CN112020383A - 采用交叉接触的蒸气-液体接触装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高容量且高效率的并流和错流蒸气‑液体接触装置和方法，该装置和方法可用于蒸馏塔和其他蒸气‑液体接触工艺。该装置的特征在于水平级中的接触模块和穿孔接收盘的布置。模块限定并流接触体积，并且在示例性构型中，模块包括液体分配器和除雾器。从位于穿孔接收盘上的模块分配的液体与穿过接收盘上的穿孔向上流动的蒸气接触。

Description

采用交叉接触的蒸气-液体接触装置和方法

技术领域

本领域是用于质量传递和/或热传递的蒸气-液体接触。具体地讲，本领域涉及提供可用于分馏塔中以分离挥发性化学物质诸如烃类的高容量分馏的方法和装置。

背景技术

蒸气-液体接触设备诸如分馏塔盘和填料用于进行石油和石化行业中几乎所有类型的分离。分馏塔盘用于例如分离许多不同的烃类，诸如石蜡、芳族化合物和烯烃。塔盘用于分离特定化合物，诸如不同的醇、醚、烷基芳族化合物、单体、溶剂、无机化合物、大气气体等，并且用于分离宽沸点混合物，诸如石油衍生馏分，包括原油、石脑油和LPG。蒸气-液体接触塔盘也用于进行气体处理、纯化和吸收。已经开发出具有不同优点和缺点的多种塔盘和其他接触设备。

分馏塔盘和填料是常规分馏装置的主要形式。它们广泛用于化学、石化和石油精炼行业，以促进分馏塔中进行的蒸气-液体接触。分馏塔的正常构型包括10个至250个单独的塔盘。通常，塔中每个塔盘的结构是类似的，但还已知这些结构可在竖直相邻的塔盘上交替。塔盘水平安装，通常以被称为塔的塔盘间距的均匀竖直距离安装。该距离可在塔的不同区段内变化。塔盘通常由焊接到塔的内表面的环支撑。

在使用常规塔盘的分馏过程期间，在塔中较低位置处产生的蒸气上升穿过散布在塔盘平台区域上方的液体。蒸气穿过液体产生被称为泡沫的气泡层。泡沫的大表面积有助于在塔盘上的气相和液相之间快速建立组成平衡。然后使泡沫分离成蒸气和液体。在质量传递期间，蒸气损失较少的挥发性材料至液体，并且因此随着其向上穿过每个塔盘而变得略微更易挥发。同时，随着液体向下从塔盘到塔盘移动，较低挥发性化合物在液体中的浓度增大。液体与泡沫分离并向下行进到下一个较低塔盘。这种连续的泡沫形成和蒸气-液体分离在每个塔盘上进行。因此，蒸气-液体接触器进行以下两个功能：使上升的蒸气与液体接触，并且然后使两个相分离并沿不同方向流动。当这些步骤在不同塔盘上进行适当的次数时，该过程致使化合物基于其相对挥发性而分离。

由于希望改善在石油精炼、化学和石油化学工业中具有该实用性的设备，已经开发出许多不同类型的包括填料和塔盘的蒸气-液体接触设备。不同的装置趋于具有不同的优点。例如，多个降液管塔盘具有高蒸气和液体容量以及在较大工作速率范围内有效发挥作用的能力。结构化填料趋于具有低压降，从而使其可用于低压或真空操作。对于始终在寻求改善的蒸气-液体接触设备，两个非常重要的特性是容量和效率。

分馏通常在具有总体向下液体流和向上蒸气流的错流或逆流接触设备中执行。在装置中的某个时刻，使蒸气相和液相接触，以使蒸气相和液相交换组分并且彼此接***衡。然后分离蒸气和液体，沿适当的方向移动并再次与另一量的适当流体接触。在许多蒸气-液体接触设备中，蒸气和液体可在每个级以错流排列接触。另选的装置与传统的多级接触***的不同之处在于，虽然装置中的总体流仍然是逆流，但是液相和气相之间实际接触的每个级在并流质量传递区进行。并流接触设备也可通过使细小液滴与蒸气并流接触来实现高质量传递效率。并流蒸气-液体接触装置可具有将蒸气和液体排放到模块中的分离室中的接触通道。蒸气从分离室向上流动到下一个较高模块的接触通道，并且液体通过液体分配器向下流动到下一个较低接触通道。

发明内容

本发明提供了一种高容量且高效率的并流和错流蒸气-液体接触装置和方法，该装置和方法可用于蒸馏塔和其他蒸气-液体接触工艺。该装置的特征在于水平级中的接触模块和穿孔接收盘的布置。模块限定并流接触体积，并且在示例性构型中，模块包括液体分配器和除雾器。从位于穿孔接收盘上的模块分配的液体与穿过接收盘上的穿孔向上流动的蒸气接触。

附图说明

图1是采用本发明的接触模块的蒸气-液体接触塔的横截面示意图。

图2是在图3中的区段2-2处截取的图1的模块的横截面示意图。

图3是在3-3处截取的图1的塔的级的俯视剖视图，示出了接收盘和液体分配器。

图4是在图3的区段4-4处穿过管道28截取的模块的剖视图。

图5A和图5B分别是图1的除雾器的正视图和剖视图。

具体实施方式

参见图1，示出了容器10内的蒸气-液体接触装置的实施方案。容器10可为例如蒸馏塔、吸收器、直接接触换热器、分离器或用于执行蒸气-液体接触的其他容器。容器10包括接触级12的至少一个区段以及位于该区段上方和下方的任选的收集器/分配器。区段的上部部分可包括顶部收集器/分配器14，并且区段的下部部分可包括底部收集器/分配器16。为了简单起见，仅示出了五个接触级12a、12b。如本领域所熟知，蒸馏塔可包括若干个区段。每个区段可包括许多接触级，并且在区段之间和/或区段内可存在多个流体进料和/或抽出。另外，不同的接触设备可在同一塔的相同区段和/或不同区段中混合。可在进料区段、抽出区段以及流体收集和再分配区段之间的空间中使用诸如烟囱塔盘和液体分配器的设备。容器10包括外部壳体11，该外部壳体通常为圆柱体的形式，或者另选地为任何其他形状。蒸气的行进在图1中由向上指向的箭头表示，并且液体的行进由向下指向的箭头表示。

在图1所示的本实施方案中，每个接触级12a、12b被取向成相对于直接上级和直接下级以90°旋转。因此，每个接触级12在与紧接的下级正交的方向上分配液体，这减少了液体在塔的横截面上的不当分配。在其他实施方案中，垂直相邻的接触级可以介于0°和90°之间的旋转取向。在另外的实施方案中，接触级在9°和90°之间旋转。接触级之间的旋转度数在每个级可相同或可变化。也就是说，垂直相邻的接触级12a、12b之间的旋转度数可变化。在例示的实施方案中，每个接触级12包括多个接触模块20和接收盘26。在图1中，上级接触级12a包括间隔接触级12并且被取向成与下级接触级12b正交。

如图2所示，每个接触模块20包括液体分配器22，该液体分配器与除雾器24相邻定位并且优选地位于一对除雾器24之间。在每个液体分配器22和相邻的除雾器24之间提供并流流体接触体积56。除接触模块20之外，每个接触级12还包括位于相应的除雾器24下方的多个接收盘26。每个接收盘26可设置有多条管道28。接收盘26具有基座50，该基座包括穿孔54以允许蒸气通过穿孔上升并接触盘26上的液体。

图3示出了图1的区段3-3的截面图，清楚地示出了接触模块20的接收盘26、管道28和液体分配器22的布置。上级接触级12a的接收盘26、管道28和液体分配器22在图3中最突出地示出。下级接触级12b的除雾器24和接收盘26也可在上级接触级的下方观察到，但被浸入图1的区段3-3中的上级接触级的液体分配器22的底部部分遮挡。接触模块20包括除雾器24，该除雾器可能在液体分配器22的任一侧上沿液体分配器的长度成行延伸。

在每个接触级12处，接收盘26基本上平行并且在容器10的横截面积上间隔开。接收盘26的基座50配备有穿孔54，诸如筛孔、阀或泡罩，以允许蒸气向上冒泡穿过盘中的液体。液体分配器22位于一对相邻的接收盘26之间，从而得到接收盘26和模块20的交替模式。接收盘26中紧邻管道28的任选的平静区55可以是无穿孔的，以最大程度地减少夹带到管道中的蒸气。

回到图2，本实施方案的液体分配器22具有位于上部部分的入口32和位于下部部分的多个出口34。下级液体分配器22被示出为平行于图2中的页面延伸，以例示其相对于被示出为正交于该页面延伸的上级液体分配器22转动九十度。两个倾斜的液体分配器壁30使液体分配器22在向下方向上向内渐缩。大致V形的液体分配器的底部可为尖的或弯曲的，或者可为如图2所示平坦的。可设想具有各种不同形状诸如阶梯状或倾斜且阶梯状的液体分配器的另选实施方案。然而，在本实施方案中使用V形液体分配器以在每个级12的下部部分中的除雾器24和液体分配器壁30之间提供大的细长接触体积与在液体分配器22的上部部分中的大的液体分配器入口32的组合，用于容纳扩大的管道28以增强液体处理能力。液体分配器入口32被构造成接收管道28。设想管道28可简单地为接收盘26中的开口，并且只要开口被成型为允许蒸气逸出液体分配器的顶部，液体分配器28就可向上延伸至管道。

任选的入口板36位于垂直相邻的液体分配器22之间。液体分配器入口板36覆盖位于上级液体分配器22的液体分配器出口34下方的液体分配器入口。每个入口板36上的两个唇缘38阻止液体进入下级液体分配器22中并且朝开放的接触体积56引导液体离开，在开放的接触体积中，通过使来自下级的蒸气上升而向上夹带液体。通过防止液体直接从将提供旁路蒸气接触机会的上级液体分配器的出口34进入液体分配器22，可确保更高的效率。

液体分配器出口34由多个狭槽或其他类型的穿孔形成，这些狭槽或穿孔靠近液体分配器22的底部被布置成一行或多行。液体分配器出口34也可通过如下方式形成：对分配器壁30进行冲压但不移除冲掉的材料以形成定向狭槽或百叶窗，用于将出口液体向上引导至接触体积中，以最小化液体渗漏到下级液体分配器而不穿过接触体积56和除雾器40。出口34可位于液体分配器22的壁30和/或底部。在操作中，液体分配器22中的液位提供密封以防止上升的蒸气穿过出口34进入液体分配器。穿孔34优选地沿液体分配器22的长度分布，并且它们可被布置成使得穿孔在尺寸或数目上变化或者在位于正交的或成角度的下级液体分配器正上方的液体分配器22的部分中没有穿孔。因此，液体分配器出口的布置可用作防止液体从一个液体分配器直接流入下级液体分配器中的另一种方式。

除雾器24可由5A和图5B所示的多个除雾器单元40组装而成。图5A示出了除雾器单元40的穿孔表面42。除雾器单元40还可包括凸形端板46和凹形端板48，这些端板中的每个端板与相邻除雾器单元40的互补端板配合以形成基本上防止流体通过接合处泄漏的密封。此类凸形端板和凹形端板代表可用于由模块化除雾器单元40构造除雾器24的一种类型的互锁机构。可使用任何已知的互锁机构。在其他实施方案中，模块化单元40可通过其他已知方式紧固在一起，诸如使用螺栓、夹具、销、夹钳、带，或焊接，或胶粘。诸如凸形突片和凹形突片和狭槽组合的机构可提供快速组装和拆卸的优点。除雾器24的模块化构造使得制造商能够以一种或少量标准尺寸生产除雾器单元40，以组装成不同长度的除雾器24。取决于装置的尺寸和可用的多种标准尺寸的除雾器单元40，一些定制尺寸的除雾器单元40对于特别短的除雾器24或者为了匹配液体分配器22的长度可能是必需的。模块化设计还具有便于组装接触模块20的优点，因为除雾器单元40比由单个单元形成的一行除雾器更轻。然而，在其他实施方案中，单个除雾器单元40限定完整的除雾器24。

除雾器单元40包括蒸气-液体分离结构41。使用各种设计来从蒸气流中去除液滴。一个示例为雾清除器，诸如叶片型除雾器，该除雾器具有各种通道和百叶窗，使得穿过除雾器的流体流必须经历若干方向变化，这导致夹带的液滴冲击分离结构41的各部分并向下流动至除雾器的底部。已知的蒸气-液体分离设备的另一个示例为网状垫或织造线。也可使用这些雾清除器技术的组合。合适的除雾器单元40的示例在US 7424999中提供。

如图2所示，各种任选的元件可与除雾器配合和/或结合到除雾器中，以进一步改善装置的性能和/或结构完整性。例如，示出了作为入口表面的穿孔入口板42、作为出口表面的穿孔出口板44以及无穿孔顶板45。穿孔板是可与除雾器配合的一种类型的流量操纵器。流量操纵器的其他非限制性示例包括膨胀金属、多孔固体、网状垫、筛网、网格、网片、成形网筛和蜂窝体。已发现流量操纵器的部分开口面积同时影响除雾器的分离效率和压降。流量操纵器的部分开口面积可在除雾器的不同侧和相同侧上变化，以优化除雾器的分离效率和压降。可在单个除雾器中使用各种类型的流量操纵器。在其他实施方案中，在除雾器的入口表面和出口表面的一些或任何上不使用流量操纵器。

穿孔入口板42靠近液体分配器22。穿孔出口板44在与穿孔入口板42相对的除雾器侧的大部分上并且沿着除雾器单元40的底部延伸。无穿孔顶板45阻止液体直接从除雾器单元40的顶部离开该单元并且提高蒸气-液体分离效率。无穿孔顶板45在两侧上具有弯曲条带，一个弯曲条带跟随液体分配器壁30用于与壁附接，并且另一个弯曲条带跟随除雾器40的穿孔出口板44用于与穿孔出口板44连接。已发现从穿孔出口板44的顶部向下延伸一定距离的无穿孔条带也改善了蒸气-液体分离效率。在一个实施方案中，条带延伸至覆盖除雾器出口的高度的10％。在另一个实施方案中，条带延伸至除雾器出口的高度的30％。在另一个实施方案中，条带延伸至除雾器出口的高度的50％。

接收盘26中的每个接收盘包括围绕平坦的穿孔基座50的竖直延伸的唇缘27。唇缘27可以与基座50相同的板形成，并且可被穿孔以允许蒸气穿过其。除雾器支撑横档52通过沿接收盘26的经线将形成的金属板附接到两个唇缘中的每个唇缘而形成。末端接收盘26可仅包括一个除雾器支撑横档52。收集在接收盘26中的液体被引导至多条管道28和液体分配器22。支撑横档52接合特定除雾器24中的除雾器单元40的基座。附接到每个除雾器单元40的底部的支撑凸缘被***支撑横档52中，并且除雾器的顶部靠近液体分配器入口32被紧固到液体分配器壁30。即使在除雾器单元40已紧固到液体分配器22之前，支撑横档52也为除雾器单元40提供结构支撑。在该实施方案中，每个中央接收盘支撑两行除雾器24，每行来自两个相邻接触模块20中的每个接触模块，而靠近容器壳体11的末端接收盘支撑级的末端模块的一行除雾器。因此，单个接收盘26可由两个接触模块20共用。因此，如针对本发明的本实施方案所述，每个级的构造在塔的至少一部分中可以是相同的，这简化了装置的制造和安装。

如图3所示，多条管道28延伸穿过接收盘26进入液体分配器入口32中。延伸穿过特定接收盘26的管道28中的每条管道将液体引导至不同的下级液体分配器22中。在一个实施方案中，管道28的顶部与接收盘26的穿孔基座50齐平，使得液体可自由地从接收盘26流入管道28中而没有任何障碍。

在图2所示的另一个实施方案中，围绕管道28的顶部在穿孔接收盘26的基座50上方延伸的堰60保持盘上的期望液位。围绕管道28配备有堰60的接收盘26增加了盘中的液体滞留并且改善了蒸气-液体接触并增大了质量传递效率。

由于图2是在图3的区段2-2处穿过接收盘26截取的剖视图，图4则是在图3的区段4-4处穿过管道28截取的剖视图。管道28的顶部口部可扩大并且比如图2所示的液体分配器入口32更宽，以增大液体处理能力并减少管道入口处的阻塞趋势。管道28的侧壁是倾斜的，使得管道28装配在液体分配器22内并且留下间隙以便于安装和蒸气排出。当出口未被液体分配器22中的液体完全密封时，可利用来自上级或穿过液体分配器出口34的液体流使蒸气进入液体分配器22中。如果液体分配器22中的蒸气未适当地从液体分配器入口32排出，则其将被迫进入管道28中，这可能抑制液体流过管道并导致装置出现严重夹带和过早溢流。因此，本实施方案的优点是，液体分配器22中的蒸气通过管道28和液体分配器22之间的间隙中的液体分配器入口32或者管道28之间的液体分配器22的顶部处的开口排出。管道28的底部用多个喷管或一个连续狭槽或单个较大开口打开，以允许液体流入液体分配器22中。在正常工作条件下，通过管道28中的液体动态地或通过液体分配器22中的液体静态地密封管道28以防止蒸气流动。

除雾器24的入口表面42和液体分配器22的相邻壁30之间的体积提供流体接触体积56。在蒸气和液体分离之前，流体接触在除雾器单元40中继续。位于除雾器入口处的穿孔板42或其他流量操纵器改善了到除雾器的流体流分布并且改善了蒸气-液体分离。入口流量操纵器也可改善流体接触和质量传递。接收盘26上方和其支撑的除雾器行24之间的体积限定了流体传递体积58。除雾器24可如图2所示以相对于竖直方向成一角度地取向以提供接触体积56和流体传递体积58，在本实施方案中，接触体积具有从底部到顶部减小的体积以匹配减小的流体流量，并且在本实施方案中，流体传递体积具有从底部到顶部增大的体积以匹配增大的蒸气流量。由于接收盘26中的穿孔，蒸气-液体交叉接触发生在流体传递体积58中。

液体分配器22和接收盘26可由支撑环(未示出)支撑，该支撑环诸如通过焊接或其他常规方式附连到塔壳体11的内表面。可能需要另外的横梁来支撑盘26和除雾器24。液体分配器22和接收盘26可通过螺栓连接、夹紧或以其他方式固定到支撑环，使得液体分配器22和接收盘26在操作期间保持在适当位置。在一个特定实施方案中，液体分配器22的端部包括焊接到液体分配器22的端部的端部密封件，从而密封液体分配器22的端部。此外，加强特征结构诸如肋、支撑件、增加的材料厚度以及附加支撑件可与液体分配器22和接收盘26一起使用。液体分配器22的端部可以多种方式构造以符合容器壳体的轮廓。

在一些实施方案中，可采用一个或多个收集器/分配器。此类设备不是必需的，但它们通过适当地引导蒸气流和/或液体流以使装置的每个级中的蒸气-液体接触和分离最大化来提供优点。例如，顶部收集器/分配器14在图1中示出并且包括管道分配器70和槽分配器72。管道分配器70和槽分配器72将液体引导至顶部接触级12的液体分配器22中。顶部收集器/分配器14还回收离开顶部级12的除雾器行24的蒸气。回收的蒸气可被传递到后续工艺或冷凝器，以作为回流液体部分地再引入塔中。在没有顶部收集器/分配器或其他等同装置的情况下，向下流动的液体可流入流体传递体积58，并且因此取决于流体传递体积58中的蒸气速度而被夹带回到顶部级上方或绕过顶部级蒸气-液体接触体积。此类液体流还可破坏向上的蒸气流并且导致一个或多个下级接触级中的低效率。

底部级的管道74将液体排放到塔贮槽。蒸气可分布在管道74之间而不是管道下方，以减少蒸气-液体接触和夹带。塔贮槽中的回收液体可被传送到后续工艺或传送到再沸器以作为蒸气部分地再引入塔中。底部级上的管道74可被设计成与其余的级不同。例如，可使用一条连续的管道74来代替接收盘26下方的多条管道74。另选地，管道安装在接收盘26的端部附近，从而使底部级12下方的中部空间的大部分没有蒸气流。相应地修改接收盘26上的开口。底部级的管道74也可连接到液体分配器22而不是接收盘26，用于将液体直接从液体分配器引导至塔贮槽。在这种情况下，底部级中未发生蒸气-液体接触，并且在向上流动的蒸气中存在很多夹带的情况下，底部级主要用于去除夹带。除上文所述的顶部收集器/分配器和底部收集器/分配器之外，另外的收集器/分配器可在塔中引入或抽出流体流的任何点处提供有益效果，诸如一个或多个进料流和/或任何其他产物流诸如侧切。具有液体分配器和蒸气竖管的烟囱塔盘可用于塔中以便于流体引入/分配/抽出，或用于其中蒸气-液体接触设备的设计诸如在两个塔区段之间存在显著改变的地方。

在从一个区段到另一个区段的过渡处的级12包括使得流体能够在非平行区段之间适当流动的特征结构。接触模块20的端部(即，模块20的面向封闭容器10的壳体11的内表面的末端部分)可被密封以阻止绕过接触装置的非预期的蒸气或液体。在该实施方案中，模块20的端部是渐缩的或弯曲的，以符合封闭结构的曲率。另选地，模块20的端部是平坦的，并且水平的无穿孔延伸板跨越从模块20到封闭容器壁的间隙。

参考图1，下文将描述接触级12的接触模块20的流体流。来自上级12的液体通过若干上级接收盘26穿过管道28或收集器/分配器14被引导至液体分配器22中。液体穿过液体分配器出口34离开液体分配器22并进入流体接触体积56。流体接触体积56的入口处的向上蒸气速度过高，使得进入接触体积56的液体被蒸气向上夹带。如图2所示，下级液体分配器22上的入口板36防止液体流从上级液体分配器到下级液体分配器的短路且没有蒸气接触。所夹带的液体由蒸气向上运送至除雾器24的入口表面42。蒸气和液体由除雾器单元40内的分离结构41(如图5B所示)分离，并且蒸气穿过出口表面44离开除雾器单元40进入流体传递体积58。

参见图1和图2，离开除雾器24的蒸气与传递体积58中的蒸气混合，并且然后继续向上到达上级接触模块20中的接触体积56或上级接触级12的接收盘26。如图2最佳示出，液体穿过出口表面44的底部部分离开除雾器单元40并流到接收盘26上。接收盘26将液体引导至多条管道28中，管道28中的每条管道将液体引导至不同的下级液体分配器22中。此外，接收盘26上的液体也与穿过接收盘中的穿孔54上升的蒸气交叉接触。

分馏塔的工作条件受限于在塔中分离的化合物的物理特性。塔的工作温度和压力可在这些限制内变化，以最小化塔的工作成本并适应其他商业目标。工作温度可在低温分离中使用的非常低的温度到挑战化合物的热稳定性的温度的范围内。因此，适用于本发明方法的条件包括-50℃至400℃的宽泛范围内的温度。塔在足以保持进料化合物的至少一部分作为液体存在的压力下工作。接收盘的基座50中的穿孔54促进错流蒸气液体接触，这实现模块20之间的间距同时仍然执行蒸气-液体接触。因此，可将较少的模块20安装在接触级12上，从而显著节省成本。由于模块20的数量减少以及接收盘26上的附加蒸气-液体接触，每个级的质量传递效率增大。

上述管线、导管、单元、设备、容器、周围环境、区或被共同理解为工艺设备的类似设备中的任一者可配备一个或多个监测部件，包括传感器、测量设备、数据捕获设备或数据传输设备。与容器10通信的传感器140在图1中示出。传感器140感测诸如容器10中的条件的参数并将诸如信号的数据传输到接收器(未示出)。信号、工艺或状态测量以及来自监测部件的数据可用于监测工艺设备中、周围和与其有关的条件。由监测部件生成或记录的信号、测量和/或数据可通过一个或多个网络或连接收集、处理和/或传输到接收器，这些网络或连接可以是私有或公共的，通用的或专用的，直接的或间接的，有线的或无线的，加密的或未加密的，和/或它们的组合；本说明书并非旨在在这方面进行限制。

由监测部件生成或记录的信号、测量和/或数据可被传输到接收器，该接收器可包括一个或多个计算设备或***。计算设备或***可包括至少一个处理器以及存储计算机可执行指令(包括可读指令)的存储器，这些指令当由至少一个处理器执行时，使一个或多个计算设备进行可包括一个或多个步骤的工艺。例如，可配置一个或多个计算设备以从一个或多个监测部件接收与至少一件与该工艺相关联的工艺设备相关的数据。一个或多个计算设备或***可被配置为分析该数据。基于数据分析，一个或多个计算设备或***可被配置为确定对本文所述的一个或多个工艺的一个或多个参数的一种或多种推荐调整。一个或多个计算设备或***可被配置为传输加密或未加密的数据，其包括对本文所述的一个或多个工艺的一个或多个参数的一种或多种推荐调整。

具体的实施方案

虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。

本发明的第一实施方案是一种用于进行并流和错流蒸气-液体接触的装置，所述装置包括多个级，每个级具有至少一个接触模块和至少一个接收盘，所述接触模块包括：液体分配器和除雾器，所述液体分配器具有靠近接触体积的出口，所述除雾器具有靠近接触体积的入口表面和高于接收盘的出口表面；并且所述接收盘具有穿孔基座，所述接收盘低于除雾器的出口表面。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括与所述接收盘和下级液体分配器流体连通的至少一条管道。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述管道与所述液体分配器分开，并且所述管道具有与所述接收盘流体连通的上端以及下端，其中每条管道的所述下端与单独的下级液体分配器流体连通。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括位于所述除雾器和所述液体分配器之间的接触体积，并且所述液体分配器具有与所述接触体积流体连通的出口，并且所述除雾器的所述入口表面与所述接触体积流体连通。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中蒸气穿过所述基座中的穿孔进入所述接收盘，并且液体穿过所述管道离开所述接收盘。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括与所述管道相邻在所述接收盘的所述基座上方延伸的堰，所述堰用于保持所述接收盘上的液体。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括围绕无穿孔的所述接收盘中的所述管道的平静区。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括一对间隔开的除雾器，并且液体分配器位于所述对除雾器之间。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述接收盘位于针对级上的流体流的所述接触模块的下游。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述级中的至少一个级的所述接触模块相对于所述级中的另一个级的所述接触模块旋转。

本发明的第二实施方案是一种用于进行并流和错流蒸气-液体接触的装置，所述装置包括多个级，所述级具有至少一个接触模块和接收盘，所述接触模块包括：除雾器；液体分配器，所述液体分配器与除雾器相邻定位并在除雾器间提供接触体积，并且所述液体分配器具有与所述接触体积流体连通的出口；并且所述除雾器具有与所述接触体积流体连通的入口表面和高于所述级的所述接收盘的出口表面；并且所述接收盘与所述接触模块相邻定位，所述接收盘包括穿孔基座并且具有与下级液体分配器流体连通的至少一条管道。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述接收盘位于针对级上的液体流的所述接触模块的下游。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述液体分配器、所述除雾器和所述接收盘各自基本上沿模块的长度延伸。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括位于所述除雾器和所述液体分配器之间的接触体积，并且所述液体分配器具有与所述接触体积流体连通的出口，并且所述除雾器的所述入口表面与所述接触体积流体连通。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中蒸气穿过所述基座中的穿孔进入所述接收盘，并且液体穿过所述管道离开所述接收盘。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括与所述管道相邻的堰以保持所述接收盘上的液体。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括围绕无穿孔的所述接收盘中的所述管道的平静区。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述装置还包括以下项中的至少一者；处理器；存储器，所述存储器存储计算机可执行指令；传感器，所述传感器定位在用以感测至少一个参数的位置处；和接收器，所述接收器被配置为从所述传感器接收数据。

本发明的第三实施方案是一种用于蒸气-液体接触的方法，所述方法包括以下步骤：使蒸气向上传递进入接触体积；引导液体穿过第一液体分配器的出口进入所述接触体积；将所述液体夹带在所述蒸气中以并流地流入除雾器中；在所述除雾器中将所述液体与所述蒸气分离；将离开所述除雾器的分离液体流递送到穿孔接收盘；以及使第二蒸气流穿过所述接收盘中的穿孔向上传递，以与所述分离液体流交叉接触，将来自所述除雾器和来自所述接收盘的分离蒸气流传递到上级接触体积和上级接收盘的穿孔基座。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法还包括使所述接收盘上的液体与向上传递穿过穿孔的所述蒸气接触，以及在蒸气进入所述上级接触体积和上级接收盘的穿孔基座中之前将所述液体与所述接收盘上方的所述蒸气分离。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案直至本段中的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法还包括将来自所述接收盘的所述液体传递穿过至少一条管道，所述至少一条管道将所述液体引导至下级液体分配器中。

尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改，并且使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。

在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。

Claims (10)

1.一种用于进行并流和错流蒸气-液体接触的装置，所述装置包括：

多个级，每个级具有至少一个接触模块和至少一个接收盘；

所述接触模块包括液体分配器和除雾器，所述液体分配器具有靠近接触体积的出口，所述除雾器具有靠近所述接触体积的入口表面和高于所述接收盘的出口表面；并且

所述接收盘具有穿孔基座，所述接收盘低于所述除雾器的所述出口表面。

2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括与所述接收盘和下级液体分配器流体连通的至少一条管道。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述管道与所述液体分配器分开，并且所述管道具有与所述接收盘流体连通的上端以及下端，其中每条管道的所述下端与单独的下级液体分配器流体连通。

4.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括位于所述除雾器和所述液体分配器之间的接触体积，并且所述液体分配器具有与所述接触体积流体连通的出口，并且所述除雾器的所述入口表面与所述接触体积流体连通。

5.根据权利要求1所述的装置，其中蒸气穿过所述基座中的穿孔进入所述接收盘，并且液体穿过所述管道离开所述接收盘。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述接收盘位于针对级上的液体流的所述接触模块的下游。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述级中的至少一个级的所述接触模块相对于所述级中的另一个级的所述接触模块旋转。

8.一种用于蒸气-液体接触的方法，所述方法包括以下步骤：

使蒸气向上传递进入接触体积；

引导液体穿过第一液体分配器的出口进入所述接触体积；

将所述液体夹带在所述蒸气中以并流地流入除雾器中；

在所述除雾器中将所述液体与所述蒸气分离；

将离开所述除雾器的分离液体流递送到穿孔接收盘；

使第二蒸气流穿过所述接收盘中的穿孔向上传递，以与所述分离液体流交叉接触；以及

将来自所述除雾器和来自所述接收盘的分离蒸气流传递到上级接触体积和上级接收盘的穿孔基座。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括使所述接收盘上的液体与向上传递穿过穿孔的所述蒸气接触，以及在蒸气进入所述上级接触体积和上级接收盘的穿孔基座中之前将所述液体与所述接收盘上方的所述蒸气分离。

10.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括将来自所述接收盘的所述液体传递穿过至少一条管道，所述至少一条管道将所述液体引导至下级液体分配器中。

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