CN1256166A - 填料塔的液体分布器 - Google Patents

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Abstract

一种用于填料塔(2)的液体分布器(1),包括至少一个管式或槽式分布器元件(11),分布器元件上具有使液体(5)以射流(50)形式流出的流出孔(12),屏板(6)设置在流出孔前方,入射的液体射流(50)在屏板上变形成液膜(51)并流走,屏板为流出孔遮住了上升的气流(4),液体射流(50)入射到屏板(6)上的最大入射角(α)小于60°,优选小于10°。

Description

填料塔的液体分布器
本发明涉及一种液体分布器，特别是用于填料塔的液体分布器，以及具有这种液体分布器的塔。
这种类型的液体分布器在EP 0282753中是已知的，其中，液体从管式或槽式分布器元件的流出孔出来，以射流的形式入射到屏板上，该屏板形成一挡板(在文献中称为导壁)。液体以相对高的速度撞击在屏板上，本身在后者上分布成抛物线形状的膜。这种液体分布器用于填料塔，在这种塔中气体与液体逆流接触。多个平行的分布器元件将上升的气体再分为多个支流。屏板的滴落边缘设置在分布器元件的下方的气流滞留区内。
物质交换过程可以在装有“湍流填料”的分离塔中进行(请参看EP0418 338＝p.6332)，在这种物质交换过程中，气体和液体的非常大的体积或质量流量是可能的。然而，这种大流量存在如下问题：入射到屏板上的液体射流产生飞溅，从而释放出细的液滴。这些液滴在气体空间的下落相当缓慢，并被滴落边缘区域的上升气体所夹带。通过物质交换所能达到的分离效率受到损害。因此，本发明的一个目的是提供一种填料塔的液体分布器，由于形成飞溅所引起的上述问题被消除或至少得到抑制。这一目的是通过具有权利要求1的特征的液体分布器所满足的。
用于填料塔的液体分布器包括至少一个管式或槽式分布器元件，该元件具有使液体以射流形式流出的流出孔。屏板设置在流出孔的前方，入射的射流液体在屏板上变形为液膜后流走。流出孔屏板挡住了上升的气流。当液体流出量最大时，液体射流以小于60°，优选小于10°的角度入射到屏板上。
本发明的液体分布器当然可以用于装有规整填料而非“湍流填料”的塔中，例如具有“交错通道结构”的填料(波纹板垂直薄片的填料，只形成敞***错通道，请参看如EP 0070917＝P.5638)。作为填料还考虑了填料体的注入。除物质交换外，当然还可以进行气流与液流之间的热量交换。
从属权利要求2-6涉及本发明液体分布器的优选方案。权利要求7的主题是具有本发明液体分布器的塔。EP 0282753中已知分布器的另一问题也通过本发明液体分布器得到解决。由于挡壁的非对称结构，气流中的流动关系在滴落边缘是不利的，也就是说，由于横向流动，在滴落加沿能形成不稳定的液膜。根据气体的加入，喷出的液滴或多或少被向上带起走。
在下面将参照附图进行描述，其中：
图1是有填料和液体分布器的塔的纵剖图，
图2a，b是本发明液体分布器的分布器元件中流动关系的详细情况，
图3-5是这种分布器元件的三种实施方案，
图6是本发明液体分布器的带状屏板部分，
图7是另一实施方案。
图1所示塔2中装有液体分布器1和填料3。在塔2中，气体4沿填料3上方的液体分布器1的分布器元件11向上流动，因此，被分成多股支流40′、40″，接下来它们形成支流40。分布器元件11经供应管线20和预分布器10接受液体5。
在图2a中，示出了分布器11的流出孔12周围的剖面。流出孔12位于斜侧壁13上。侧壁13通常是垂直的；因此，从垂直方向度量的角度β等于零。液体5通过孔12沿方向15流出，然后，形成自由射流50，其中心线50′由于重力而弯曲，并沿方向50″入射到设置在孔12前方的屏板6上。在这里，假设屏板6的入射区域60是平的。以点划线表示的线8、8′、8″是平行的，平行于入射区域60的平面。入射角α是直线50″和8′的夹角，比直线8″和出流方向15之间的夹角α′稍小。入射到屏板6上的液体射流50变形成液膜51，并流走。由于入射，飞溅出小液滴55。入射角度α越小，形成的游离液滴55的量越少。在现有技术中射流50垂直地入射(α＝90°)到屏板上，垂直地升起大量的飞溅。如果按照本发明，入射角度α小于60°，则不利的飞溅能大量减少。
屏板6固定在分布器元件11的带形区域61上，实际上，是以这样一种方式：阻止气流通过，因此，为流出孔12遮去了上升的气流4。
参看图2b，屏板6经闭合的导壁64连续到滴落边缘62，在该边缘，液膜51以液滴52、53的形式下落，或以连续膜继续下落。滴落边缘62水平取向，可以形成直线或锯齿形。滴落边缘62位于气流4的滞留区域。在该区域，液体5的滴落不受气体4的大的影响。带形区域63基本上为垂直平面，直接位于边缘62上方。
在入射区域60形成的液滴55向下降落，在滞留区42附近被气流40′向上带走，并在支流40中继续输送(参看图1)。按本发明的测量结果，向上输送的液滴55的量非常少，实际上不再令人担心了。
小的入射角α使液膜在屏板6上以抛物线延伸，使液体射流50的动量的作用减少。因此，最大和最小抛物线之间的宽度差较少。这一事实有利于分布器的设计。
图3示出了槽式分布器元件11的横截面。屏板6呈S形曲线，即在曲线、垂直和与射流平行的部分上有一转折点。这一曲线可以整体或部分由牵引曲线(tractor curve)形成。在液体射流50入射到屏板6上的区域60，S形曲线是向下弯曲的。在这里曲率基本上为常数。入射区60是这样成型的：射流50接近切线地入射到屏板6上。屏板6的上部61通过螺丝16固定。
屏板6向内弯曲，即弯曲到分布器元件11下方，与已知的分布器相比，在滴落边缘62处，液膜51受向相反方向流动的气体4的扰动小得多。在已知的分布器中，导向表面64垂直设计，呈平面。向下流动的液膜保持稳定；不会有液滴掉下并被气流向上夹带。与已知的分布器相比，本发明的分布器可以在较高的气体负荷下使用。
参看图4，在该实施方案中，屏板6两侧的滞留区42提供了附加的裙板71和76，利用这些裙板有利地影响气流。屏板6是焊接(点焊)或低温焊在分布器元件11上。
分布器元件11和屏板6有利地这样成型：在滞留区42附近，由滴落边缘62形成的支流40′、40″—参看图1和2b—互之间以及相对于垂直平面基本上镜面对称。为了实现这一目的，分布器元件11在下部用斜壁14形成楔形，如图5所示。
按照本发明，每个液体分布器1的屏板6具有一结构贯穿槽640和/或孔630，以有利地影响液膜51，如图6所示。滴落边缘62上可以提供齿620。
图7是另一示例方案，以弯曲的方式形成裙6′、71′，以影响流动。流出孔12设置在分布器元件11的侧壁13的倾斜部分，与图2a所示情况一样。在这一方案中，包括屏板6的分布器元件11形成上升气体的阻挡物，与下部流动阻力有关，与图3-5的所示实施例不同。

Claims (10)

1、一种液体分布器(1)，特别是用于填料塔(2)的液体分布器，包括至少一个式管或槽式分布器元件(11)，分布器元件上具有使液体(5)以射流(50)形式流出的流出孔(12)，以及包括设置在流出孔前方的屏板(6)，入射的液体射流(50)在屏板上变形成液膜(51)并流走，屏板为流出孔遮住了上升的气流(4)，其特征在于液体射流(50)入射到屏板(6)上的的最大入射角(α)小于60°，优选小于10°。
2、权利要求1的液体分布器，其特征在于每一块屏板(6)在垂直和平行于射流部分上具有S形曲线；也可使整个或部分呈牵引曲线；S形曲线向下弯曲，在液体射流入射到屏板的区域(60)具有基本恒定的曲率。
3、权利要求2的液体分布器，其特征在于入射区域(60)是这样成型的：射流接近切线地入射到屏板(6)上。
4、权利要求1-3之一的液体分布器，其特征在于屏板(6)具有水平取向的滴落边缘(62)，形成直线或锯齿形。
5、权利要求4的液体分布器，其特征在于基本上位于垂直平面内的带形区(63)直接提供在滴落边缘(62)上方。
6、权利要求1-5之一的液体分布器，其特征在于每一屏板(6)具有一结构贯穿槽(640)和/或孔(630)以影响液膜(51)。
7、具有权利要求1-6之一的液体分布器(1)的塔(2)，其特征在于多个平行的液体分布器元件(11)将上升气流(4)分成多股支流(40′、40″、40)，因此在分布器元件下方形成滞留区域(42)；屏板(6)的滴落边缘(62)设置在滞留区域内。
8、权利要求7的塔，其特征在于分布器元件(11)和屏板(6)是这样成型的：在滞留区附近，产生的各支流(40′、40″)相互之间和相对于通过滴落边缘(62)的垂直平面镜面对称。
9、权利要求7或8的塔，其特征在于在屏板(6)两侧的滞留区(42)提供附加的裙板(71′、76′)，以地影响气流(4)。
10、权利要求7-9之一的塔，其特征在于分布器(1)设置在规整填料(3)上方，这种填料特别是“湍流填料”或具有“交错通道结构”的填料。
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