CN101765454A - 流体分配系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过散堆填料(PA)或其他规整填料分配例如有机溶剂、水、水盐溶液、碱液或酸的流体的系统，其中流体优选地以相对于包含例如SO3或有毒物质的气体逆流或同流的方式从顶部滴到底部，该系统包括至少一个分配器元件(1)，流体从该分配器元件通过开口被引入分配器通道(2)，使得在分配器通道(2)中在开口的下方获得指定的流体水平(FP)，其中流体借助引导构件(5)从分配器通道(2)通过分配器通道(2)的下端(4)处的指定宽度的至少一个出口缝隙(3)被排出到填料(PA)，其中分配器构件(1)构成压力导管，流体从该压力导管通过喷嘴(6)被排到形成在流体水平(FP)上方的分配器通道(2)的基本上封闭的但可通风的室(7)中，该室中可以保持对应于存在于容纳填料(PA)的容器中的压力的压力。

Description

流体分配系统
技术领域
本发明涉及一种通过散堆填料或规整填料(random or structuredpacking)用来分配例如有机溶剂、水、水盐溶液、碱液或酸的流体的系统，其中流体优选地以相对于包含例如SO3或有毒物质的气体逆流或同流的方式从顶部滴到底部，该系统包括至少一个分配装置，流体从该分配装置通过开口被引入分配器通道中，使得在分配器通道中在开口的下方获得指定的流体水平，其中流体借助引导装置从分配器通道通过分配器通道的下端处的指定宽度的至少一个出口狭缝被排出到填充床。
背景技术
在一种已知的管式灌溉系统(irrigation system)中，具有以一定角度向上指向的许多孔的多个管从主分配器管延伸，酸通过这些孔径向排出。通过连接到管的挡板，这些射流被向下引入到填充床中。
这种系统用于例如在填料塔中逆流吸收硫酸中的SO3或水蒸汽。在例如圆柱形容器的头部中，吸收体酸通过灌溉系统被均匀地分配在设备横截面上，并且从顶部到底部滴流穿过填充床。滴流的酸从逆流流到顶部的气体中吸收SO3，酸浓度因此升高，或者吸收水，由此酸被稀释。在标准配置中，吸收器构成构造为逆流设备的填料塔，其壳体分为三个区域：下部由具有酸出口的水仓形成，中部例如在支撑格栅上包含填充床，由位于床的顶部的灌溉系统均匀分配的酸穿过该填充床向下滴流。灌溉系统酸入口和气体出口位于填充床上方。这种系统的已知问题是气体出口面积的减小，这导致气体速度的不希望的局部增加，并且因此造成酸微滴或雾的夹带。
从US 2004/0182013 Al已知一种分配器系统，其中流体从顶部处的分配器槽开口的侧壁中的多个开口无压力地排出，并且通过横向向下弯曲的网状结构被引导到下滴落边缘，其中网状结构穿过形成节流阀的分配器通道。这种装置在一方面产生夹带细的酸微滴和雾的问题，并且在另一方面产生由分配器槽和网状结构组成的单个分配器构件要求不希望地高的空间的问题，这导致可用于气体流的区域的减小。
从US 5906773已知一种液体分配器系统，其中液体从分配器槽被引导到倾斜的挡板表面5上，该分配器槽在壁中包括以一定距离上下布置且通到竖直引导管中的两个开口，在该挡板表面上形成堰(weir)，该堰将促进液体的进一步分配。然后，流体通过竖直引导板7流到填充器填料的表面上。撇开这些分配器构件的空间要求，同样存在夹带流体微滴或雾的问题。
US 6575437 B2中公开了逆流塔的一种类似配置，其中液体通过相对于分配器槽横向布置的挡板而作为薄膜并且没有压力地被传送到填料上。
在从US 5439620 A已知的分配器管中，流体从其上表面中的开口出现并且流经横向布置在分配器管的引导表面而达到填料的表面，该引导表面具有锯齿状滴流边缘。不能肯定地保证流体沿分配器管的长度的希望的均匀分配。在这里，另一问题是压力的精确控制以避免液体从开口喷溅。
发明内容
本发明的目的是以小的构造工作实现流体在整个填料横截面上的相当均匀的分布，同时最小化被气体流夹带的流体微滴或雾的量。
在如上所述的设备中，由构成压力导管的分配器元件实现这个目的，流体从该分配器元件通过喷嘴被排出到形成在流体水平上方的分配器通道的基本封闭的但可通风的室中，在该室中可维持对应于存在于容纳填料的容器中的压力的压力。
这样，实现了当流体从喷嘴出现时产生的流体微滴或雾被俘获在基本上封闭的分配器通道中并且不变为气相。结果，气体的流动速度可以增加并且塔的直径因此可减小，这导致成本的节省。流体从喷嘴的不均匀排放由形成在分配器通道中的流体水平并且由沿分配器构件的整个长度与分配器通道邻接的引导构件补偿。结果，均匀控制的流体膜被引导到填料上。
在本发明的特别有利的方面，设置成分配器通道在下方邻接分配器元件，并且其宽度不会显著超过分配器元件的直径。这样，填充器填料的流体入口处的自由区域被最大化以便逆流流动的气体的通过。特定的酸入口与每平方米填充器填料的比达到10倍高，优选地2到3倍高，相比于其它喷淋系统。
优选地，分配器构件的喷嘴在流体水平上方以一定角度向下通到分配器通道，使得流体射流冲击在分配器通道的侧壁上。这促进沿分配器通道的长度更均匀地供应流体。
为进一步防止产生不希望的流体微粒或雾，例如可构成引导板的引导构件延伸到填充器填料中，例如向下延伸到大约100mm的深度。
为了通过避免酸微粒不希望地转到气体流而均匀分配流体，有利的是，分配器通道中的流体水平维持在出口狭槽上方大约10和100mm之间，优选地在大约15和80mm之间。
分配器通道的出口狭槽的宽度例如在大约3和20mm之间，优选地在大约5和15mm之间。
所用的分配器元件(多个该分配器元件可以以彼此离开一定距离的方式布置在填充器填料的上方)优选地具有在大约30和300mm之间的直径，更优选地该直径在大约50和250mm之间。
在实际中，优选地选择操作状态使得在大约0.2和6巴之间，优选地在大约0.5和1巴之间的过压存在于分配器元件中。
根据本发明，通风装置可以布置在分配器通道的室中，以便避免压力的不希望的增加和流体从出口狭槽喷溅出。
也有利的是，分配器通道向下渐缩。
本发明的系统可以例如用于反应器，在该反应器中，流体在填料上滴流。
附图说明
从实施例和附图的以下描述可得到本发明的另外的目的、特征、优点和可能的应用。描述和/或示出的所有特征自身或以任何组合形成本发明的主题，也与它们包括在单个权利要求中或它们的回引无关。
图1通过例子的方式示意性地示出布置在填充器填料(fillerpacking)上方的流体分配器的竖直截面，该流体分配器由分配器构件、分配器通道和引导构件组成，多个流体分配器可布置成彼此离开一定距离且彼此平行以便形成根据本发明的整个喷淋系统。
图2示意性地示出具有根据本发明的流体分配器的填料塔的顶视图。
具体实施方式
图中示出的流体分配器包括构成管状压力导管的分配器构件1，该分配器构件优选地布置成平行于填料(packing)PA的表面。分配器构件1必须被供应有要被分配在填料PA上的流体，使得在该分配器构件中存在大约0.2和6巴之间，优选地大约0.4和4巴之间的过压。
在横截面不增加的情况下，分配器通道2在向下的方向上邻接分配器构件1。在其下部锥形端部4，分配器通道2具有用于积聚在分配器通道2中达到水平FP的流体的、大体上沿其整个长度延伸的出口缝隙3，该流体通过沿分配器构件1的长度分布的喷嘴6被喷到封闭的室7中，该封闭的室形成在流体水平FP上方并且由流体水平FP且由分配器通道和分配器构件的壁限定。操作该系统使得流体水平FP维持在最大值FPmax(例如，大约100mm)和最小值FPmin(例如，大约20mm)之间。
喷嘴6以一定角度布置，使得流体的喷射首先冲击在分配器通道2的侧壁上。形成的流体微滴或雾不能被转到逆流气体，而是被俘获在流体水平并且因此在室7内。在图中，以例子的方式示出喷嘴的一个方向；喷嘴当然也可以指向其他侧壁。交替喷嘴位置或沿不同方向的双喷嘴也是可能的。同样，喷嘴不需要径向布置，而是可以切向布置或沿其他方向指向。
在室7中，维持近似对应于填料塔中的压力的压力。通过该结构构造和压力状态，可以保证均匀的流体膜从出口缝隙3出现并且避免填充器填料PA的不希望的泛滥(flooding)。借助其下端，在出口缝隙3的下方邻接的板形引导构件5向下伸入填充器填料PA中达到大约100mm，例如，使得在这点处同样避免流体微滴或雾的不希望的形成。在实际操作中，流体水平FP可以例如位于大约10和100mm之间，优选地在大约20和70mm之间，出口缝隙3的宽度可以在大约3和20mm之间，优选地在大约8和10mm之间，并且分配器构件1的直径可以在大约30和300mm之间，优选地在大约50和250mm之间。
为了在室7中维持希望的压力，该室可以配备有通风装置，并且特别优选地配备有溢流导管，使得当供应太多流体时不会积累压力。
在不离开本发明的实际思想的情况下，室或其侧壁可配置成不同于图1，即从室排出相当未受干扰的流体流并且将相当紧密的流体流传送到填充器上。
特别地，该壁可具有对称的、锥形的、直的或特殊的形状。同样，引导构件5不需要竖直突出到填料平面中，而也可以是成角度的。此外，可以使用不只一个，而是多个出口缝隙，并且特别地也使用沿不同方向指向的多个引导构件。
出口缝隙同样不需要是倾斜的，而是特别地可以直接向下地或横向地敞开。
如通过例子的方式在图2中示出的，在填料PA的上方并排布置多个(这里是四个)分配器构件1，以便在整个塔横截面上均匀分配流体。分配器构件1通过共用供应导管8被供应有硫酸。
在本发明的特别方面中，喷嘴6可具有不均一的直径或形状，而是根据离开供应导管的距离的不同直径。
附图标记清单
1    分配器构件
2    分配器通道
3    出口缝隙
4    锥形端部
5    引导构件
6    喷嘴
7    室
8    供应导管
FP   流体水平
PA   填料

Claims (12)

1.一种用于通过填充器填料(PA)或其他规整填料分配例如有机溶剂、水、水盐溶液、碱液或酸的流体的系统，其中流体优选地以相对于包含例如SO3或有毒物质的气体逆流或同流的方式而从顶部滴到底部，该系统包括至少一个分配器元件(1)，流体从该分配器元件通过开口被引入分配器通道(2)，使得在分配器通道(2)中在开口的下方获得指定的流体水平(FP)，其中流体借助引导构件(5)从分配器通道(2)通过分配器通道(2)的下端(4)处的指定宽度的至少一个出口狭槽(3)被排出到填充器填料(PA)，其特征在于分配器构件(1)构成压力导管，流体从该压力导管通过喷嘴(6)被排到形成在流体水平(FP)上方的分配器通道(2)的基本上封闭的但可通风的室(7)中，在该室中能够维持对应于存在于容纳填料(PA)的容器中的压力的压力。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，分配器通道(2)在下方邻接分配器构件(1)，并且分配器通道(2)的宽度不会显著地超过分配器构件(1)的直径。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，分配器构件(1)的喷嘴(6)在流体水平(FP)上方以一角度向下通到分配器通道(2)。
4.根据前述权利要求的任一权利要求所述的系统，其特征在于，引导构件(5)突出到填料(PA)中，例如向下突出到大约100mm。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，引导构件(5)构成引导板，该引导板优选地沿分配器通道(2)的整个长度延伸。
6.根据前述权利要求的任一权利要求所述的系统，其特征在于，分配器通道中的流体水平(FP)位于出口缝槽(3)上方大约10和100mm之间，优选地在大约15和80mm之间。
7.根据前述权利要求的任一权利要求所述的系统，其特征在于，出口缝隙(3)的宽度在大约3和20mm之间，优选地在大约5和15mm之间。
8.根据前述权利要求的任一权利要求所述的系统，其特征在于，优选地管状的分配器构件(1)的直径在大约30和300mm之间，优选地在大约50和250mm之间。
9.根据前述权利要求的任一权利要求所述的系统，其特征在于，在操作期间，在大约0.2和6巴之间，优选地在大约0.5和1巴之间的过压存在于分配器构件(1)中。
10.根据前述权利要求的任一权利要求所述的系统，其特征在于，通风装置设置在分配器通道(2)的室(7)中。
11.根据前述权利要求的任一权利要求所述的系统，其特征在于，分配器通道(2)向下渐缩。
12.根据权利要求1到11的任一权利要求的系统在反应器中的使用，在该反应器中，流体在填料上方滴流。
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