【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】接觸裝置和方法
本專利技術(shù)涉及可用于蒸餾塔中的氣液接觸裝置以及與在蒸餾塔內(nèi)使用這種裝置相關(guān)的蒸餾方法,在所述氣液接觸裝置中,液體的降膜與蒸氣接觸,在蒸餾的情況下,所述蒸氣是待蒸餾的混合物的蒸氣相和液相。更具體地講,本專利技術(shù)涉及這種氣液接觸裝置,在這種氣液接觸裝置中,降膜在支撐在結(jié)構(gòu)內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)條陣列上形成,蒸氣穿過(guò)所述結(jié)構(gòu)與降膜接觸,從而實(shí)現(xiàn)蒸氣和液體之間的接觸。專利技術(shù)背景氣液接觸裝置用于蒸餾塔中,以使上升蒸氣相與待蒸餾的混合物的下降液相接觸。在蒸氣相和液相之間發(fā)生質(zhì)量傳遞,使得混合物的較輕或較難揮發(fā)組分的濃度隨上升蒸氣相的上升而在該上升蒸氣相內(nèi)增加,并且較重或較難揮發(fā)組分的濃度隨液相的下降而在該液相內(nèi)增加。另外,這種裝置還用于直接接觸熱交換器和類似設(shè)備中,以在液體和蒸氣之間傳遞熱量以及質(zhì)量。使用這種氣液接觸裝置的常用蒸餾的一個(gè)例子是低溫空氣分離,其中空氣被壓縮,然后凈化除去較高沸點(diǎn)的污染物,諸如可在進(jìn)行這種過(guò)程的低溫下凝固的水蒸氣和二氧化碳。然后將壓縮和凈化的空氣冷卻至其露點(diǎn)或其露點(diǎn)附近,然后在一個(gè)或多個(gè)蒸餾塔中蒸餾以產(chǎn)生富含氧、氮和氬以及空氣其他組分的產(chǎn)物。例如,可將壓縮、凈化和冷卻的空氣引入蒸餾塔中以引發(fā)上升蒸氣相的形成,該上升蒸氣相將隨其上升而變得更富含氮。可使所得的富含氮的蒸氣塔頂部部分冷凝形成回流,該回流被引入塔的頂部以引發(fā)下降液相的形成,該下降液相在一個(gè)或多個(gè)氣液接觸裝置布置中接觸上升蒸氣相,從而隨其下降而變得更富含氧。所得的富含氧的液體塔底殘留組分可在其他塔中進(jìn)一步精制,或者如果這種組分是分離的唯一所需產(chǎn)物,則在富含氮的蒸氣的冷凝中使用 ...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種氣液接觸裝置,包括:支撐液體的降膜的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列,所述降膜在所述細(xì)長(zhǎng)條中的每一者的相對(duì)表面上的所述細(xì)長(zhǎng)條上下降;具有彼此間隔開的頂部區(qū)段和底部區(qū)段的支撐結(jié)構(gòu),所述頂部區(qū)段和所述底部區(qū)段在所述細(xì)長(zhǎng)條的相對(duì)端處連接到所述細(xì)長(zhǎng)條陣列,并以平行關(guān)系支撐所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列,并且在相鄰條之間觀察時(shí)所述細(xì)長(zhǎng)條的所述相對(duì)表面彼此間隔開,以防止所述降膜中的液體借助于所述液體的表面張力從所述相鄰條中的一個(gè)遷移到所述相鄰條中的另一個(gè);所述頂部區(qū)段具有與所述細(xì)長(zhǎng)條對(duì)準(zhǔn)的孔,使得分配到所述頂部區(qū)段的液體從所述孔滲出到所述條中的每一者的所述相對(duì)表面上,以引發(fā)所述液體的所述降膜的形成,并且所述支撐結(jié)構(gòu)在所述頂部區(qū)段和所述底部區(qū)段處具有開口,使得蒸氣能夠穿過(guò)所述支撐結(jié)構(gòu)以接觸所述降膜,從而實(shí)現(xiàn)所述液體和所述蒸氣之間的接觸;以及與所述頂部區(qū)段相關(guān)的液體分配器,用于將所述液體分配到所述孔。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2014.08.26 US 62/0416811.一種氣液接觸裝置,包括:支撐液體的降膜的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列,所述降膜在所述細(xì)長(zhǎng)條中的每一者的相對(duì)表面上的所述細(xì)長(zhǎng)條上下降;具有彼此間隔開的頂部區(qū)段和底部區(qū)段的支撐結(jié)構(gòu),所述頂部區(qū)段和所述底部區(qū)段在所述細(xì)長(zhǎng)條的相對(duì)端處連接到所述細(xì)長(zhǎng)條陣列,并以平行關(guān)系支撐所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列,并且在相鄰條之間觀察時(shí)所述細(xì)長(zhǎng)條的所述相對(duì)表面彼此間隔開,以防止所述降膜中的液體借助于所述液體的表面張力從所述相鄰條中的一個(gè)遷移到所述相鄰條中的另一個(gè);所述頂部區(qū)段具有與所述細(xì)長(zhǎng)條對(duì)準(zhǔn)的孔,使得分配到所述頂部區(qū)段的液體從所述孔滲出到所述條中的每一者的所述相對(duì)表面上,以引發(fā)所述液體的所述降膜的形成,并且所述支撐結(jié)構(gòu)在所述頂部區(qū)段和所述底部區(qū)段處具有開口,使得蒸氣能夠穿過(guò)所述支撐結(jié)構(gòu)以接觸所述降膜,從而實(shí)現(xiàn)所述液體和所述蒸氣之間的接觸;以及與所述頂部區(qū)段相關(guān)的液體分配器,用于將所述液體分配到所述孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液接觸裝置,其中:所述頂部區(qū)段和所述底部區(qū)段分別包括成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件,每個(gè)支撐元件具有環(huán)形構(gòu)造并且具有連續(xù)減小的半徑,使得在相鄰的成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件之間時(shí),內(nèi)部對(duì)位于外部對(duì)的所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件內(nèi);所述支撐結(jié)構(gòu)具有穿過(guò)所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件的幾何中心的軸向細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件;所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件連接到所述軸向細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件,以支撐所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件;并且所述細(xì)長(zhǎng)條陣列連接到所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件,使得所述陣列中的每一者的所述細(xì)長(zhǎng)條具有沿所述細(xì)長(zhǎng)條的橫向方向的徑向取向。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣液接觸裝置,其中所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件中的每一者連接到所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列中的單個(gè)陣列。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣液接觸裝置,其中所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件中的所述頂部支撐元件是垂直交錯(cuò)的,使得在所述相鄰的成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件之間時(shí),所述內(nèi)部對(duì)的頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件位于所述外部對(duì)的所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件中的所述頂部支撐元件上方,并且所述支撐結(jié)構(gòu)中在所述頂部支撐元件處供所述蒸氣通過(guò)的所述開口之一由所述相鄰的成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件中的所述頂部支撐元件之間的所述垂直交錯(cuò)所形成的間距形成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣液接觸裝置,其中:所述液體分配器包括用于保持所述液相的儲(chǔ)存器,所述儲(chǔ)存器具有連接到環(huán)形底壁的內(nèi)部圓柱形側(cè)壁和外部圓柱形側(cè)壁;并且所述環(huán)形底壁連接到所述頂部支撐元件并且具有與所述頂部支撐元件的所述孔對(duì)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)孔,以允許所述液體從所述儲(chǔ)存器流到所述頂部支撐元件的所述孔。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣液接觸裝置還包括:位于所述液體分配器上方的預(yù)分配器;并且所述預(yù)分配器具有十字形構(gòu)造的底壁以及連接到所述底壁以保持所述液體的互連矩形側(cè)壁和端壁,所述底壁具有覆蓋所述液體分配器的另外開口,以將所述液體分配到所述液體分配器的所述儲(chǔ)存器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣液接觸裝置,其中:所述液體分配器的最內(nèi)側(cè)連接到所述軸向細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件,并且連續(xù)的外部液體分配器通過(guò)突出部連接到內(nèi)部分配器;并且所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件的最內(nèi)側(cè)底部支撐元件連接到所述軸向細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件,并且所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件中的連續(xù)底部支撐元件彼此連接;由此,所述液體分配器通過(guò)所述突出部與所述底部支撐元件的彼此連接將所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件連接到所述軸向細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣液接觸裝置,其中所述軸向細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件具有鍵槽以對(duì)準(zhǔn)所述頂部支撐元件和所述底部支撐元件,從而防止所述細(xì)長(zhǎng)條扭曲。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣液接觸裝置,其中:所述細(xì)長(zhǎng)條是柔性的并且具有位于所述細(xì)長(zhǎng)條中的每一者的相對(duì)端的一對(duì)突出部;并且所述頂部支撐元件和所述底部支撐元件具有狹槽,所述細(xì)長(zhǎng)條的所述相對(duì)端在所述狹槽內(nèi)延伸,同時(shí)所述一對(duì)突出部沿相反方向折疊以將所述細(xì)長(zhǎng)條保持在適當(dāng)位置和張緊狀態(tài)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣液接觸裝置,其中:固定張力板連接到所述軸向細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件;并且所述底部支撐元件通過(guò)螺紋連接器連接到所述固定張力板,所述螺紋連接器允許調(diào)節(jié)所述細(xì)長(zhǎng)條的張力。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣液接觸裝置,其中多個(gè)刮膜器帶連接到所述支撐結(jié)構(gòu),以通過(guò)使液體沿著容納所述氣液接觸裝置的蒸餾塔的側(cè)壁流動(dòng)而防止所述液體繞過(guò)所述氣液接觸裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣液接觸裝置,其中所述成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件中的每一者連接到所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列中的單個(gè)陣列。13.一種蒸餾塔,包括:外殼,所述外殼具有入口和出口以允許蒸氣和液體被引入所述外殼中,從而引發(fā)待蒸餾的混合物的液相和蒸氣相的形成;以及氣液接觸裝置,所述氣液接觸裝置位于所述外殼內(nèi)并且包括:(i)支撐所述液相的降膜的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列,所述降膜在所述細(xì)長(zhǎng)條中的每一者的相對(duì)表面上的所述細(xì)長(zhǎng)條上下降;(ii)具有彼此間隔開的頂部區(qū)段和底部區(qū)段的結(jié)構(gòu),所述頂部區(qū)段和所述底部區(qū)段在所述細(xì)長(zhǎng)條的相對(duì)端處連接到所述細(xì)長(zhǎng)條陣列,以至少部分地形成支撐結(jié)構(gòu),所述支撐結(jié)構(gòu)以平行關(guān)系支撐所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)條陣列,并且在相鄰條之間觀察時(shí)所述細(xì)長(zhǎng)條的所述相對(duì)表面彼此間隔開,以便防止所述降膜中的液體借助于所述液體的表面張力從所述相鄰條中的一個(gè)遷移到所述相鄰條中的另一個(gè);(iii)所述頂部區(qū)段具有與所述細(xì)長(zhǎng)條對(duì)準(zhǔn)的孔,使得分配到所述頂部區(qū)段的液體從所述孔滲出到所述條中的每一者的所述相對(duì)表面上,以引發(fā)所述液體的所述降膜的形成,并且所述支撐結(jié)構(gòu)在所述頂部支撐元件和所述底部支撐元件處具有開口,使得所述上升蒸氣相能夠穿過(guò)所述結(jié)構(gòu)并接觸所述降膜,以實(shí)現(xiàn)所述液相和所述上升蒸氣相之間的質(zhì)量傳遞,從而使所述液相內(nèi)的所述混合物的較重組分的濃度隨所述液相的下降而增加以及所述上升蒸氣相內(nèi)的所述混合物的較輕組分的濃度隨所述上升蒸氣相的上升而增加;(iv)與所述頂部區(qū)段相關(guān)的液體分配器,用于將所述液體分配到所述孔;以及(v)連接到所述支撐結(jié)構(gòu)的多個(gè)刮膜器帶,以通過(guò)使液體沿著所述蒸餾塔的所述外殼的內(nèi)表面流動(dòng)而防止所述液體繞過(guò)所述氣液接觸裝置。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的蒸餾塔,其中:所述外殼具有圓柱形構(gòu)造;所述頂部區(qū)段和所述底部區(qū)段分別包括成對(duì)頂部支撐元件和底部支撐元件,每個(gè)支撐元件具有環(huán)形構(gòu)造并且具有連續(xù)減小的半徑,使得在相鄰的成對(duì)頂部支撐元...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:G·X·陳,S·C·布朗,A·P·迪布達(dá)爾,K·F·拉森,J·P·里科塔,
申請(qǐng)(專利權(quán))人:普萊克斯技術(shù)有限公司,
類型:發(fā)明
國(guó)別省市:美國(guó),US
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。