CN103442786A - 分离柱中的护罩 - Google Patents

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Abstract

一种用于在质量传递柱中分配液体的液体分配器和方法，分配器包括：至少一个立管，其包括至少一个立管壁，至少一个立管壁沿质量传递柱的第一方向从分配器的第一表面延伸；至少一个护罩，该至少一个护罩从分配器的与第一表面相对的第二表面延伸，并且沿与第一方向相反的第二方向延伸；以及至少一个液体分配孔口，其从分配器的第一表面延伸通过分配器的第二表面，至少一个护罩具有沿第二方向延伸的长度，其使得在至少一个护罩和填料之间产生间隙，在护罩和填料之间的间隙的高度为大约10mm至75mm。

Description

分离柱中的护罩
背景技术
为了在质量传递柱(例如，空气分离柱)中实现高效率，非常确定的是，在填料床中均匀地分配液体是关键的。均匀地分配液体使得在填料床中高效地传递质量。因而，设计质量传递柱和装置以促进液体的均匀分配是行业标准。
为了说明目的，在图1中示出传统的质量传递柱区段100，其使用液体和蒸气的逆流来传递质量。液体由于重力而沿着质量传递柱落下，而蒸气则由于沿着柱区段的长度建立的压力梯度而沿着质量传递柱上升。结果是在柱的内部进行质量传递。
典型的质量传递柱(诸如空气分离柱)分成多个区或区段102，其中，质量传递装置(诸如例如填料床或填料104)从底部约束各个区或区段102而液体分配器110例如从顶部约束各个区或区段102。在填料104和分配器110之间，在液体分配器110的底表面126和填料104的顶表面106之间有空间或间隔108，在那里，蒸气120从填料104向上上升，而液体116从液体分配器110自由地下落。
典型的液体分配器110包含用于蒸气和液体收集和分配的蒸气通道和液体通道两者。蒸气通道使上升的蒸气120通过液体分配器110而传送到下一个柱区段(未显示)中。液体收集器(未显示)位于液体分配器110的顶部上。液体收集器和液体分配器110典型地设计成使液体116保持期望的液位，以及在液体分配器110的表面上且因此在柱横截面积上提供期望的(通常均匀的)液体分配。液体分配器110的目的是将液体116均匀地分配在填料表面106上。一系列液体分配孔口或孔114置于液体分配器110中以便液体116在静液压力下穿过。液体分配孔口或孔114可具有相同或不同的直径，这取决于质量传递柱大小、特定的区或区段设计、液体分配器表面上的位置等。另外，液体分配孔口或孔114可布置成规则或不规则的阵列。液体分配孔口或孔114可置于分配器本体的底部或槽竖壁处等。
液滴流118在传送通过液体分配器110的液体分配孔口或孔114之后形成，并且液滴流118从液体分配器110下落通过间隔108，从而产生液滴流118或液体流。一般而言，产生的液体流或液滴118可在大小上有变化，并且可具有不同的初始速度。液滴大小由液体分配孔口或孔114的直径、液体初始速度和液体物理属性(密度、粘度等)限定。液体初始速度由液体分配孔口或孔114的数量、液体分配孔口或孔114的直径和液体116在液体分配器110上方的液位限定。液滴118在间隔108中逆着上升蒸气120自由地下落。
填料或填料床104设计成接收来自液体分配器110的液体116，以及将上升蒸气流120均匀地分配在柱横截面102上。因此，可假设上升蒸气120均匀地上升到液体分配器110，在那里，上升蒸气120分成穿透布置在液体分配器110的表面上的开放区域的一系列的流，开放区域在下文中被称为立管区域、立管孔口或立管112。立管壁113阻止收集在液体分配器110中的液体向下流过立管112。
但是，上升蒸气120分成一系列流可能不均匀，而且这主要取决于立管112的开放区域、几何构造和位置。如图2中示出的那样，随着蒸气流120上升通过间隔108，蒸气流120开始加速，转向立管112的开放区域，在那里，蒸气流120可泄漏到例如下一个柱区段中。这些转向的蒸气流122在下落的液体流或液滴118上产生指向立管112的开放区域的中心的力。在传统柱区段102中，在液滴118离开液体分配器110进入到间隔108中时，下落的液体或液滴118可经历上升的转向蒸气流122产生的力的影响。转向蒸气流122和下落液滴118之间的相互作用会影响下落液滴118的预计轨迹(即，通过使下落液滴118偏移)。下落液滴118的预计轨迹并且因而液滴118在填料表面106上的预计目标(一个或多个)的任何显著变化都可导致分配不均和质量传递柱区段100的性能低劣。
作用于液滴上的力在不同的立管附近可为不同的，因为蒸气流可如上面提到的那样不同地分开。典型地，上升蒸气在填料表面的顶部和液体分配器的下侧之间的空间(即间隔)中开始分成不同的流。液滴轨迹将取决于液滴质量、其初始速度、液体分配孔口或孔相对于立管边缘的位置，以及受液滴影响的驻留时间(即，液滴118在间隔108中受来自转向蒸气流122的力的影响的时间)。
如果液滴在间隔的最顶部处经受来自转向蒸气流的力，以及/或者如果液滴在定位成接近立管边缘的液体分配孔口或孔处形成，则液滴可相对于期望下落位置显著地偏移。另外，随着蒸气和液体通过量在质量传递柱中的提高，液滴偏移将增大。
有几种最大程度地减少液体在质量传递柱中的偏移的方式。最大程度地减少液体在质量传递柱中的偏移的第一种方式是最大程度地减小液体分配器110的底表面126和填料104的顶表面106之间的间隔108。具有较小的间隔会使下落液体在那个间隔中的受影响的液滴驻留时间(ADRT)更短，因此，可使在填料表面处相对于期望下落位置的总液体偏移较少。受影响的液滴驻留时间(ADRT)通过用其中液滴受到转向蒸气流的影响的间隔(H AFFECTED )除以平均液滴速度(V AVEDROPLET )来计算：
ADRT = h Affected /V AveDROPLET 。
不幸的是，由于与质量传递装置和液体分配器的制造有关的多种不同的因素的原因，最大程度地减小间隔往往有限。
最大程度地减少液体在质量传递柱中的偏移的第二种方式是降低蒸气流率。这个选择可大大影响使液体流偏移的力，如图3中显示的那样，但是，这个选择可为不合乎需要的，尤其是当对分离产物的需求高，并且质量传递柱被迫以其最大容量运行时。
最大程度地减少液体在质量传递柱中的偏移的第三种方式是通过在增加立管开放区域的同时使蒸气流率保持恒定，来降低上升蒸气在立管的内部的速度。此方法对水平液体流使用较少空间，从而产生较狭窄的液体槽，在槽中具有较高的液体速度，并且因此，此方法可影响液体分配器的顶部处的液体分配。液体在分配器槽中分配不佳将导致液体在填料表面处更加分配不均。另外，狭窄的槽可要求将成排的液体分配孔口或孔定位成更接近立管的边缘。这样定位液体分配孔口或孔可导致液体流偏移增加，并且因此可使液体在填料表面上的分配更不均匀。
最大程度地减少液体在质量传递柱中的偏移的第四种方式是提高液体的液滴大小，以及提高液滴初始速度。这两种方法是相互独立的。事实上，提高液滴大小需要直径较大的液体分配孔口或孔，这本身可降低液体在液体分配器上方的液位，从而导致间隔中的初始液滴速度降低。虽然提高液体分配孔口或孔的大小，以及通过减少液体分配器110上的液体分配孔口或孔114的数量来使液体在液体分配器上方的液位保持恒定是可行的，但这可导致液体分配器设计具有过少孔口或孔114，这本身可影响液体在填料表面上的分配均匀性，以及质量传递柱的整体效率。简单地提高液体液位来提高液体初始速度可影响柱设计(即，迫使柱高度增加)。典型地，这个选择在大多数情况下也是不合需要的。
例如在以下公开中可找到传统的液体分配器设计：美国专利No.6,293,526；No.6,059,272；No.6,395,139；No.5,785,900；No.5,132,055；No.5,868,970；No.6,086,055；以及EP 0972551；和WO 02/083260。
对与在质量传递装置表面或所谓的填料表面上均匀地分配液体相关联的问题的公开和论述略微有限。这可能是因为众所周知但不正确的假设或信念，即，如果液体在液体离开液体分配器的点处均匀地分配，则液体将均匀地分配在质量传递装置或填料的表面上。通常假设液体分配器上的孔的均匀分配在质量传递装置表面处即，液体在那里进入填料表面)提供相同的均匀的液体分配。
例如，在之前的公开中可找到对不同的孔口尺寸及其推荐位置的公开。例如，美国专利No. 6,293,526提出一种筛网组件，其置于液体分配孔口的前面，液体通过液体分配孔口从分配器中排出。针对具有侧部液体射流的分配器提出该筛网设计。液体射流撞击在筛网或所谓的挡板上，并且在挡板表面上形成喷射液体的液体层。液体层沿着挡板表面滑动，并且滴落到定位在下面的填料表面上。美国专利No. 6,293,526提议了较好的挡板倾角，其最大程度地减少液体喷溅，以及在上升蒸气中可被向上传送的液滴的量两者。
美国专利No. 6,293,526提出的挡板的端部位于蒸气停滞区中，因而，挡板长度短，并且不突出足够地远而通过分配器和填料表面之间的间隔。美国专利No. 6,293,526的挡板短，因为发明人仅有教导人们使用提出的挡板来最大程度地减少液体喷溅和喷射液体的薄液体层在挡板表面上的形成的动机，而不是像本文公开的那样最大程度地减少液体偏移。
因而，本领域中需要一种改进的柱区段设计和相关联的使用方法，该柱区段设计容许通过最大程度地减少液体在填料表面上的分配不均，来在生产率高的情况下保持质量传递柱的性能。对于不同的柱区，这样的方法和设计将阻止液滴在液体分配器和填料表面之间的空间中偏移。
发明内容
通过提供有利于在质量传递装置的表面上特别是在空气分离柱(其中，下落液体的均匀分配是关键的，并且对分离装置的效率具有显著影响)中进行液体分配的系统和方法两者，公开的实施例满足了本领域中的需要。本发明的各方面适用于所有类型的分配器，但特别有益于例如槽式分配器和板式分配器。最大程度地减少液体在液滴受到上升蒸气流尤其是转向蒸气的影响的区中的驻留时间有助于减少液滴在质量传递装置上相对于它们的预计位置的偏移。
在一个实施例中，公开一种用于在质量传递柱中分配液体的液体分配器，包括：至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，至少一个立管壁沿质量传递柱的第一方向从液体分配器的第一表面延伸；至少一个护罩，其中，该至少一个护罩从液体分配器的与第一表面相对的第二表面延伸，并且沿质量传递柱的与第一方向相反的第二方向延伸；以及至少一个液体分配孔口，其从液体分配器的第一表面延伸通过液体分配器的第二表面，其中，至少一个护罩具有沿第二方向延伸的长度，其使得在至少一个护罩和填料之间产生间隙，以及其中，在护罩和填料之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm。
在另一个实施例中，公开一种用于在质量传递柱中分配液体的方法，包括以下步骤：将液体引入到质量传递柱的上部部分中；将至少一个质量传递柱区段定位在质量传递柱内；将液体分配器定位在至少一个质量传递柱区段内，以接收向下流动的液体流和向上流动的蒸气流，液体分配器包括：(i)至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，至少一个立管壁从液体分配器的第一表面向上延伸；(ii)至少一个护罩，其中。至少一个护罩从液体分配器的与第一表面相对的第二表面延伸，并且向下延伸；以及(iii)至少一个液体分配孔口，其从液体分配器的第一表面延伸通过液体分配器的第二表面，其中，至少一个护罩具有向下延伸的长度，其使得在至少一个护罩和定位在质量传递柱中的液体分配器下面的填料之间产生间隙，以及其中，在护罩和填料之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm；在液体分配器的第一表面上收集来自质量传递柱的上部部分的向下流动的液体流；将来自质量传递柱的下部部分的向上流动的蒸气流传送通过液体分配器的立管；以及将来自液体分配器中的至少一个液体分配孔口的向下流动的液体流分配到填料上。
附图说明
当结合附图来阅读时，可更好地理解前述概述以及示例性实施例的以下详细描述。为了示出实施例，在图中显示示例性结构；但是，本发明不限于公开的具体方法和手段。在图中：
图1是传统质量传递柱区段的横截面图；
图2是图1的传统质量传递柱区段的截面图；
图3是示出液滴偏移随蒸气和液体速度变化的图示；
图4是根据本发明的一个实施例的质量传递柱区段的截面图；
图5是根据本发明的一个实施例的质量传递柱区段的截面图；
图6A是根据本发明的一个实施例的液体分配器的横截面图；
图6B是根据本发明的一个实施例的液体分配器的横截面图；
图6C是根据本发明的一个实施例的液体分配器的横截面图；
图7是根据本发明的一方面的液体分配器的透视图；
图8是示出在结合了护罩和没有结合护罩的情况下，在多种相对蒸气速度变化下的液体偏移的图示；以及
图9是示出在护罩和填料表面之间具有不同间隙的情况下，在多种相对蒸气速度变化下的液体偏移的图示。
具体实施方式
本发明的各方面涉及在质量传递装置的表面上面分配液体，特别是对于其中下落液体的均匀分配是关键的，并且可显著地影响装置效率的分离柱。大体上，公开的各方面适用于所有类型的分配器，但特别有益于槽式和板式分配器设计。本发明的各方面尤其可用于最大程度地减少液体在填料表面上的分配不均。另外，本发明的各方面可在使用了高密度孔型式(例如，每平方米的质量传递装置面积超过200个孔)时特别有用。最后，本发明的各方面可在使用了高容量填料，并且因此在质量传递装置中存在高蒸气流率时特别有用。
图4示出根据本发明的一个实施例的示例性质量传递柱区段400的截面图。质量传递柱区段400的截面图包括质量传递柱402的外壁。填料404从底部约束质量传递柱区段400，并且液体分配器410从顶部约束质量传递柱区段400。在填料404和液体分配器410之间的是间隔408，在那里，蒸气流420向上上升通过填料404，而液体416则从液体分配器410下落。液体收集器(未显示)可位于液体分配器410的顶部上。液体收集器和液体分配器410典型地设计成使液体416保持期望的液位，以及在液体分配器410的表面上提供期望的(通常均匀的)液体分配。一系列液体分配孔口或孔414定位在液体分配器410中，以便液体416在静液压力下穿过。液体分配孔口或孔414可具有相同或不同的直径，这取决于质量传递柱大小、特定的区或区段设计、液体分配器表面上的位置等。另外，液体分配孔口或孔414可布置成规则或不规则的阵列。液体分配孔口或孔414可置于分配器本体的底部或槽竖壁等处。
液滴418在液体分配器410的液体分配孔口或孔414处形成，并且液滴418从液体分配器410下落，通过间隔408，从而产生液滴流418或液体流。大体上，产生的液体流或液滴418可在大小上有变化，并且可具有不同的初始速度。液滴418的大小由液体分配孔口或孔414的直径、液体初始速度和液体物理属性(密度、粘度等)限定。
填料404设计成接收来自液体分配器410的液体416，以及将上升蒸气流420均匀地分配在质量传递柱区段400的横截面上。立管412定位在液体分配器410的表面上，以允许上升蒸气流420流过和流到例如下一个质量传递柱区段(未显示)中。
由于发现转向蒸气流422会影响液滴418及其预计轨线，以及因为最大程度地减小填料404和液体分配器410之间的间隔408不总是可行，所以申请人设法迫使上升蒸气流420在更接近填料表面406而非更接近液体分配器410的位置转向。用来实现这个目的的装置应被称为护罩壁或护罩424。
护罩424固定到液体分配器410的底部上，其中，护罩424沿与上升蒸气流420相反的方向向下延伸。申请人发现，结合护罩424会使上升蒸气流420在较接近填料406的表面的位置处被操纵向立管412的开放区域(即，成为转向蒸气流422)且进一步远离液滴418从液体分配器410中的孔口或孔414进入间隔408的点的位置，如图4中示出的那样。申请人发现，护罩424使护罩424和例如质量传递柱402的外壁(液滴418在这里落下)之间的区域成为蒸气速度低的静压区，从而使转向蒸气流422形成在更接近填料406的表面的位置处。因而，液滴418在不受转向蒸气流422的影响的情况下下落通过间隔408达较长的时段和距离，从而使(1)液滴418的偏移较小，(2)液体416较好地分配；以及(3)质量传递柱区段400的质量传递效率较好。护罩424在液体分配器410的高度下面充分地延伸，以减少受影响的液滴驻留时间(ADRT)。
为了说明，可假设图2的H AFFECTED (或液滴在其中受转向蒸气流的影响的间隔)等于液体分配器110的底表面126和填料104的顶表面106之间的距离，为400 mm，并且平均液滴速度为1米/秒。因而，受影响的液滴驻留时间被计算成0.4秒。在质量传递柱区段400中使用护罩424会显著地减少受影响的液滴驻留时间。如图4中示出的那样，H AFFECTED (或液滴在其中受转向蒸气流的影响的间隔)等于护罩424的底表面428和填料表面406之间的距离。受影响的液滴驻留时间(ADRT)将为0.04秒，其中，H AFFECTED 为40 mm，而平均液滴速度为1米/秒。
通过将护罩424安装在立管412附近，使受影响的液滴驻留时间(ADRT)减少一个数量级，以推迟转向蒸气流422对下落液滴418的影响，从而使液滴418在填料表面406上相对于它们的预计下落位置较小地偏移。
重要的是，在图2和4中示出的示例性质量传递柱区段100、400中，总液体驻留时间的变化很小，并且仅受影响的液滴驻留时间减少。基于间隔108、408的高度(不管护罩424如何)和液滴118、418分别在间隔108、408中的平均速度，来计算总液体驻留时间(TLRT)。
护罩424可定位在立管壁413下面不远处，如图4中示出的那样(即，作为立管壁413的延续)，或者以任何其它适当的方式定位，包括如图5中示出的那样相对于立管壁513偏开。为了说明，图4中示出的护罩424和图5中示出的护罩524具有相同的护罩长度。由于护罩424、524的位置的原因，液滴418、518的偏移可为不同的。在图5中，液体分配孔口或孔514且因此形成液滴518的位置定位成较接近护罩524，并且因此，转向蒸气流522可在液滴518上施加较大的力。同时，在立管512下面的扩大的开放区域可降低转向蒸气流522的速度，并且因此，可减小在液滴518上起作用的力。最终结果可为可接受的偏移，因为受影响的液滴驻留时间(ADRT)仍然小。因而，大体上，护罩524可定位在液体分配孔口或孔514和立管512之间的任何位置。
护罩624可沿着柱的横截面的整个长度延伸，其中，一个护罩624与多个立管612结合起来使用，如图6A中示出的那样。护罩624还可具有包裹在立管612周围的盒形，如图6B中示出的那样。在一些情况下也可使用局部护罩624，如图6C中示出的那样。局部护罩是覆盖特定立管612而不一直延伸跨过柱的护罩624。在一些情况下，可使用图6A至6C中示出的备选方案中的一个或多个的混合。例如，护罩可仅延伸立管的长度，但不包裹在立管的端部周围。在其它情况下，柱设计者可选择使护罩沿着立管延伸，或者使护罩长度缩小到小于立管长度的大小。可使用任何其它合乎需要的和适当的形状/定向的护罩来达到目的。
为了清楚，在说明书中没有特别论述在质量传递柱402、502和602中也存在的质量传递柱102的一些元件的参考标号，但它们可包括在图4至7中。这样的元件将具有分别增加300、400或500的参考标号。例如，关于质量传递柱102，液体分配器由参考标号110标识。参考标号410、510和610分别涉及质量传递柱402、502和602。
示例
使用理论手段和实验手段两者来评价蒸气流对液体轨迹的作用。建立数学模型，以评价液滴在柱区的间隔中的可能偏移。使用计算流体力学(CFD)技术来建立这个模型。使用可商购获得的代码FLUENT来构建该模型。根据蒸气速度来计算液体偏移，如图3中示出的那样。通过使用空气和水所进行实验而获得的结果验证了建型预测。在建模和实验结果之间找到了一致。
如图3和表1中示出的那样，当上升蒸气的蒸气速度较高时，可出现显著的液体偏移。
表1
Figure 2011800697458100002DEST_PATH_IMAGE001
在表1中不包括在相对蒸气速度为78%和相对液体速度为0.7下的液体偏移，因为在这样的相对蒸气和液体速度下，偏移非常大，以至于偏移到同一区段中的其它偏移液体流(来自其它方向)中的液体导致对液体偏移的测量不准确。但是，在相对蒸气速度为78%和相对液体速度为0.7下的液体偏移大于在相对蒸气速度为58%和相对液体速度为0.7下的液体偏移。申请人发现，如果液滴的初始速度提高，则液体偏移可减小。尽管如此，即使在较高的初始液体速度下，液体偏移也非常显著。
例如，当蒸气速度增加大约百分之七十五(75%)时，液滴可从期望的竖直下落位置偏移近36 mm，如图3中示出的那样。图3还示出即使在较低的蒸气速度下也可存在液滴偏移，但由于实际/商业目的，可容忍这种偏移引起的分配不均。
对单个柱区中的液体偏移的评价揭示了，液体偏移的最有影响力的参数是液滴在填料表面和分配器之间的间隔中的驻留时间。但是，如果液滴未经历来自上升蒸气(或者更特别地，转向蒸气流)的显著的力，则驻留时间可能没有那么重要。图3中示出的低流率区域举例说明了这一点。在足够高的蒸气流率下，受影响的液滴驻留时间(ADRT)成为最有影响力的因素，从而随着驻留时间增加使偏移增大。最大程度地减少受影响的液滴驻留时间会帮助最大程度地减少液滴在填料表面上相对于期望位置的偏移。
表2与图8一起示出没有护罩的图3的质量传递柱中的液体偏移和结合了护罩的类似的质量传递柱中的液体偏移的差别，其中，再次，相对液体速度保持恒定，并且相对蒸气速度提高。
表2
Figure 923748DEST_PATH_IMAGE002
如表2和图8中示出的那样，在质量传递柱区段中包括护罩会显著减少柱区段中的液体偏移，从而提高质量传递效率。
“间隙”(即，护罩424的底表面428和填料表面406之间的距离)可根据不同的柱、同一柱中的不同的区，以及甚至根据同一柱区段中的不同的立管而改变。间隙的大小取决于许多因素，包括(但不限于)特定的柱设计、蒸气和液体流率、填料表面和分配器之间的间隔的大小、分配器液体孔口或孔大小、立管位置和尺寸等。大体上，超过75 mm的间隙不那么高效，而且不可提供足够的偏移控制，因为受影响的液滴驻留时间ADRT增加。10 mm或更小的间隙可使转向蒸气流422在护罩424和填料表面406之间的间隙中的速度高。即使计算的受影响的液滴驻留时间(ADRT)小，高速度的转向蒸气流422也可引起不可接受的偏移。10 mm或更小的间隙还可影响蒸气在填料404中的分配均匀性。优选间隙在10 mm和75 mm之间的范围，以及更优选在40 mm和50 mm之间。应选择合适的护罩高度，以适应优选间隙。表3和图9示出不同的大小间隙的液体偏移，其中，相对液体速度保持恒定，并且相对蒸气速度增加。
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表3与图9一起示出由于通过增加护罩的长度来减小间隙，液体偏移也减小，从而改进质量传递柱效率。
虽然已经结合了多个图的优选实施例来描述本发明的各方面，但要理解的是，可使用其它类似的实施例，或者可对描述的实施例进行修改和添加，以执行本发明的相同功能，而不偏离本发明。因此，声明的发明不应限于任何单个实施例，而应在根据所附权利要求的宽度和范围中理解本发明。例如，以下方面也应理解为是本公开的一部分：
第1方面。一种用于在质量传递柱中分配液体的液体分配器，包括：至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，至少一个立管壁沿质量传递柱的第一方向从液体分配器的第一表面延伸；至少一个护罩，其中，该至少一个护罩从液体分配器的与第一表面相对的第二表面延伸，并且沿质量传递柱的与第一方向相反的第二方向延伸；以及至少一个液体分配孔口，其从液体分配器的第一表面延伸通过液体分配器的第二表面，其中，至少一个护罩具有沿第二方向延伸的长度，其使得在至少一个护罩和填料之间产生间隙，以及其中，在护罩和填料之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm。
第2方面。第1方面的液体分配器，其中，质量传递柱是空气分离柱。
第3方面。第1方面或第2方面的液体分配器，其中，填料是结构填料。
第4方面。第1方面至第3方面中的任一方面的液体分配器，其中，在护罩和填料之间的间隙的高度为大约40 mm至50 mm。
第5方面。第1方面至第4方面中的任一方面的液体分配器，其中，至少一个护罩定位成使得至少一个护罩相对于至少一个液体分配孔口和至少一个立管等距离地从第二表面延伸。
第6方面。第1方面至第4方面中的任一方面的液体分配器，其中，至少一个护罩定位成使得至少一个护罩紧邻至少一个立管而从第二表面延伸。
第7方面。第1方面至第6方面中的任一方面的液体分配器，其中，至少一个立管沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向基本延伸跨过质量传递柱的整个横截面，以及其中，至少一个护罩沿第三方向延伸跨过质量传递柱的整个横截面。
第8方面。第1方面至第6方面中的任一方面的液体分配器，其中，至少一个立管沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向基本延伸跨过质量传递柱的整个横截面，以及其中，至少一个护罩沿第三方向基本延伸跨过质量传递柱的整个横截面。
第9方面。一种用于在质量传递柱中分配液体的方法，包括以下步骤：
a. 将液体引入到质量传递柱的上部部分中；
b. 将至少一个质量传递柱区段定位在质量传递柱内；
c. 将液体分配器定位在至少一个质量传递柱区段内，以接收向下流动的液体流和向上流动的蒸气流，液体分配器包括：
i. 至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，至少一个立管壁从液体分配器的第一表面向上延伸；
ii. 至少一个护罩，其中，至少一个护罩从液体分配器的与第一表面相对的第二表面延伸，并且向下延伸；以及
iii. 至少一个液体分配孔口，其从液体分配器的第一表面延伸通过液体分配器的第二表面，
其中，至少一个护罩具有向下延伸的长度，其使得在至少一个护罩和定位在质量传递柱中的液体分配器下面的填料之间产生间隙，以及其中，在护罩和填料之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm，
d. 将来自质量传递柱的上部部分的向下流动的液体流收集到液体分配器的第一表面上；
e. 将来自质量传递柱的下部部分的向上流动的蒸气流传送通过液体分配器的立管；以及
f. 将来自液体分配器中的至少一个液体分配孔口的向下流动的液体流分配到填料上。
第10方面。第9方面的方法，其中，质量传递柱是空气分离柱。
第11方面。第9方面或第10方面的方法，其中，填料是结构填料。
第12方面。第9方面至第11方面中的任一方面的方法，其中，在护罩和填料之间的间隙的高度为大约40 mm至50 mm。
第13方面。第9方面至第11方面中的任一方面的方法，其中，至少一个护罩定位成使得至少一个护罩相对于至少一个液体分配孔口和至少一个立管等距离地从第二表面延伸。
第14方面。第9方面至第12方面中的任一方面的方法，其中，至少一个护罩定位成使得至少一个护罩紧邻至少一个立管而从第二表面延伸。
因此，声明的发明不应限于任何单个实施例或方面，而是应当在根据所附权利要求的宽度和范围中理解本发明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于在质量传递柱中分配液体的液体分配器，包括：
至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，所述至少一个立管壁沿所述质量传递柱的第一方向从所述液体分配器的第一表面延伸；
至少一个护罩，其中，所述至少一个护罩从所述液体分配器的与所述第一表面相对的第二表面延伸，并且沿所述质量传递柱的与所述第一方向相反的第二方向延伸；以及
至少一个液体分配孔口，其从所述液体分配器的所述第一表面延伸通过所述液体分配器的所述第二表面，
其中，所述至少一个护罩具有沿所述第二方向延伸的长度，其使得在所述至少一个护罩和填充物之间产生间隙，以及其中，在所述护罩和所述填充物之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm。
2.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述质量传递柱是空气分离柱。
3.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述填充物是结构填充物。
4.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，在所述护罩和所述填充物之间的间隙的高度为大约40 mm至50 mm。
5.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩相对于所述至少一个液体分配孔口和所述至少一个立管等距地从所述第二表面延伸。
6.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩紧邻所述至少一个立管而从所述第二表面延伸。
7.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个立管沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向基本延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面，以及其中，所述至少一个护罩沿所述第三方向延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面。
8.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个立管沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向基本延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面，以及其中，所述至少一个护罩沿所述第三方向基本延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面。
9.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个液体分配孔口位于所述至少一个护罩和所述质量传递柱的外壁之间。
10.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个液体分配孔口位于所述液体分配器的底部处，并且所述至少一个护罩沿所述第二方向从所述液体分配器的底部延伸。
11.根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述液体分配器包括槽式分配器或板式分配器。
12.一种用于在质量传递柱中分配液体的方法，包括以下步骤：
a.将所述液体引入到所述质量传递柱的上部部分中；
b.将至少一个质量传递柱区段定位在所述质量传递柱内；
c. 将液体分配器定位在所述至少一个质量传递柱区段内，以接收向下流动的液体流和向上流动的蒸气流，所述液体分配器包括：
i. 至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，所述至少一个立管壁从所述液体分配器的第一表面向上延伸；
ii. 至少一个护罩，其中，所述至少一个护罩从所述液体分配器的与所述第一表面相对的第二表面延伸，并且向下延伸；以及
iii. 至少一个液体分配孔口，其从所述液体分配器的所述第一表面延伸通过所述液体分配器的所述第二表面，
其中，所述至少一个护罩具有向下延伸的长度，其使得在所述至少一个护罩和定位在所述质量传递柱中的所述液体分配器下面的填充物之间产生间隙，以及其中，在所述护罩和所述填充物之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm，
d. 在所述液体分配器的所述第一表面上收集来自所述质量传递柱的上部部分的向下流动的液体流；
e. 将来自所述质量传递柱的下部部分的向上流动的蒸气流传送通过所述液体分配器的立管；以及
f. 将来自所述液体分配器中的至少一个液体分配孔口的向下流动的液体流分配到所述填充物上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述质量传递柱是空气分离柱。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述填充物是结构填充物。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述护罩和所述填充物之间的间隙的高度为大约40 mm至50 mm。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩相对于所述至少一个液体分配孔口和所述至少一个立管等距离地从所述第二表面延伸。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩紧邻所述至少一个立管而从所述第二表面延伸。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括：
g. 产生位于所述至少一个护罩和所述质量传递柱的外壁之间的静压力区，所述静压力区比所述至少一个立管具有更低的蒸气速度，并且所述至少一个液体分配孔口位于所述至少一个护罩和所述外壁之间。

Claims (14)

1. 一种用于在质量传递柱中分配液体的液体分配器，包括：
至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，所述至少一个立管壁沿所述质量传递柱的第一方向从所述液体分配器的第一表面延伸；
至少一个护罩，其中，所述至少一个护罩从所述液体分配器的与所述第一表面相对的第二表面延伸，并且沿所述质量传递柱的与所述第一方向相反的第二方向延伸；以及
至少一个液体分配孔口，其从所述液体分配器的所述第一表面延伸通过所述液体分配器的所述第二表面，
其中，所述至少一个护罩具有沿所述第二方向延伸的长度，其使得在所述至少一个护罩和填料之间产生间隙，以及其中，在所述护罩和所述填料之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm。
2. 根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述质量传递柱是空气分离柱。
3. 根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述填料是结构填料。
4. 根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，在所述护罩和所述填料之间的间隙的高度为大约40 mm至50 mm。
5. 根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩相对于所述至少一个液体分配孔口和所述至少一个立管等距地从所述第二表面延伸。
6. 根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩紧邻所述至少一个立管而从所述第二表面延伸。
7. 根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个立管沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向基本延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面，以及其中，所述至少一个护罩沿所述第三方向延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面。
8. 根据权利要求1所述的液体分配器，其特征在于，所述至少一个立管沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向基本延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面，以及其中，所述至少一个护罩沿所述第三方向基本延伸跨过所述质量传递柱的整个横截面。
9. 一种用于在质量传递柱中分配液体的方法，包括以下步骤：
a.将所述液体引入到所述质量传递柱的上部部分中；
b.将至少一个质量传递柱区段定位在所述质量传递柱内；
c. 将液体分配器定位在所述至少一个质量传递柱区段内，以接收向下流动的液体流和向上流动的蒸气流，所述液体分配器包括：
i. 至少一个立管，其包括至少一个立管壁，其中，所述至少一个立管壁从所述液体分配器的第一表面向上延伸；
ii. 至少一个护罩，其中，所述至少一个护罩从所述液体分配器的与所述第一表面相对的第二表面延伸，并且向下延伸；以及
iii. 至少一个液体分配孔口，其从所述液体分配器的所述第一表面延伸通过所述液体分配器的所述第二表面，
其中，所述至少一个护罩具有向下延伸的长度，其使得在所述至少一个护罩和定位在所述质量传递柱中的所述液体分配器下面的填料之间产生间隙，以及其中，在所述护罩和所述填料之间的间隙的高度为大约10 mm至75 mm，
d. 在所述液体分配器的所述第一表面上收集来自所述质量传递柱的上部部分的向下流动的液体流；
e. 将来自所述质量传递柱的下部部分的向上流动的蒸气流传送通过所述液体分配器的立管；以及
f. 将来自所述液体分配器中的至少一个液体分配孔口的向下流动的液体流分配到所述填料上。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述质量传递柱是空气分离柱。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述填料是结构填料。
12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述护罩和所述填料之间的间隙的高度为大约40 mm至50 mm。
13. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩相对于所述至少一个液体分配孔口和所述至少一个立管等距离地从所述第二表面延伸。
14. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个护罩定位成使得所述至少一个护罩紧邻所述至少一个立管而从所述第二表面延伸。
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