專(zhuān)利名稱(chēng)：層板塔用降液管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明按照如權(quán)利要求1所述前序，涉及一種用于多層蒸溜塔的降液管以及帶有這種降液管的層板塔。
DE-A2140899公開(kāi)了一種這樣的降液管，即所謂“渦流排出裝置”，在這種降液管中，排出的液體處于渦流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在降液管中，回程液體從一個(gè)層板(“氣體/流體接觸盤(pán)”)流到下一級(jí)上。所攜氣體(或者蒸汽)必須在降液管內(nèi)從回程流體中分離。對(duì)于上述裝置來(lái)說(shuō)，流入到降液管內(nèi)的液體/氣體混合物將被導(dǎo)向葉片這樣導(dǎo)引，以便由于產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及向心力，而使分離過(guò)程得以加速。一只形成降液管下部封閉的杯子設(shè)置在下一級(jí)層板上方一段距離上，它能夠積存由降液管流出的液體，這樣就阻止了通過(guò)降液管氣體的短路流動(dòng)。
本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)已公開(kāi)的降液管，使得層板效果得以改善，也就是說(shuō)物質(zhì)遷移得以增強(qiáng)。上述目的是借助于在權(quán)利要求1中所定義的降液管達(dá)到的。
按照本發(fā)明用于層板塔的降液管，相對(duì)于指向?qū)影逅妮S線來(lái)說(shuō)是做得盡可能中心對(duì)稱(chēng)的，它包括a)排流孔，它位于層板上的溢流堰內(nèi)，并且包括一些轉(zhuǎn)向部件，用于形成流入的液體/氣體混合物的循環(huán)流動(dòng)；b)通向下面的通過(guò)部分；以及c)位于通過(guò)部分下端，并用于積存流出流體的杯子。杯子包括很多孔隙，它們的設(shè)計(jì)與設(shè)置效果是，使流出到下面的相鄰層板的流體產(chǎn)生盡可能均勻的分布。
對(duì)于已公開(kāi)的降液管來(lái)說(shuō)，在杯底僅有一只小孔，以便當(dāng)運(yùn)行中斷時(shí)，使杯子完全排空。經(jīng)降液管排出的流體的超過(guò)部分通過(guò)杯子上沿浸出。由于流體的這種繼續(xù)輸送而在杯下產(chǎn)生一個(gè)不利的“靜區(qū)”由于流體繼續(xù)輸送的沖力，而使流體從這個(gè)區(qū)域移出，這樣在那里，一方面液面下降，而另一方面流體僅能慢慢地更新。由于液面下降，“靜區(qū)”只能給上升的氣流以微小的阻力，這樣就產(chǎn)生了不均勻氣流，因此而劣化了層板的效果。由于流體更新緩慢，“靜區(qū)”實(shí)際上對(duì)物質(zhì)交換沒(méi)有貢獻(xiàn)。對(duì)于按照有本發(fā)明的降液管來(lái)說(shuō)不存在這種缺陷。流過(guò)杯底的這些小孔的流體保證了在“靜區(qū)”內(nèi)流體有效的更替，和增大了對(duì)上升氣流的阻力。
附屬權(quán)利要求2至7涉及到按照本發(fā)明的降液管的合理的實(shí)施形式。權(quán)利要求8至10涉及采用了這些降液管的層板塔。
下面借助于附圖解釋本發(fā)明，圖中所示為

圖1采用了按照本發(fā)明的降液管的層板塔層板，圖2包括兩塊層板的層板塔的縱向截面，圖3如圖1所示層板的平面圖，圖4按照本發(fā)明的降液管上部，圖5a、5b兩塊相鄰層板之間降液管的特殊布置，圖6～10按照本發(fā)明的降液管下部封閉的不同實(shí)施形式。
在圖1中所示的層板100擁有五根降液管1，用虛線表示的區(qū)域10是相鄰層板的回流流體入射到層板100的流入位置。箭頭表示了繼續(xù)流動(dòng)的流體的流動(dòng)方向。氣體或蒸汽經(jīng)未在圖中表示的氣體穿通孔(穿通孔、閥、漏斗形物)滲入到液體內(nèi)，這樣就會(huì)發(fā)生物質(zhì)交換與熱量交換。暫時(shí)會(huì)在液體內(nèi)的氣體就與流體一起組成液體/氣體混合物。
降液管1被設(shè)計(jì)為相對(duì)沿層板塔方向的軸線盡可能地中心對(duì)稱(chēng)。每套泄流裝置包括溢流堰2、排水孔20和流入的液體/氣體混合物的轉(zhuǎn)向部件3。在轉(zhuǎn)向部件3之間有煙囪，從混合物中分離出來(lái)的氣體可以經(jīng)煙囪向上排出。氣體與流體的分離過(guò)程在泄流裝置2向下逐漸縮口的通過(guò)部分5內(nèi)進(jìn)行。為攔截流出流體而設(shè)置的杯子6形成了降液管1的下部終端。按照本發(fā)明杯子6設(shè)置有一些小孔7，它們是這樣設(shè)計(jì)與布置的，以使得流出液體產(chǎn)生盡可能均勻的分布?？紫兜脑O(shè)計(jì)應(yīng)在整個(gè)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)頒均勻，而且應(yīng)使得液體在最低驅(qū)動(dòng)負(fù)荷的情況下能被杯子6積存到足夠的高度，因而通過(guò)降液管的氣流就不會(huì)產(chǎn)生短路。杯子6可以是一種用深沖工藝制造的容器，而且使上述小孔有規(guī)則地分布在層板上方。
圖2展示了層板塔9兩塊相鄰層板100、100’的降液管1的交錯(cuò)排列。在杯子6和位于它下面的層板100’之間存在一段距離，由于這段距離，甚至在位于杯子下面的這區(qū)域10也可用于物質(zhì)交換。
如圖3所示，降液管這樣分布，使得流入位置的中心點(diǎn)A1、A2、……相對(duì)于相鄰流出位置的中心點(diǎn)B1、B2、……各部都有一段平均的距離，它對(duì)于所有這些中心點(diǎn)來(lái)說(shuō)都盡可能等大。
流入到流出口20內(nèi)的液體/氣體混合物，見(jiàn)圖4，被轉(zhuǎn)向部件3、也就是說(shuō)被配置了導(dǎo)向葉片31的導(dǎo)向壁30，產(chǎn)生了渦流運(yùn)動(dòng)。采用的設(shè)置在采用在溢流堰2邊沿上設(shè)置的一些內(nèi)折三角平面形狀的附屬部件21，能夠改善渦流運(yùn)動(dòng)的形狀。部件21也可以被彎曲和采用其他形狀，例如矩形。導(dǎo)向葉片31，因此降液管都被借助于彎角狀部件32固定在層板100上。
對(duì)于采用如圖1至3所示層板100、100’的層板塔來(lái)說(shuō)，所有層板都具有相同的降液管的均勻分布。相鄰層板100和100’的降液管分布指向不同，而且確切地說(shuō)，流入位置10與流出位置20錯(cuò)位。
圖5a和5b展示了另一種實(shí)施例的排流管布置方式相鄰層板100、100’降液管1互補(bǔ)布置，每層層板的流入和流出位置并不相同(分別為4根和3根降液管)。
圖6展示了按照本發(fā)明，帶有通過(guò)部分5和杯子6的降液管下部的縱向截面。深沖加工的杯子6在中間區(qū)域擁有平底60，周邊是圓筒形壁61?？?被設(shè)計(jì)為圓形的?；亓髁黧w8在通過(guò)部分5內(nèi)以渦流形式流動(dòng)，由于這種渦流而在通過(guò)部分5的內(nèi)壁8上形成流體層80，在這個(gè)通道部件內(nèi)回流過(guò)程由于這種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而擁有了更長(zhǎng)的停留時(shí)間。被攜空氣(圖中未作表現(xiàn))由液體層80離開(kāi)回流，在這里分離過(guò)程被有效的向心力加速。被杯子6積存的液體8阻止了氣體穿過(guò)降液管1。流體8以均勻分布的方式經(jīng)孔7流到下一層層板100’上。部分流體8還可能越過(guò)側(cè)壁61的邊緣流出?；亓鞯牧鞒隹卓梢跃哂腥我庑螤?。
圖7展示了采用深沖杯子6的第二種實(shí)施例。杯底60在這里的中間部分向上拱起。
按照在圖8和9中所示的實(shí)施例杯子6包括圓錐形部分或者截錐形部分，錐形部分內(nèi)設(shè)置了孔7。它主要可由錐形或截錐形的部分6和朝下的錐頂構(gòu)成杯子6可以被設(shè)計(jì)為盡可能穿過(guò)圓錐形或者截錐形部分6，而這時(shí)錐端朝下見(jiàn)圖8。如果圓筒壁61構(gòu)成了杯子的側(cè)面邊界見(jiàn)圖9，則這圓錐形或者截錐形部分的端頭也可以朝上。
最后在圖10所展示的實(shí)施例中，杯子6包括環(huán)形區(qū)域62，在環(huán)形區(qū)域之間設(shè)置了縫狀裂隙7。
權(quán)利要求
1.層板塔(9)用降液管(1)，它被設(shè)計(jì)為相對(duì)于指向?qū)影逅妮S線盡可能中心對(duì)稱(chēng)，它包括排流孔(20)，該排流孔位于溢流堰(2)內(nèi)部的層板(100)上，并包含有一些轉(zhuǎn)向部件(3)用于為流入的液體/氣體混合物形成循環(huán)流動(dòng)；一個(gè)通向下一層層板(100‘)的通過(guò)部分(5)；一個(gè)在通過(guò)部分的下端，用來(lái)積存流出液體的杯子(6)，該種降液管的特征在于，杯子包括一些小孔(7)，它們是這樣設(shè)計(jì)與設(shè)置的，以使得流出來(lái)的液體在下一層層板上獲得盡可能均勻的分布。
2.如權(quán)利要求1所述的降液管，其特征在于，杯子(6)是一只采用深沖法生產(chǎn)的容器，在它的底面上裂隙(7)均勻分布。
3.如權(quán)利要求2所述的降液管，其特征在于，杯子(6)在中間區(qū)域采用平底(60)，四周是圓筒壁面(61)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的降液管，其特征在于，小孔(7)被設(shè)計(jì)為圓形的。
5.如權(quán)利要求1所述的降液管，其特征在于，杯子(6)擁有一圓錐或者截錐部分，錐形部分內(nèi)設(shè)置有一些小孔(7)，這杯子是由上述圓錐或者截錐形部分，和朝下的錐端，或者朝上的圓錐或者截錐部分(60’)的端部和圓筒壁(61)構(gòu)成的，這圓筒壁形成了杯子(6)的側(cè)面。
6.如權(quán)利要求1所述的降液管，其特征在于，杯子(6)包括環(huán)形區(qū)域，環(huán)形區(qū)域之間設(shè)置縫狀裂隙(7)。
7.如權(quán)利要求1至6中某一項(xiàng)所述的降液管，其特征在于，轉(zhuǎn)向部件(3)由位置緊貼煙囪(4)的部件(31)組成，以及/或者由設(shè)置在流出液體的溢流堰上的部件(21)組成。
8.具有如權(quán)利要求1至7中某一項(xiàng)所述的降液管的層板塔(9)，其中每層層板(100)都設(shè)置了一些降液管(1)，而用于物質(zhì)交換的氣體通道孔則被布置在層板所有未設(shè)流出位置的區(qū)域內(nèi)，該種層板塔的特征在于，將這些溢流管這樣分布，使得在各種情形中，流入位置(10)的中心點(diǎn)(A1、A2、……)相對(duì)于相鄰流出位置(20)的中心點(diǎn)(B1、B2、……)都分別擁有一段平均間隔，它對(duì)于所有這些中心點(diǎn)來(lái)說(shuō)盡可能等大，這里的流入位置是在降液管下面的層板上的一些區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的層板塔，其特征在于，所有層板(100)擁有降液管(1)的相同布置，相鄰層板上的布置指向不同，這樣流入位置(10)相對(duì)于流出位置(20)就存在著錯(cuò)位。
10.如權(quán)利要求9所述的層板塔，其特征在于，相鄰層板(100、100’)的降液管設(shè)置是互補(bǔ)的，而且每層層板上的流入位置和流出位置(10、20)數(shù)量可以不相同。
全文摘要
層板塔(9)用的降液管(1),它被設(shè)計(jì)為相對(duì)于指向?qū)影逅妮S線盡可能中心對(duì)稱(chēng),它包括:a)排流孔(20),該孔位于溢流堰(2)的內(nèi)部,并且包括轉(zhuǎn)向部件(3)用于形成流入的液體/氣體混合物的循環(huán)流動(dòng);b)朝下的通過(guò)部分(5)和c)一個(gè)杯子(6),該杯位于通過(guò)部分下端、用于積存流出流體。該杯子包括一些小孔隙,這些小孔是這樣設(shè)計(jì)和布置的,以使得流出的流體產(chǎn)生盡可能均勻的分布。
文檔編號(hào)B01D3/00GK1259058SQ98805791
公開(kāi)日2000年7月5日 申請(qǐng)日期1998年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月5日
發(fā)明者J·格爾拉, H·B·范維斯藤多普 申請(qǐng)人:蘇舍化學(xué)技術(shù)有限公司