用于帶次級分配系統(tǒng)的氣/液接觸塔的分配器塔盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及氣/液接觸塔領(lǐng)域，和更具體地涉及氣體處理、CO2捕獲或蒸餾單元。
【背景技術(shù)】
[0002]使用胺洗工藝的氣體處理和/或C02捕獲單元和/或蒸饋單元包括用于在氣體和液體之間進(jìn)行物質(zhì)和/或熱量交換的塔，塔例如可為液態(tài)或氣態(tài)流體吸收和再生塔。這些塔在逆流或順流的氣/液流動條件下操作。
[0003]用于這樣的氣體處理和/或CO2捕獲和/或蒸餾和/或脫水單元的塔通?；谠谒?nèi)循環(huán)的氣體和液體之間的物質(zhì)和/或熱量交換的原理來操作。圖1示出裝配有分配器塔盤的氣體處理塔頂(I)的特定情況。通常，該氣體處理塔(I)包括由接觸器、分配器塔盤(2)填充的多個段(3)，分配器塔盤(2)被安置在各個段(3)的上方。氣/液接觸器使氣體(G)與液體(L)相接觸以能夠進(jìn)行交換。
[0004]例如，被用于吸收/再生或蒸餾塔的標(biāo)準(zhǔn)分配器(2)通常由裝配有升氣管(4)或氣體通道套管的收集器/分配器塔盤組成(見圖2)。通過位于塔盤(2)下部的開孔(5)中的通道分配液體和通過套管(4)分配氣體。各個套管(4)能夠根據(jù)逆流或順流操作模式自塔底部向塔(I)的頂部、或自頂部向底部通過氣體。套管(4)自塔盤(2)的一側(cè)突出且與其相垂直。各個套管(4)由多個壁組成，例如為平行六面體或圓柱體，其界定出在塔盤(2)的任一側(cè)上開口的內(nèi)部體積。為了阻止液體流入套管(4)內(nèi)，塔盤上方的氣體出口或輸入開口(根據(jù)逆流或順流模式)優(yōu)選地由蓋體(還被稱為斜面)覆蓋。分配器塔盤的目的在于將液體(L)均勻地分配在氣/液接觸器(3)上。
[0005]為了優(yōu)化氣體和液體之間的交換，已研發(fā)出很多種分配器塔盤。這些分配器/收集器塔盤可被分為兩大類:
[0006]-帶有升氣管的分配器/收集器系統(tǒng)，如專利申請GB-1，169，878A、US_4，808，350A、1^-4，472，325厶、1^-4，427，605厶、1^-4，839，108厶、卩1?-2，203，659所描述的。對于該類型的帶升氣管的系統(tǒng)，通過設(shè)置在塔盤上的開孔或通過裝配開孔或狹槽的液體通道升氣管分配液體(見圖2的例子)，并且通過氣體通道升氣管或套管分配氣體。通過設(shè)置在塔盤上的開孔或通過液體通道升氣管部件分配液體不能得到液體在無大量開孔或升氣管的接觸器上的均勻分配，因此這會導(dǎo)致復(fù)雜和繁重的塔盤(大量液體通道升氣管)。
[0007]-帶有分配器套管的系統(tǒng)，設(shè)置有專用供料系統(tǒng)(上游收集系統(tǒng)或中間供料)，如專利申請US-4，909，967、US-4，816，191、US-4，981，265、DE-2，752，391、TO-8，802，647、FR-2，569，129所描述的，或帶有氣體通道套管的分配器/收集器系統(tǒng)，如專利申請US-4，689，183、US-5，132，055、US-4，432，913所描述的。這些分配器類型最常被設(shè)置有安置在氣體通道套管上的液體分配系統(tǒng)。
[0008]然而，由于這些分配器上游存在收集器，因此需要專用供料系統(tǒng)的液體分配系統(tǒng)的體積往往非常大。而且，這些液體分配系統(tǒng)不能夠?qū)⒁后w均勻分配在接觸器上。另外，一些氣體通道套管的形狀導(dǎo)致生成高壓降，這限制了塔的效率。
[0009]最常見地，描述于現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)不能提供具足夠靈活性的分配器塔盤。通過其在低流體(液體或氣體)流速以及較高流體流速上提供良好液體分配的能力來定義分配器塔盤的靈活性?？赏ㄟ^改變流體間物質(zhì)和/或熱量交換的操作條件(特別是流速)來使用帶有高靈活性的分配器塔盤，以提高交換效率或適應(yīng)所使用的流體。事實(shí)上，這些操作條件是可變的:例如，液體噴射速度(相對塔表面區(qū)域的液體流速)的范圍可以自5到120m3/m2/h，氣體動力學(xué)因素(建立在表觀氣體速度上的氣體慣性根)的范圍可以自0.5到4Pa1/2并且額定流速與最低可調(diào)負(fù)荷(塔的最小操作流速)比率范圍在I到5-6之間。另外，注意塔可具有的直徑在I到1m之間。
[0010]為了提供均勻的液體分配，已研發(fā)出噴頭形式的分配器(1^-4，776，989)。然而，該類型的分配器呈現(xiàn)出受限制的靈活性并要求被與收集裝置相聯(lián)結(jié)以被用作夾層分配器。
[0011]本發(fā)明涉及一種在氣體和液體之間交換物質(zhì)和/或熱量的塔的分配器塔盤，包括氣體通道套管、液體通道部件和次級分配系統(tǒng)。次級分配系統(tǒng)能夠收集液體并更均勻地在接觸器上分配。因此，根據(jù)本發(fā)明的所述分配器塔盤能夠以較不復(fù)雜的方式得到液體的良好分配，以限制壓降且塔盤具有良好的靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明涉及一種在氣體和液體之間交換熱量和/或物質(zhì)的用于塔的分配器塔盤，包括自所述塔盤上部突出的用于使所述氣體通過所述塔盤的至少一個套管、和用于將所述液體通過所述塔盤的至少一個部件。所述塔盤進(jìn)一步包括自所述塔盤下部突出的至少一個次級分配系統(tǒng)，用于分配來自所述液體通道部件的所述液體。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述次級分配系統(tǒng)由至少一個射孔套管組成。
[0014]有利地，所述射孔套管包括多個射孔。
[0015]優(yōu)選地，各個射孔套管基本具有槽的形狀。
[0016]有利地，所述射孔套管具有分別為基本錐形或矩形形狀的橫截面和縱向截面，所述截面的最長側(cè)邊在所述塔盤的側(cè)面上。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述射孔套管包括流體通道管體。
[0018]至少部分所述管體可在所述射孔套管內(nèi)側(cè)突出。
[0019]另外，至少部分所述管體可在所述射孔套管外側(cè)突出。
[0020]而且，突出于所述射孔套管外側(cè)的至少部分所述管體可被傾斜。
[0021 ]在變化形式中，突出于所述射孔套管的至少部分所述管體具有斜切端。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述分配系統(tǒng)包括被安置在不包括所述氣體通道套管的相對區(qū)域上的多個射孔套管。
[0023]有利地，所述氣體通道套管基本為平行六面體。
[0024]優(yōu)選地，所述塔盤包括多個氣體通道套管，所述氣體通道套管相互平行。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述液體通道部件包括自所述塔盤的所述上部突出的至少一個升氣管，所述升氣管包括用于流入液體的至少一個徑向開孔和用于將所述液體發(fā)送到所述分配部件上的開口。
[0026]有利地，所述升氣管包括被安置在相對所述塔盤上表面在不同高度上的至少兩個徑向開孔。
[0027]替換地，用于所述液體的所述通道部件包括在所述氣體通道套管內(nèi)的側(cè)向開孔和能夠使液體自所述氣體通道套管流到所述次級分配系統(tǒng)的流體流動部件。
[0028]另外，本發(fā)明涉及用于在氣體和液體之間交換熱量和/或物質(zhì)的塔，其中通過接觸器部件接觸兩種流體。所述塔包括根據(jù)本發(fā)明的至少一個分配器塔盤，能夠?qū)⒘黧w分配到所述接觸器上。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，所述塔還包括被安置在用于將液體分配到分配器塔盤上方的分配器塔盤上的至少一個分流器，所述分流器被開設(shè)射孔以用于所述流體通道且包括用于所述流體通道的至少一個提升射孔。
[0030]本發(fā)明還涉及對根據(jù)本發(fā)明的用于氣體處理、CO2捕獲、蒸餾或空氣轉(zhuǎn)換方法的塔的使用。
【附圖說明】
[0031]通過參照附圖、以非限制性舉例方式給出的實(shí)施方式的詳細(xì)描述的閱讀，根據(jù)本發(fā)明裝置的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中:
[0032]-圖1已被描述，示意性示出裝配有分配器塔盤的氣體處理或⑶2捕獲塔的特定情況，
[0033]-圖2已被描述，示意性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分配器塔盤，
[0034]-圖3示意性示出根據(jù)本發(fā)明第一種實(shí)施方式的分配器塔盤，
[0035]-圖4示意性示出本發(fā)明第一種實(shí)施方式的變化形式的分配器塔盤，
[0036]-圖5為圖4的分配器塔盤的底視圖，
[0037]-圖6示出第一種實(shí)施方式的液體升氣管，
[0038]-圖7a)到7e)示意性示出根據(jù)本發(fā)明塔盤的次級分配系統(tǒng)的不同變化形式，
[0039]-圖8a)到Sb)示出根據(jù)本發(fā)明塔盤的頂視圖，其上安置有根據(jù)本發(fā)明的分流器，
[0040]-圖9示出根據(jù)本發(fā)明分流器的實(shí)施方式，和
[0041]-圖10示意性示出根據(jù)本發(fā)明第二種實(shí)施方式的分配器塔盤。
【具體實(shí)施方式】
[0042]圖3和4示意性示出根據(jù)本發(fā)明分配器塔盤的第一種實(shí)施方式。
[0043]本發(fā)明涉及在氣體(G)和液體(L)之間交換熱量和/或物質(zhì)的用于塔(I)的分配塔盤(2)，通常包括用于使所述氣體通過所述塔盤的至少一個套管(4)、用于將所述液體通過所述塔盤(2)的如升氣管(6)之類的至少一個部件以及至少一個次級分配系統(tǒng)(7)。所述塔盤(2)能夠在其頂部表面形成液位保護(hù)。套管(4)和升氣管(5)自塔盤(2)的頂部突出(被向塔頂部定向)，而次級分配系統(tǒng)(7)自塔盤(2)的較低部突出(被向塔底部定向)。相對被設(shè)定為主(或主要)分配系統(tǒng)的液體通道部件，分配系統(tǒng)(7)被指定為次級分配系統(tǒng)。
[0044]對于在逆流模式下操作的塔，氣體通道套管(4)能夠?qū)怏w自塔盤下側(cè)傳送到頂偵U。有利地，氣體通道套管(4)具有基本平行六面體的形狀，以提供傳送氣體的寬闊開口并限制壓降。而且，當(dāng)分配器塔盤(2)包括多個氣體通道套管(4)時(shí)，它們可被相互平行地安置。根據(jù)圖3所示的變化實(shí)施方式，數(shù)量為四個的氣體通道套管(4)具有可變的尺寸且它們僅界定在塔盤上它們之間的平行空間。根據(jù)圖4的變化實(shí)施方式，數(shù)量為十二個的氣體通道套管(4)具有基本相同的尺寸且它們在塔盤上界定平行和正交空間。這些示例不排除實(shí)施氣體通道套管(4)的可能性。氣體通道套管(4)優(yōu)選地被覆蓋有蓋體(還被稱為斜面)，用于阻止液體流入套管。
[0045]液體通道部件能夠?qū)⒁后w自塔盤頂部傳送到底側(cè)。根據(jù)圖3和4所示的實(shí)施方式，所述能夠?qū)⒁后w通過塔盤的部件由一組升氣管(6)組成。基本管狀的的這些升氣管(6)被安置在氣體通道套管(4)之間。升氣管(6)的數(shù)量有利地大于氣體通道套管(4)的數(shù)量。液體通道升氣管(6)的內(nèi)腔可為三角形或正方形形狀。
[0046]圖6為可用于本實(shí)施方式中的升氣管(6)的實(shí)施例。升氣管(6)的高度H小于氣體通道套管(4)的高度(例如，升氣管(6)可為600m高