包括起泡裝置的熱和/或材料交換塔的分配器盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣/液接觸塔、且更具體地說用于氣體處理、co2捕集、脫水或蒸餾單元 的塔的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 使用胺洗滌法的氣體處理和/或C02捕集單元和/或蒸餾和/或脫水單元包括用于 氣體和液體之間的材料和/或熱交換的塔，其可以例如是液態(tài)流體或氣態(tài)流體吸收和再生 塔。這些塔在逆流或共流的氣體/液體流條件下運(yùn)行。
[0003] 用于這些氣體處理和/或C02捕集和/或蒸餾和/或脫水單元的塔通常根據(jù)在塔中 循環(huán)的氣體和流體之間的材料和/或熱交換的原理運(yùn)行。圖1示出了裝有分配器盤2的氣體 處理塔頂1的具體實(shí)例。通常，這種氣體處理塔1包括用接觸其填充的幾個(gè)部分3、布置在每 個(gè)部分3上的分配器盤2。氣/液接觸器使氣體G與液體L接觸以便允許交換。
[0004] 例如，用于吸收/再生或蒸餾塔的標(biāo)準(zhǔn)分布器2通常由裝有氣體通過塔盤的套管4 (也被稱為煙囪（chimney))的采集/分配器盤(參見圖2)。液體的分布通過其通路通過設(shè)置 在塔盤2的下部中的孔5發(fā)生，而氣體的分布通過套管4發(fā)生。每根套管4允許氣體根據(jù)逆流 或共流運(yùn)行模式從塔的下部至塔1的上部或從上部至下部通過。套管4從塔盤2的一側(cè)突出 并且套管4與塔盤2垂直。每個(gè)套管4由例如平行六面體或圓柱形的幾個(gè)壁組成，幾個(gè)壁界定 開口于塔盤2的任一側(cè)上的內(nèi)部容積。為了防止液體流入套管4,在塔盤上面的排氣口或進(jìn) 氣口（取決于逆流或共流模式)優(yōu)選地用蓋件(也被稱為斜面(bevel))覆蓋。分配器盤的目 的是使液體均勻地分布在氣/液接觸器3上。
[0005] 為了優(yōu)化氣體和液體之間的交換，已經(jīng)開發(fā)了很多分配器盤。這些分布/采集塔盤 可以分類成兩個(gè)主要種類：
[0006] -具有升氣管的分布/采集系統(tǒng)，如專利申請(qǐng)68-1，169,8784、1^-4,808,35(^，1^-4，472，325A、US-4，427，605A、US-4，839，108A、FR-2，203，659 所述。對(duì)于這類具有煙囪的系 統(tǒng)，液體通過設(shè)置在塔盤上的孔或通過裝有孔或槽(參見圖2的實(shí)例）的液體通路煙肉分布， 并且氣體通過氣體通路煙肉或套管分布。
[0007] -具有通過專用進(jìn)料系統(tǒng)(上游采集系統(tǒng)或中間進(jìn)料裝置)提供的套管的系統(tǒng)，如 專利申請(qǐng) US-4，909，967、US-4，816191、US-4，981，265、DE-2，752，391、TO-8，802，647、FR-2， 569，129所述，或具有氣體通路套管的分布/采集系統(tǒng)，如專利申請(qǐng)US-4，689，183、US-5， 132,055、US-4,432,913所述。
[0008] 然而，這些液體分布系統(tǒng)沒有促進(jìn)塔中的材料和/或熱交換，并且因此其表示沒有 流體之間的交換發(fā)生的塔的高度。因此，這些分布系統(tǒng)表示關(guān)于塔效率的"高度損失"。
[0009] 此外，交換塔盤式的接觸器在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。這些塔盤允許流體之間的熱 和材料交換，并且其在塔中堆積在彼此上方而沒有塔盤之間的接觸器。這些塔盤沒有分布 作用。
[0010]圖3描述了常用交換塔盤的運(yùn)行模式。
[0011]液體靠通過上降液管6從上塔盤7a流到下塔盤7b，接著在越過堰板8流向下降液管 9之前沿在塔盤7b上的交換區(qū)流動(dòng)。來自下塔盤10的氣體通過設(shè)置在塔盤7b上的閥或穿孔 (未示出）在塔中逆流流動(dòng)。氣體在交換區(qū)6上形成氣泡并在到達(dá)上塔盤7a之前在區(qū)域12和 13中從液體脫離。交換接觸塔盤的降液管在單通道塔盤的情況下通常布置在塔盤的周界 上，但其可以根據(jù)塔直徑布置在多通道塔盤的中心部分上。
[0012] 有很多塔盤接觸器變型。第一種是如專利申請(qǐng)W0-9，924，135A1、CA-1，253，432A、 US-3，399，871A所述的浮閥塔盤。第二種是如專利申請(qǐng)US-4，504，426A、US-5，213，719A所述 的多孔板塔盤。
[0013] 然而，這種交換塔盤沒有確保液體的良好輸送和良好分布，尤其是對(duì)于提供接觸 器(填料)來說。這種塔盤不能用作分配器盤。
[0014] 本發(fā)明涉及氣體和液體之間的材料和/或熱交換的塔的采集/分布/交換塔盤，其 包括液體通路裝置以及與氣體起泡裝置附連的氣體通路套管。起泡裝置允許乳液區(qū)建立在 分布/交換塔盤的上部中。因此，根據(jù)本發(fā)明的分布/交換塔盤允許實(shí)現(xiàn)在流體之間的材料 和/或熱交換方面提高，同時(shí)確保液體的良好分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明涉及用于氣體和液體之間的熱和/或材料交換的塔的分配器盤，其包括從 所述套管的上部突出用于所述氣體通過所述塔盤的至少一個(gè)套管以及用于所述液體通過 所述塔盤的至少一個(gè)裝置。所述套管包括所述氣體的至少一個(gè)起泡裝置。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，所述套管是大致平行六面體。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述起泡裝置包括至少一個(gè)閥和/或所述套管的一個(gè)槽。
[0018] 有利地，所述槽具有大致矩形形狀。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的變型，所述槽的縱向方向基本上與所述套管的縱向方向垂直。
[0020] 或者，所述槽的縱向方向基本上與所述套管的縱向方向平行。
[0021 ]根據(jù)實(shí)施例，所述槽被蓋子覆蓋。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的特征，所述閥是大致矩形。
[0023] 根據(jù)替代實(shí)施例，所述閥是大致圓柱形。
[0024] 優(yōu)選地，所述液體通路裝置包括多個(gè)孔和/或煙囪。
[0025] 有利地，所述煙囪從所述塔盤的上部和/或所述塔盤的下部突出。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的方面，所述塔盤包括均勻分布在所述塔盤上的多個(gè)液體通路裝置。
[0027] 此外，本發(fā)明涉及用于氣體和液體之間的熱和/或材料交換的塔，其中，兩種流體 通過填料接觸。所述塔包括至少一個(gè)允許所述流體分布在所述填料上的根據(jù)本發(fā)明的分配 器盤。
[0028]本發(fā)明還涉及用于氣體處理、C02捕集、蒸餾、脫水或空氣轉(zhuǎn)換過程的根據(jù)本發(fā)明 的塔的用途。
【附圖說明】
[0029]根據(jù)本發(fā)明的裝置的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從閱讀以下通過非限制性實(shí)例并參照附 圖給定的實(shí)施例的描述變得清楚明白，附圖中：
[0030] -已經(jīng)描述的圖1示出了裝有分配器盤的氣體處理或C〇2捕集塔頂?shù)木唧w實(shí)例，
[0031] -已經(jīng)描述的圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分配器盤，
[0032]-已經(jīng)描述的圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的塔盤式接觸器，
[0033]-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分配器盤，
[0034]-圖5a至5e示出了根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)變型實(shí)施例的分配器盤的一部分。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 本發(fā)明涉及用于氣體和液體之間的熱和/或材料交換的塔的分配器盤，其通常包 括允許氣體通過塔盤的至少一個(gè)裝置，諸如從塔盤的上部突出的套管，以及允許液體通過 塔盤的至少一個(gè)裝置。分配器盤允許形成在其上表面上的液體保護(hù)層（liquid guard)、即 在塔盤的上表面上的液體高度。套管從塔盤的上部突出（向塔頂定向）。根據(jù)本發(fā)明的分配 器盤適于在熱和/或材料交換塔中的逆流流，氣體向上流過套管而液體向下流過煙肉和分 布裝置。通常，分布/交換塔盤是大致圓柱形。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明，至少一個(gè)套管包括氣體起泡裝置。有利地，所有套管包括氣體起泡裝 置以便提高流體之間的熱和/或材料交換?；蛘撸瑑H某些套管包括氣體起泡裝置以便優(yōu)化交 換/堵塞妥協(xié)。氣體起泡裝置允許當(dāng)其被氣體橫穿時(shí)形成在塔盤的上表面上的液體保護(hù)層 中的氣泡，這生成乳液區(qū)，液體和呈氣泡形式的氣體之間的材料和/或熱傳遞可以在該乳液 區(qū)中發(fā)生。因此，除了在接觸器中進(jìn)行的交換外，塔盤的有用高度也促進(jìn)熱和/或材料交換。 分布系統(tǒng)因此表示關(guān)于塔效率的無"高度損失"。包含這種分配器盤的塔因此可以具有降低 的高度，這允許塔的成本下降。
[0037] 優(yōu)選地，氣體起泡裝置位于套管的上部中，尤其是在套管的水平上壁上。氣體起泡 裝置可以包括其打開產(chǎn)生氣泡的閥。閥的打開通過氣體壓力啟動(dòng)。閥可以包括可旋轉(zhuǎn)地繞 軸線移動(dòng)的部件。或者，閥可以包括相對(duì)于塔盤垂直平移的部件。根據(jù)另一實(shí)施例，氣體起 泡裝置可以包括在套管中的槽?；蛘?，塔盤包括同時(shí)包含至少一個(gè)閥和至少一個(gè)槽的多個(gè) 起泡裝置。有利地，槽可以具有適于直接形成氣泡以便最小化壓降并限制漏液(液體流入套 管）的形狀和/或尺寸。槽可以具有各種形狀:矩形、圓形、橢圓形、三角形等。為了提高氣泡 形成，槽可以用位于槽上面并相對(duì)于套管升降的蓋件覆蓋。蓋件還可以允許防止液體進(jìn)入 套管。
[0038] 對(duì)于運(yùn)行在逆流模式中的塔來說，氣體通路套管允許從氣體塔盤的下側(cè)至上側(cè)通 過。有利地，氣體通路套管具有大致平行六面體形狀，以便提供寬開口給氣體通路并因此限 制壓降。此外，當(dāng)分配器盤包括幾根氣體通路套管時(shí)，它們可以相互平行布置。氣體通路套 管裝有氣泡系統(tǒng)。
[0039] 與其中氣泡裝置位于與塔盤相同的高度的套管不同，從塔盤并且（因此從氣泡裝 置)突出的套管使得能夠不擾亂液體分布和流動(dòng)，這促進(jìn)均勻液體分布。
[0040] 套管適于被浸沒，即其高度小于設(shè)置在塔盤的上表面上的液體保護(hù)層高度。因此， 呈氣泡形式的氣體注入液體。
[0041] 液體通路裝置允許液體從塔盤上側(cè)至下側(cè)通過。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，允許液體 通過塔盤的裝置由可以從塔盤的上側(cè)和/或塔盤的下側(cè)突出的一組煙囪組成。煙囪可以是 大致圓柱形。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，允許液體通過塔盤的裝置由設(shè)置在塔盤中的一系 列孔組成