

图3是示出了混合器的细节的塔板组件的一侧的立体图；

图4是在图1的塔板组件中使用的分配器的立体图；

图5是图4的分配器的俯视图；