CN103987431B - 带混合器的液体分配器 - Google Patents

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Abstract

一种用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的设备，包括：收集液体流的收集器；位于收集器的下面并与收集器沿竖向间隔开的混合器，其用于接收和混合所收集的液体；第一管道，其用于接收来自收集器的第一扇区的液体的至少一部分且将其传送至混合器的第一区；以及第二管道，其用于接收来自收集器的第二扇区的液体的至少一部分且将其传送至混合器的第二区。收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第一区的几何中心；以及/或者收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第二区的几何中心。

Description

带混合器的液体分配器
技术领域
本申请人的设备和方法涉及用于混合和分配在交换柱中下降的液体的装置和方法，交换柱用于传热和/或传质工艺。这种设备和方法在利用蒸馏的低温空气分离工艺中具有特别的应用，但是这种设备和方法还可用于其它使用填料(例如随机填料或规整填料)的传热和/或传质工艺中。本申请人的方法还涉及用于将用于混合和分配在交换柱中下降的液体的装置组装起来的方法。
发明背景
这里使用的术语“柱”(或“交换柱”)意味着蒸馏柱或分馏柱即，在这种柱中，液相和气相进行逆流接触以实现流体混合物的分离，例如通过使气相和液相在填料元件上(在“填料柱”中)或在一系列安装于柱中的沿竖向间隔开的托盘或板上接触来实现流体混合物的分离。
在蒸馏柱中执行低温空气分离，其中液体和蒸气混合物彼此发生紧密接触。在各个蒸馏柱中，气相混合物上升，伴随着挥发性较高的组分(例如氮)的浓度逐步增加，而液相混合物下降，伴随着挥发性较低的组分(例如氧)的浓度逐步增加。例如填料或托盘等各种器件可用于使混合物的液相和气相接触，以实现相态之间的质量传递。
对于空气低温分离成其主要组分，即氮、氧和氩，存在许多工艺循环。在图1中示意性地显示了被称为双柱循环的典型工艺。在这个示意图中出于简便起见只显示了蒸馏柱和相关联的低温热交换器。双柱循环包括高压柱10、低压柱12、氩柱14、主重沸器冷凝器16、过冷却器18、氩冷凝器20和氩冷凝器罐22。
在大约4.5-5.5巴压力下且接近其露点的高压进料空气24被输送到高压柱10的底座中。在高压柱10中，空气被分离成富含氮的蒸气26和富含氧的液体28。富含氧的液体28在过冷却器18中进行过冷却，使压力下降至大约1.2-1.4巴，并被输送到氩冷凝器罐22中。富含氮的蒸气26被传送到主重沸器冷凝器16中，在这里使其逆着沸腾的氧冷凝，沸腾的氧为低压柱12提供沸腾作用。冷凝的富含氮的液体30部分地用作用于高压柱10的逆流32，并且在过冷却器18中对逆流34进行过冷却并使其压力下降至大约1.2-1.4巴之后，部分地用作用于低压柱12的逆流34。在低压柱12中，各种进料通过低温蒸馏分离成富含氧的组分和富含氮的组分。
气态氧产物35(也被称为GOX)从低压柱12的底部抽出，并且气态氮产物36(也被称为LPGAN)从低压柱12的顶部抽出，并通过过冷却器18进行加热，之后输送至工厂的其它部分。还从低压柱12中的中间位置抽出废物流38，通过过冷却器18进行加热并输送至工厂的其它部分。
气相侧流40从低压柱12中的另一中间位置抽出并输送至氩柱14的底部，其中，在经氩柱14向上流动和冷凝之后，其作为液体流42返回，液体流42被输送回至低压柱12中。通过氩冷凝器罐22中的流28的部分蒸发来提供氩冷凝器20的制冷，从氩冷凝器罐22，流28部分地作为蒸气46和部分地作为液体48而被输送至低压柱中。在氩柱14的顶部，部分蒸气被作为原生氩50抽出，也被称为CGAR，并被输送至工厂的其它部分，以用于进一步处理。
在各个蒸馏柱中，分离是在一个或多个区段中完成的，例如高压柱10中的区段11、低压柱12中的区段13,15,17,19和21、以及氩柱14中的区段23和25。虽然在本申请人所论述的示例中可使用不同类型的接触器件，例如托盘或填料，但是接触器件都被假定为由规整填料制成，并是如此显示的。
有许多装置用于将液体流均匀地分配在填料柱的填料区段上。在各种专利和教科书中公开了这种装置。例如，存在具有多个平行区的槽型分配器，其中液体通过孔阵列收集并流向下面的填料。液体槽可均匀地布置在柱横截面上，并可通过中心通道进行进料，中心通道垂直于槽而延伸，并且其本身可覆盖柱直径的主要部分。在大型柱中，液体槽还可通过环形沟槽而连接在壁附近，环形沟槽可以是一种用于平衡液压梯度的器件。蒸气在大体矩形升管中的液体槽之间的平行区流动。蒸气区可具有放置在其上面的盖子，以防止液体从上部区段下落，并且改为将液体引导至槽中，槽将液体收集和传送至下面的柱区段。这种分配器可被称为烟囱式分配器。还有盘式分配器，其中蒸气升管的横截面可大体为圆形的，并且液体在其周围流动，并通过孔流向下面的填料。因而，有许多基本设计，并且在基本设计上具有许多变化。
对于柱中的填料，通过这种分配器完成液体和蒸气的初始呈现。液体分配器定位在填料的上面，其作用是用液体基本均匀地浇灌填料，而蒸气分配器定位在填料的下面，其作用是在填料下面产生基本均匀的蒸气流。除了蒸气分配器之外，液体收集器也定位在填料的下面，其作用是收集离开填料的液体，并引导液体沿着柱更进一步向下流动。在执行两种作用的同一装置中包含液体收集器和蒸气分配器是很常见的。
传统地，只有少量分配器具备混合功能，要么独立地或与液体流分配结合。这些装置就其液体成分和流分配品质而言并不能很好地运行，尤其对于空气分离工厂中具有大于约2米直径的大型低温蒸馏柱，因为这些装置不能如本申请人的设备和方法那样为填料柱提供液体的完全混合(而只是部分混合)和均匀分配以取得高的分离效率。本申请人的设备和方法还提高了填料柱的可靠性，其通过利用过滤器而保护填料柱不受制造碎屑和操作碎屑的影响。
在填料柱或传质柱中已经使用了各种类型的装置，其中，这种装置关于在柱中下降的液体至少部分地执行以下一个或多个功能：收集、分配、重新分配和混合。然而，出于各种原因，这些装置 不会使液体完全混合，并从而不能提供液体的流量和成分的均匀性。例如，在美国专利No. 5,158,713(Ghelfi等人)、美国专利No. 5,776,316(Potthoff等人)、No. 5,752,538(Billingham等人)、No. 5,935,389(Hine等人)以及No. 7,114,709(Ender等人)中公开了这种装置。还可参见美国专利申请公开No. US2009/0049864(Kovak等人)中所公开的液体收集器和重分配器。这种装置的其它示例包括美国专利No. 5,240,652(Taylor等人)、No. 5,897,748(Kaibel)、No. 6,086,055(Armstrong等人)和No. 7,007,932(Armstrong等人)中所公开的装置。
发明内容
存在本申请人的设备和方法的不同方面以及各方面的许多变化。
一方面是一种用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的设备。这种设备包括收集器、混合器、第一管道和第二管道。收集器具有多个扇区，多个扇区设置在填料柱的内部空间中，并且适合于收集在填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分。混合器在填料柱的内部空间中位于收集器的下面，并与收集器沿竖向地间隔开。混合器具多个区，多个区设置在填料柱的内部空间中，并且适合于接收和混合收集在收集器上的液体的至少一部分。第一管道具有与收集器的第一扇区处于流体连通的第一末端以及与混合器的第一区处于流体连通的第二末端。第一管道适合于接收来自收集器的第一扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至混合器的第一区。第二管道具有与收集器的第二扇区处于流体连通的第一末端以及与混合器的第二区处于流体连通的第二末端。第二管道适合于接收来自收集器的第二扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至混合器的第二区。有下者中的至少一个：收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第一区的几何中心；以及收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第二区的几何中心。
在该设备的第一变体中，收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第一区的几何中心达大约60°至大约180°，且优选大约120°至大约180°，且最优选大约180°。
在该设备的第一变体的一种变体中，收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第二区的几何中心达大约60°至大约180°，且优选大约120°至大约180°，且最优选大约180°。
在之前三个段落所论述的任一设备的另一变体中，混合器的横截区域占据填料柱的内部空间的横截区域的不超过大约25%，且优选不超过大约20%。
第二设备类似于第一设备或上面论述的任一变体，但还包括预分配器。预分配器设置在填料柱的内部空间中，并适合于接收来自混合器的混合的液体流的至少一部分，并从预分配器向外传送所接收的混合的液体流的至少一部分。
第三设备类似于第二设备或上面论述的任一变体，但还包括终级分配器。终级分配器设置在填料柱的内部空间中，并且适合于接收来自预分配器的预分配的液体流的至少一部分，并将所接收的预分配的液体流的至少一部分基本均匀地传送到填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上。
在第三设备的一种变体中，预分配器包括多个通道，其适合于向下传送所接收的混合的液体流的至少一部分。另外，终级分配器包括多个槽，其适合于传送预分配的液体流的至少一部分。各个槽具有至少一个孔，并且与预分配器的至少一个通道处于流体连通。
第四设备类似于第一、第二、或第三设备或上面论述的其任一变体，但还包括过滤器。在那些设备或其变体的任一变体中，过滤器设置在混合器中。
另一方面是一种用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的方法，该方法包括九个步骤。第一步骤是提供收集器，其具有多个扇区，多个扇区设置在填料柱的内部空间中，并且适合于收集在填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分。第二步骤是提供混合器，其在填料柱的内部空间中位于收集器的下面并与收集器沿竖向地间隔开，混合器具有多个区，多个区设置在填料柱的内部空间中，并且适合于接收和混合收集在收集器上的液体的至少一部分。第三步骤是提供第一管道，其具有与收集器的第一扇区处于流体连通的第一末端以及与混合器的第一区处于流体连通的第二末端，第一管道适合于接收来自收集器的第一扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至混合器的第一区。第四步骤是提供第二管道，其具有与收集器的第二扇区处于流体连通的第一末端以及与混合器的第二区处于流体连通的第二末端，第二管道适合于接收来自收集器的第二扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至混合器的第二区。有下者中的至少一个：收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第一区的几何中心；以及收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第二区的几何中心。第五步骤是将在填料柱的内部空间中下降的液体流在收集器的上面引入到填料柱的内部空间中。第六步骤是将在填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分收集到收集器上。第七步骤通过第一管道将来自收集器的第一扇区的液体的至少一部分向下传送到混合器的第一区。第八步骤通过第二管道将来自收集器的第二扇区的液体的至少一部分向下传送到混合器的第二区。第九步骤是在混合器中将从收集器的第一扇区传送至混合器的第一区的液体与从收集器的第二扇区传送至混合器的第二区的液体混合起来，从而产生混合的液体。
在该方法的第一变体中，收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第一区的几何中心达大约60°至大约180°，优选大约120°至大约180°，并且最优选大约180°。
在该方法的第一变体的一种变体中，收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第二区的几何中心达大约60°至大约180°，且优选大约120°至大约180°，且最优选大约180°。
在之前三个段落所论述的任一方法的另一变体中，混合器的横截区域占据填料柱的内部空间的横截区域的不超过大约25%，且优选不超过大约20%。
第二方法类似于第一方法或上面论述的任一变体，但包括三个附加步骤。第一附加步骤是提供预分配器，其设置在填料柱的内部空间中，并适合于接收来自混合器的混合的液体流的至少一部分，并从预分配器向外传送所接收的混合的液体流的至少一部分。第二附加步骤是将混合的液体流的至少一部分从混合器传送至预分配器中。第三附加步骤是从预分配器向外传送接收自混合器的所接收的混合的液体流的至少一部分。
第三方法类似于第二方法或上面论述的任一变体，但包括三个额外附加步骤。第一额外附加步骤是提供终级分配器，其设置在填料柱的内部空间中，并且适合于接收来自预分配器的预分配的液体流的至少一部分，并将所接收的预分配的液体流的至少一部分基本均匀地传送到填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上。第二额外附加步骤是通过终级分配器接收来自预分配器的预分配的液体流的至少一部分。第三额外附加步骤是将所接收的预分配的液体流的至少一部分基本均匀地传送到填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上。
在第三方法的一种变体中，预分配器包括多个通道，其适合于向下传送所接收的混合的液体流的至少一部分。另外，终级分配器包括多个槽，其适合于传送预分配的液体流的至少一部分，各个槽具有至少一个孔，并且与预分配器的至少一个通道处于流体连通。
第四方法类似于第一、第二或第三方法或上面论述的任一变体，但包括两个附加步骤。第一附加步骤是提供过滤器。第二附加步骤是过滤液体的至少一部分。在那些方法或其变体的任一变体中，过滤器设置在混合器中。
又一方面是一种用于将分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的设备组装起来的方法，该方法包括五个步骤。第一步骤是提供具有内部空间的填料柱。第二步骤是在填料柱的内部空间中提供收集器，其具有多个扇区，并且适合于收集在填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分。第三步骤是在填料柱的内部空间中提供混合器，其位于收集器的下面并与收集器沿竖向地间隔开，混合器具有多个区，多个区设置在填料柱的内部空间中，并且适合于接收和混合收集在收集器上的液体的至少一部分。第四步骤是提供第一管道，其具有与收集器的第一扇区处于流体连通的第一末端以及与混合器的第一区处于流体连通的第二末端，第一管道适合于接收来自收集器的第一扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至混合器的第一区。第五步骤是提供第二管道，其具有与收集器的第二扇区处于流体连通的第一末端以及与混合器的第二区处于流体连通的第二末端，第二管道适合于接收来自收集器的第二扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至混合器的第二区。有下者中的至少一个：收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第一区的几何中心；以及收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第二区的几何中心。
在用于组装的方法的第一变体中，收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第一区的几何中心达大约60°至大约180°，且优选大约120°至大约180°，且最优选大约180°。
在用于组装的方法的第一变体的一种变体中，收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离混合器的第二区的几何中心达大约60°至大约180°，且优选大约120°至大约180°，且最优选大约180°。
在前三个段落所论述的用于组装的任一方法的另一变体中，混合器的横截区域占据填料柱的内部空间的横截区域的不超过大约25%，且优选不超过大约20%。
用于组装设备的第二方法类似于用于组装的第一方法或上面论述的任一变体，但包括一个额外步骤。这个额外步骤是在填料柱的内部空间中提供预分配器，其适合于接收来自混合器的混合的液体流的至少一部分，并从预分配器向外传送所接收的混合的液体流的至少一部分。
用于组装设备的第三方法类似于用于组装的第二方法或上面论述的任一变体，但包括另一额外步骤。这个另一额外步骤是在填料柱的内部空间中提供终级分配器，其适合于接收来自预分配器的预分配的液体流的至少一部分，并将所接收的预分配的液体流的至少一部分基本均匀地传送到填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上。
在用于组装的第三方法的一种变体中，预分配器包括多个通道，其适合于向下传送所接收的混合的液体流的至少一部分。另外，终级分配器包括多个槽，其适合于传送预分配的液体流的至少一部分，各个槽具有至少一个孔，并且与预分配器的至少一个通道处于流体连通。
用于组装设备的第四方法类似于用于组装的第一、第二或第三方法或上面论述的其任一变体，但包括提供过滤器的额外步骤。在那些用于组装的方法或其变体的任一变体中，过滤器设置在混合器中。
另一方面是一种用于低温空气分离的工艺，其包括使上升的蒸气和下降的液体在填料柱中逆流接触，填料柱具有内部空间，内部空间具有位于内部空间中的第一传质区段和位于内部空间中的第二传质区段，第二传质区段位于第一传质区段的下面并与第一传质区段间隔开。在这个工艺中，例如上面论述的任一设备或其任一变体的设备定位在第一传质区段和第二传质区段之间，并且将下降的液体流从第一传质区段分配到第二传质区段。
又一方面是一种用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的方法，该方法包括五个步骤。第一步骤是将在填料柱的内部空间中下降的液体流在收集器的上面引入到填料柱的内部空间中，收集器设置在内部空间中。第二步骤是将在填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分收集到收集器上。第三步骤是通过与收集器处于流体连通的第一管道将来自收集器的第一扇区的液体的至少一部分向下传送到混合器的第一区，混合器设置在内部空间中，位于收集器的下面并与收集器间隔开，由此使经由第一管道传送的液体从收集器的第一扇区沿周向转移到混合器的第一区。第四步骤是通过与收集器处于流体连通的第二管道将来自收集器的第二扇区的液体的至少一部分向下传送到混合器的第二区，由此使经由第二管道传送的液体从收集器的第二扇区沿周向转移到混合器的第二区。第五步骤是在混合器中将从收集器的第一扇区传送至混合器的第一区的液体与从收集器的第二扇区传送至混合器的第二区的液体混合起来，从而产生混合的液体。
在这个方法的第一变体中，通过第一管道传送的液体从收集器的第一扇区沿周向转移到混合器的第一区大约60°至大约180°，优选大约120°至大约180°，且最优选大约180°。
在这个方法的第一变体的一种变体中，通过第二管道传送的液体从收集器的第二扇区沿周向转移到混合器的第二区大约60°至大约180°，且优选大约120°至大约180°，且最优选大约180°。
在之前三个段落所论述的任一方法的另一变体中，混合器的横截区域占据填料柱的内部空间的横截区域的不超过大约25%，且优选不超过大约20%。
第二方法类似于第一方法(前四个段落中所述)或上面论述的其任一变体，但包括两个附加步骤。第一附加步骤是将混合的液体流的至少一部分从混合器传送到预分配器，预分配器设置于填料柱的内部空间中。第二附加步骤是从预分配器向外传送接收自混合器的所接收的混合的液体流的至少一部分。
第三方法类似于前面段落中的第二方法或上面论述的其任一变体，但包括两个额外附加步骤。第一额外附加步骤是通过设置于填料柱的内部空间中的终级分配器接收来自预分配器的预分配的液体流的至少一部分。第二额外附加步骤是将所接收的预分配的液体流的至少一部分基本均匀地传送到填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上。
在上面段落的第三方法的一种变体中，预分配器包括多个通道，其适合于向下传送所接收的混合的液体流的至少一部分。另外，终级分配器包括多个槽，其适合于传送预分配的液体流的至少一部分，各个槽具有至少一个孔，并且与预分配器的至少一个通道处于流体连通。
第四方法类似于第一、第二或第三方法或前面七个段落中所论述的其任一变体，但包括两个附加步骤。第一附加步骤是提供过滤器。第二附加步骤是过滤液体的至少一部分。在那些方法或其变体的任一变体中，过滤器设置在混合器中。
附图说明
现在将参照附图通过示例来描述本申请人的设备和方法，其中：
图1是用于低温空气分离的典型双柱循环的示意图；
图2A是用于本申请人设备的一个实施例的横截面平面图的示意图；
图2B是显示了本申请人设备的一个实施例的带有管道入口的收集器的横截面正视图的示意图；
图2C是显示了本申请人设备的一个实施例的混合器和一个管道布置的另一横截面图的示意图；
图2D和2F是显示了本申请人设备的一个实施例的收集器的扇区和扇区的几何中心的横截面正视图的示意图；
图2E和2G是显示了本申请人设备的一个实施例的混合器的区和区的几何中心的横截面正视图的示意图；
图3A是本申请人设备的另一实施例的横截面平面图的示意图；
图3B和3D是显示了本申请人设备的另一实施例的收集器的扇区和扇区的几何中心的横截面正视图的示意图；
图3C和3E是显示了本申请人设备的另一实施例的混合器的区和区的几何中心的横截面正视图的示意图；
图4A是位于填料柱中的两个填料区段之间的本申请人设备的一部分的横截面平面图的示意图；
图4B是位于填料柱中的两个填料区段之间的本申请人设备的一部分的横截面正视图的示意图；
图5是位于填料柱中的两个填料区段之间的本申请人设备的一部分的另一实施例的横截面平面图的示意图；
图6是用于示例1的并联柱分析中的示意图；
图7是用于分析示例1的基本情况液体分配不均的并联柱分析中的另一示意图；
图8是显示了在固定的CGAR流量下的液体分配不均的效果图，其显示了示例1的结果；
图9是针对中间液体混合的情况的示例1的并联柱分析中使用的另一示意图；
图10是针对中间液体转移180°的情况的示例1的并联柱分析中使用的另一示意图；
图11是针对中间液体转移120°和中间液体转移60°的情况的示例1的并联柱分析中使用的另一示意图；
图12是显示了在示例1中使中间液体所转移的角度的效果的曲线图；
图13是用于示例2的并联柱分析的示意图；且
图14是显示了具有固定的GOX流量的液体分配不均的效果图，其显示了示例2的结果。
具体实施方式
本申请人的设备和方法使柱中下降的液体均匀地混合且分配在柱的填料区段的横截区域上。该设备包括收集器、混合器、从混合器向外散布液体的预分配器、以及终级分配器，终级分配器用于将液体均匀地沉淀在柱中的填料区段的横截区域上。该设备的一个实施例还包括用于补偿可能发生在混合器中的任何混合不足的器件(例如以这里所述的某些方式进行布置的管道)。可选地，该设备可包括过滤器，至少某些液体可流过该过滤器，从而保护填料柱免受工艺碎屑和制造碎屑的影响。如果柱外部的液体进料即将被引入下面的填料区段，在使这种液体与任何可能在那里存在的蒸气分离之后，这种进料可被合适地引入到混合器中。
填料柱的性能依赖于液体和蒸气分配的品质，其包括进入和跨越柱的横截面的这两种相态的流量和成分方面的均匀性。填料柱的不同区段对分配不均呈现不同的敏感度，这依赖于其平衡线和操作线之间的关系。虽然流量均匀性的重要性在书面上很好理解，但是成分的影响不好理解。对于敏感的区段，认为重要的是使所有或基本所有引入的液体混合，然后使液体基本均匀地重新分配在柱的横截区域上。虽然可实现均匀的流量，但是完全混合需要精心制作且昂贵的装置，并且时常导致柱高度的增加。这对于大直径柱尤其如此，例如那些具有超过大约2米直径的柱。
本申请人的设备和方法在不采用更多精心步骤的条件下以极具成本效率的方式实现了完全混合的好处，那些精心的步骤本来是获得完全的成分混合所需要的。可选的过滤器有助于保护液体分配器和填料柱免受碎屑的影响，碎屑可能累积自上面的蒸馏区段和/或进料区段。这种碎屑可能堵塞液体分配器中的孔，并且导致下面的填料柱中的性能下降。因而，除了提供填料柱的高效率，与现有技术分配器可能获得的相比，其可导致更矮的床高，本申请人的设备和方法由于消除或最大限度地减小了可能由碎屑造成的问题，从而提供了更可靠的操作。
出于清晰起见，图2A-2G，3A-3E，4A-4B和5只显示了所述实施例的整个设备的一部分。
如图2A-2C中所示，设备60安装在柱62的内部空间中。(内部空间是包含在柱62的内侧壁中的空间。)图2A-2C中的柱62的内部空间被分成柱侧“A”和“B”。
图2A-2G显示了该设备的一个实施例的某些特征，其将进行描述以显示这个实施例如何操作。参照图2A，来自上面的填料区段(未显示)的液体下落到收集器61上。在所示的实施例中，收集器61具有与柱62的内壁相邻的环形元件。液体通过管道66和68从收集器61流入到混合器64中。来自这两个管道的液体流在混合器64中进行混合。液体离开混合器64，并且最终分配到下面的填料(未显示)上。
优选地，柱62中所有或基本上所有从上面下降的液体都穿过收集器61和管道(66和68)，并不会绕过收集器61或管道(66和68)。在美国专利申请公开No.2009/0049864A1(Kovak等人)的图3-7中显示了可用于收集器的设备的示例，其通过引用而完整地结合在本文中，包括其所传授的所有部分，而不排除其任何部分。
在图2A-2C所示的实施例中，管道66将从上面的柱侧“B”收集的液体传送到下面的柱侧“A”，而管道68将液体从上面的柱侧“A”传送到下面的柱侧“B”。换句话说，如图2C中的箭头所绘，从收集器61进入管道66中的液体在其离开管道66而进入混合器64中时将在周向方向上转移180度(即，液体被周向转移)。虽然在所示的实施例中柱侧“A”和柱侧“B”适宜是相同的，但是本领域中的技术人员应该懂得，考虑到机械因素，变体是可行的。
为了说明本申请人的设备和方法针对具有非对称的管道位置的系统，或针对具有不止两个管道的系统所做的工作，理解进入管道的流来源于哪里和流出管道的流去向哪里是有帮助的。这可利用图2D-2G中的示意图来解释。
首先参照图2D，引入收集器61的“扇区”的概念。如图2D中所示，来自收集器61上面的填料(未显示)的液体下落到收集器61上，在箭头所指示的方向上流动，并进入管道(66和68)的入口中。由于管道位置的对称性(即管道66和68的入口分开180°)，液体流入到收集器61的两个扇区，第一扇区63和第二扇区73中。来自第一扇区63的液体流入到管道66的入口中；并且来自第二扇区73的液体流入到管道68的入口中。
现在参照图2F，收集器61的第一扇区63的几何形状是由半圆和从90°延伸到270°的弦所界定的区域(即由网纹线指示的区域)。第一扇区63的几何中心位于从圆的中心(柱62的中心)延伸至柱62内壁的0°位置的线上。这个几何中心的位置大致如箭头67所示。
接下来参照图2E，引入混合器64的“区”的概念。如图2E中所示，来自管道66和68的液体排出到混合器64中，在箭头所示的方向上流动，离开而进入终级分配器(未显示)，并且最终被传送到下面的填料(未显示)中。由于管道位置的对称性(即管道66和68的出口分开180°)，液体流入到混合器64的两个区，第一区65和第二区75中。液体从管道66的出口流入到第一区65中；并且液体从管道68的出口流入到第二区75中。
现在参照图2G，混合器的第一区65的几何形状是由网纹线所示的矩形区域。第一区65的几何中心位于从圆的中心(柱62的中心)延伸至柱62内壁的180°位置的线上。这个几何中心的位置大致如箭头69所示。
对于前面段落中所述和图2A-2G中所示的实施例而言，来自收集器61的第一扇区63的液体通过管道66传送到混合器64的第一区65，其中收集器61的第一扇区63的几何中心67沿周向定位成远离相对混合器64的第一区65的几何中心69达180°。
图3A-3E显示了另一实施例的某些特征，其将进行描述，以显示这个实施例如何在更多管道的条件下操作。参照图3A，具有四个管道70,72,74和76，其收集来自收集器61的液体，并将液体传送至混合器64中。优选地，柱62中所有或基本上所有从上面下降的液体都穿过收集器61和管道(70,72,74,76)，并且不会绕过收集器61或管道。
现在参照图3B，来自上面的填料(未显示)的液体下落到收集器61上，在箭头所示的方向上流动，并进入四个管道(70,72,74,76)的入口中。由于管道位置的对称性(即管道70,72,74和76的入口分开90°)，所以液体流入到收集器61的四个扇区中。来自第一扇区63的液体流入到管道70中。
现在参照图3D，收集器61的第一扇区63的几何形状是由圆周部分(柱62的内壁)和两根线所界定的馅饼状区域：一根线从圆周上的45°点延伸到中心(柱62的中心)；另一根线从圆周上的315°点延伸到中心。馅饼状区域用网纹线来表示。收集器61的第一扇区63的几何中心位于从圆的中心(柱62的中心)延伸至柱62内壁的0°位置的线上。这个几何中心的位置大致如箭头67所示。
接下来参照图3C，来自管道(70,72,74,76)的液体排出到混合器64中，在箭头所示的方向上流动，离开而进入终级分配器(未显示)，并且最终流到下面的填料(未显示)中。由于管道位置的对称性(即管道70,72,74和76的出口分开90°)，所以液体流入到混合器64的四个区。液体从管道70的出口流入到第一区65中。
现在参照图3E，混合器64的第一区65的几何形状是由网纹线所示的三角形区域。第一区的几何中心位于从圆的中心(柱62的中心)延伸至柱62内壁的90°位置的线上。这个几何中心的位置大致如箭头69所示。
对于前面段落中所述和图3A-3E中所示的实施例而言，来自收集器61的第一扇区63的液体通过管道70传送到混合器64的第一区65中，其中收集器61的第一扇区63的几何中心67沿周向定位成远离混合器64的第一区65的几何中心69达90°。
如上面所述以及图2A-2G和3A-3E中所示，这里使用的收集器61的“扇区”是收集器61的上表面区域的几何部分，从中可通过管道接收液体，并且混合器64的“区”是液体通过管道传送到的混合器64的容积的几何部分。因为收集器61的扇区的形状和尺寸可变化，并且混合器64的形状和尺寸也可变化，所以沿周向远离区而定位(例如60度、180度或某些其它度数)的扇区的相对位置可从所述扇区的几何中心至所述区的几何中心进行测量。
注意图2A-2G和3A-3E中所示的实施例只是代表性的实施例。其它实施例可能使液体以常规方式，或以某些其它方式并在不同的周向方向上从多个管道进行转移。例如，液体可在管道中沿周向转移大约60至180度，优选大约120至180度，并且最优选大约180度。
虽然图2A-2G和3A-3E中所示的实施例提出了在管道、液体通过管道传送到收集器61的扇区和混合器64的区中的均匀性，但是本领域中的技术人员应该懂得，考虑到机械因素，在收集器61和混合器64，以及在管道的形状、尺寸和位置方面的变化都是可性的。
图2E中的箭头是理想化的，并且代表很少或没有液体混合的情况。本领域中的技术人员应该懂得，在混合器中可采用各种器件来促进更好或更完全的混合，但那些器件(i)增加了机械复杂性；(ii)增加了成本；(iii)并且通常只是部分有效，因为为了实现“足够好的混合”通常会做出妥协。本申请人的设备和方法通过提供良好的性能而克服了那些问题，即使对于图中所示很少或没有混合的情况也是如此。
混合器64的横截区域占柱62的内部空间的总横截区域较小的百分比。为了增强整个混合，提供了使液体从收集器61沿周向转移到混合器64的功能，从而补偿任何可能发生在混合器64中的任何不完全混合。这在执行敏感的分离的填料区段中和非常大型的蒸馏柱中可能是非常重要的。如果来自柱62外部的液体需要带进来，则可将这种液体在混合器64内置于管道之间或旁边的空间，使得输送到下面的填料区段的所有或基本上所有液体将进行很好地混合，或者至少基本均匀地分流到柱侧“A”和“B”中(如图2A和2B中所示)。
在所述的实施例中，混合器64占据柱62的内部空间的横截区域的不超过25%，且优选不超过20%。
图2A-2C显示了带两个管道66,68的布置，并且图3显示了带有四个管道70,72,74,76的布置。然而，可使用其它数目的管道，并且管道可具有不同的形状。另外，交替布置的管道不需要是彼此相同的。图2C和3A中所示的管道(例如66和68或70,72,74和76)显示为圆形的管道，其定位在相对于柱62和混合器64所示的位置上。然而，管道可具有其它形状，并且/或者定位在其它位置。
本领域中的技术人员应该懂得，关于管道的尺寸、形状、位置、长度、布置和数量的许多变化是可行的。以许多方式进行定位和设置的许多种类的管道可用于这里所论述和所解释的实施例中所示的管道的目的。
现在将参照图4A，4B和5描述该设备的其它部分。图4A和4B显示了放置在柱62中且位于两个填料区段78和80之间的设备部分的一个实施例。填料区段可包括规整填料、随机填料或其它合适的液体-蒸气接触器件。
该设备包括混合器64，其在图4A和4B所示的实施例中是矩形的横截面。本领域中的技术人员应该懂得，混合器64可采用许多形状或形式，并且可定位在其它位置，但是图中显示中心混合器64。可选地，过滤器82放置在混合器64的内部。出于清晰起见，未显示将液体从上面的区段78输送到混合器的收集器和管道，但它们会在混合器64中并以之前所述的周向转移的布置将所有或基本上所有液体输送到过滤器82的内部。
在图4A和4B所示的实施例中，混合器64具有实心地板84。因而，当过滤器82在使用时，收集在混合器64中的所有液体流过过滤器82，然后通过穿孔的竖向壁86流向预分配器88，预分配器88包括通道90A-90F。不与通道90A-90F相连接的穿孔的混合器64的竖向壁86的其它部分是实心的，以容纳液体并在混合器64中保持一定的液位。
各个通道90A-90F具有上腔室和下腔室。腔室通过带孔93的穿孔板而分隔开。因而，来自各个通道90A-90F的上腔室的液体通过穿孔板的孔93而下降到相应的下腔室中。通道90A-90F的下腔室与多个槽相连接，例如作为一个示例所示的槽94。
各个槽94具有成阵列的孔96，以将液体输送到下面的填料区段80。在所示的实施例中，槽以平行方式与空间98交替设置，以便蒸气在柱62中上升。槽还连接在环形沟槽100上。槽、环形沟槽100和通道90A-90F的下腔室部分具有互连的网络，其容许液压梯度平稳，从而产生通过孔96流向下面的填料区段80的非常均匀的液体流。
图5显示了另一实施例，其也具有六个通道90A-90F，其设置成六角形图案。在图5中只显示了平面图。就其它特征而言，图5中的实施例类似于图4A和4B中的实施例。这些只是说明性的示例，其中预分配器具有六个通道90A-90F。本领域中的技术人员应该懂得，可使用具有更少通道(例如2或4个通道)或更多通道(例如8或10个通道)的不同布置。另外，出于清晰起见未显示用于柱中支撑混合器、预分配器、终级分配器和填料区段的机械器件。
在图4A，4B和5所示的实施例中，环形沟槽100可接收某些液体。环形沟槽100优选是连续的，并且与柱62的内壁的周边相邻，如图4A和5中所示。
虽然设备的若干个实施例的上面的描述与具有圆形横截区域的填料柱相关，但是该设备的其它实施例可用于非圆形柱中，包括，例如分壁柱。考虑到非圆形填料柱的截面性质，在分离柱或其它非圆形形状的柱的一侧或两侧内需要以合适的方式设计和布置带有限横截区域的混合器、沿周向转移的管道、过滤器、预分配器和终级分配器的特征。
本申请人的工艺用于从空气中通过低温蒸馏分离出气体，例如氮，氧，氩，其利用至少一个液体-蒸气接触柱，柱具有至少两个液体-蒸气接触区段，该工艺可包括用于收集、混合和分配从上部液体-蒸气接触区段下降至下部液体-蒸气接触区段的液体的设备，例如上面讨论的本申请人的设备。可选地，当液体进料从柱的外部引入到柱的上下液体-蒸气接触区段之间时，如上面所述，所有或某些外部进料可能放置到混合器中。
本申请人的方法的一个实施例用于组装设备，该设备用于在带有至少两个液体-蒸气接触区段的液体-蒸气接触柱中分配液体，本方法包括提供和组装设备的构件的步骤，例如上面论述的本申请人的设备。将构件组装到液体-蒸气接触柱中可利用合适的支撑器件来完成，这可包括铆钉和焊接。
本申请人的设备和方法包括其没有在图中显示或在详细说明部分中进行论述的许多其它实施例和其变体。然而那些实施例和变体都落在所附权利要求和其等效物的范围内。
本领域中的技术人员应该懂得，图中所示和详细说明部分中所论述的实施例和变体没有公开本申请人设备的所有可能的布置，而且其它布置是可行的。因此，所有这种其它布置都可通过本申请人的设备和方法设想到，并且都落在所附权利要求和其等效物的范围内。
本领域中的技术人员应该懂得，许多包含本申请人的新颖概念的其它实施例以及这里所示和所述的实施例的许多变体都是可行的。
虽然这里结合规整填料论述了本申请人的设备和方法，但是本领域中的技术人员应该懂得，本申请人的设备和方法还可与其它类型的填料(例如随机填料)一起使用。
示例
发生在双柱循环的各种填料区段中的蒸馏效率对于在那些区段中的气相和液相的成分和流量方面的分配不均是很敏感的。参照图1，这对于区段13,15,23和25尤其如此。在以下的示例中，通过化学工程文献中一种众所周知的方法来分析对分配不均的敏感性，其被称为并联柱分析。
示例1
首先考虑氩柱14及其区段23和25，例如早前在图1中所示的双柱循环下所述的柱。在图6中显示了那两个区段中的正常流量和操作条件的示意图。这两个区段均包含35个理论级，并且在大约1.3巴的压力下操作。在柱的顶部，柱在大约0.97的液体-蒸气的摩尔比下操作。底部的蒸气进料具有12%的氩、0.0010%的氮且其余为氧的成分。在正常操作下，顶部的原生氩产物(CGAR)的成分将是99.67%的氩、0.02%的氮且其余为氧。
在执行并联柱分析时，进一步考虑各个区段被分裂成两个相等的半部，即23A，23B和25A，25B，如图7的示意图中所示。相应的区段A和B在横截面上是相等的，并且彼此隔离开。名义上，它们将在各自内部承载柱的总液体和蒸气的一半。为了评估对分配不均的敏感性，液体流量(图7中的实线)认为A侧较高，B侧较低，而蒸气流量(图7中的虚线)均匀地分配到这两个半部。在区段A和B的两个半部之间没有液体或蒸气的混合或传递。由流量参数λ限定的分配不均的水平被限定为在高液体流量和平均液体流量之间的差值除以这两个流量的平均值，并且计算方法如下：
流量λ=(高液体流量-低液体流量)/(高液体流量+低液体流量)
流量λ的影响被确定如下：1)首先，对于给定的分配不均程度，利用示意图7计算CGAR成分；2)接下来，针对示意图6减少级，直到CGAR成分与从示意图7中所获得的成分相同；3)然后，级比(fractional stage)被计算为步骤2中用于示意图6的级除以用于示意图7的级。因而在图8的最底部曲线中绘制所获得的级比-流量λ(表示为“基本情况液体分配不均”)。如图所见，性能随着流量分配不均而显著下降。
然后在示意图9所示的条件下模拟第二种情况。在这种情况下，流出区段25A和25B的底部的液体在设备51中进行混合，并按照相同的高低流量比例重新分配到下面的区段23A和23B。在图8中以“中间液体混合”曲线显示了液体的中间混合的影响。如图所见，虽然性能仍然差于级比的理想值1.0，但性能同不带中间混合的基本情况液体分配不均相比现在获得了显著地改善。这种影响在文献中很好理解。
然后在示意图10的条件下模拟第三种情况。在这种情况下，来自上部区段25B的所有液体通过混合器55转移到23A，但只有与低流量相对应的一部分液体从上部区段25A通过分流器53转移到下部区段23B。来自25A的其它部分通过分流器53和混合器55转移到23A。这是可转移的大部分，同时也引起了流量不平衡。可以看出，如图8中的最上面的曲线所示的“中间液体转移180°”的结果性能甚至好于液体完全混合的情况。这是之前没有教导过的令人惊讶的发现。这个令人惊讶和意外的结果对于本申请人而言是令人惊讶和意外的，并且对于本领域中的普通技术人员而言将是令人惊讶和意外的。
这种计算的实际显著性可解释如下。在区段23和25之间可使用收集器、混合器和液体分配器。但是如果来自上部区段的液体在不转移的条件下输送到下部区段中，并且在混合器中发生不完全的混合，那么该性能将位于图8的基本情况和中间液体混合的情况之间的某些地方。另一方面，如果液体被转移到沿直径相对的侧而进入混合器中，并且如果存在不完全的混合，那么该性能将位于中间液体转移180°的情况和中间液体混合的情况之间的某些地方。因而，转移180°的结果将好于没有转移180°的结果。
在这些计算中，认为在填料区段的两个侧向半部之间没有蒸气混合。实际上将存在某些混合，其具有较少的影响，因为柱横截面变得很大。可以看出，液体转移180°补偿了分配器中不充分的液体混合，以及填料柱区段中不充分的蒸气混合。这是令人惊讶和意外的结果，其对于本申请人而言是令人惊讶和意外的，并且对于本领域中的普通技术人员而言将是令人惊讶和意外的。
如果在液体分配器中具有完美的液体混合，那么使液体转移180°将没有改进。但就压降、柱高度和整个系统的成本而言，取得完美混合的器件，例如静态混合器是昂贵的。本申请人的设备和方法利用了液体180°的转移，其将比不转移的情况产生更好的性能，并且在最坏的情况下将至少匹配完美混合的情况，并且增加非常少的成本。
虽然上面的情况明确地展示了使中间液体转移180°至柱的相对的侧的优点，但是在一些情形中，机械构造可能限制可完成的转移角度。但如下面将展示的那样，即使转移比180°小得多的角度也可实现大部分好处。所以在示意图11所示的条件下模拟了第四种情况。在这种情况下，来自上部区段25B的液体的仅三分之二(2/3)通过分流器57和混合器55转移到23A中，并且来自上部区段25A的等量的液体通过分流器53和混合器59转移到23B中。剩余液体在不转移的条件下通过分流器和混合器从上部区段25A和25B输送至下部区段23A和23B，如图所示分流器和混合器直接位于上部区段和下部区段之间。这等同于使液体从柱的两个半部各转移120°。可以看出，图8中最上面的第二曲线所示的“中间液体转移120°”的结果性能也好于液体完全混合的情况，虽然其不如转移180°的情况一样好。但这也是令人惊讶的结果，因为即使中间液体的部分转移的效果也超过完全混合的效果。
此外，在示意图11所示的条件下模拟了第五种情况。在这种情况下，只有三分之一(1/3)的液体从上部区段25B通过分流器57和混合器55转移到23A中，并且等量的液体从上部区段25A通过分流器53和混合器59转移到23B中。剩余液体在不转移的条件下通过分流器和混合器从上部区段25A和25B输送至下部区段23A和23B中，如图所示分流器和混合器直接位于上部区段和下部区段之间。这等同于使液体从柱的两个半部各转移60°。可以看出，如图8中的最下面的第二曲线的所示的“中间液体转移60°”的结果性能相对于基本情况具有极大的改善，并且接近中间液体混合的情况的好处。
如进一步所示，图12显示了在相对于完全混合所获得的级上使中间液体转移的角度的效果。这是针对流量λ具有0.08数值的特定情况而用于上面示例1中所列计算的说明曲线。纵坐标上的1.0的数值与针对中间液体混合的情况所获得的级相对应。如图中所见，性能随着液体转移的角度的增加而快速提高，在大约60°时达到超过95%的数值。超过此范围，改进较平缓，并且当角度在120°至180°的范围时，整体性能达到100%。
示例2
接下来考虑例如早前所述的其区段13和15在图1中所示的双柱循环下的低压柱12的底部。在图13中显示了那两个区段中的正常流量和操作条件的示意图。这两个区段均包含20个理论级，并且在大约1.3巴的压力下操作。在柱的顶部，柱在大约1.40的液体-蒸气的摩尔比下操作。顶部的液体进料具有12%的氩、0.0010%的氮且其余为氧的成分。在正常操作下，GOX产物的成分在底部将是99.80%的氧且其余为氩。
对分配不均的敏感性按照类似于示例1中使用的方式进行模拟。在图14中显示了相对应的五根曲线。注意曲线显示了相同的关系，其中中间液体混合的情况相对于基本情况具有极大的改善，而中间液体转移180°的情况甚至更好。类似地，中间液体转移120°的情况也好于中间液体混合的情况，但不如中间液体转移180°的情况好。最后，中间液体转移60°的情况相对于基本情况具有极大的改善，并且接近中间液体混合的情况的性能。最后情况中的性能改进将超过在流量λ等于0.08时的情况由完全混合所带来的改进的95%，虽然这个结果未以明确的曲线来显示。同样，按照与示例1相似的方式，转移中间液体的这个效果是令人惊讶和意外的结果，该结果对于本申请人是令人惊讶和意外的，并且对于本领域中的普通技术人员将是令人惊讶和意外的。
如之前在通过低温蒸馏分离空气组分的工艺中所注意的那样，这些示例中所描绘的两个区段对分配不均是高度敏感的。在一种情况下，液体-蒸气比值小于1，并且在其它情况下，该比值大于1。在这两种情况下，可以看出液体在填料区段之间转移120至180°比区段之间的液体的完全混合和重新分配更为有效。并且填料区段之间的液体转移60°取得了流量λ等于0.08时的情况下的好处的超过95%。这个意外的性能没有在本申请人所知的任何文献中报告过。
这些结果可基于被称为McCabe-Thiele曲线图进行解释，其用于对二元混合物的蒸馏分离进行建模。在该示例中，虽然存在某些氮，但是其比例太小，使得混合物可被认为基本上是氩和氧的二元混合物。McCabe-Thiele曲线图利用两根线构成。一是平衡线，其显示了在离开蒸馏柱中的平衡级时的气相和液相的成分之间的关系。填料柱不具有类似托盘柱的离散的平衡级，但平衡线是以相同方式构造的。McCabe-Thiele曲线图中的另一线是操作线，其显示了在任何给定的水平位置或在平衡级之间彼此交叉的气相和液相的成分之间的关系。操作线的倾斜度通过柱中的液体和蒸气流量的摩尔比来给出。在高效的蒸馏柱中，平衡线和操作线将均匀地或多或少彼此远离地间隔开，这将容许足够的驱动力存在，以便在整个柱中产生有效的质量传递。在示例1中标注为基本情况液体分配不均的情况下，操作线具有与标称值0.97不同的倾斜度。由于这种情况，具有较高液体流量的柱中的操作线在顶部附近挤压平衡线，结果在上半部发生非常少的分离，并且任何有用的分离主要发生在下半部中。类似地，具有较低液体流量的柱中的操作线在底部附近挤压平衡线，结果在下半部发生非常少的分离，并且任何有用的分离主要发生在上半部中。由于这种失配，在两个并联柱中的上部区段和下部区段之间的中间的成分发现是彼此非常不同的，这种情况对于高效的操作是不理想的。这是在基本情况液体分配不均的情况下性能很差的原因。
当中间液体进行混合和重新分配时，这两个半部之间的成分彼此靠得更近，并且挤压影响虽然仍然存在，但不严重，并因而改善了性能。然而，当在示例1中使中间液体转移180°时，操作线被修改，使得具有较低液体流量的底部区段进行更为有用的分离，导致整个成分在上部区段和下部区段之间具有较高的氩含量。这种影响则导致柱顶部更高的整体氩含量，导致比中间液体混合的情况更大的整体分离。在中间液体转移120°和60°的角度时改善性能的机制与转移180°是相似的，但好处按比例地降低。
类似地，示例2中所示的结果可以类似的方式来解释。在这种情况下，进料位于顶部，并且中间液体180°的转移导致整体成分在氧气方面比中间液体混合的情况更高。这种影响则导致柱底部处有更高的整体氧含量，产生比中间液体混合的情况更大的整体分离。在中间液体转移120°和60°的角度时改善性能的机制与转移180°是相似的，但好处按比例地降低。
虽然上面的描述是在提供的示例中所看到的效果的有效解释，但是对于其有效性而言，本申请人的设备和方法并不依赖于这种解释。关于为什么观察到这种性能可以提供备选解释。同样，因为在具有不同操作条件的两个不同的填料区段中已经观察到相似的趋势，本申请人认为这是普遍现象，其在分离不同类型的混合物的大多数类型(如果不是所有的话)的蒸馏柱中将是有利的。因而，本申请人的设备和方法具有非常广泛的可适用性。
虽然这里参照某些特定的实施例进行图示和描述，但是本发明决不会局限于所示的细节。相反，在权利要求的范围和等效范围内，且不脱离本发明精神的条件下可在细节方面做出各种修改。

Claims (35)

1.一种用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的设备，包括：
收集器，其具有多个扇区，所述多个扇区设置在所述填料柱的内部空间中，并且适合于收集在所述填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分；
混合器，其在所述填料柱的内部空间中位于所述收集器的下面并与所述收集器沿竖向地间隔开，所述混合器具有多个区，所述多个区设置在所述填料柱的内部空间中，并且适合于接收和混合收集在所述收集器上的液体的至少一部分；
第一管道，其具有与所述收集器的第一扇区处于流体连通的第一末端以及与所述混合器的第一区处于流体连通的第二末端，所述第一管道适合于接收来自所述收集器的第一扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至所述混合器的第一区；以及
第二管道，其具有与所述收集器的第二扇区处于流体连通的第一末端以及与所述混合器的第二区处于流体连通的第二末端，所述第二管道适合于接收来自所述收集器的第二扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至所述混合器的第二区；
其中有下者中的至少一个：所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心；以及所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心；
预分配器，其设置在所述填料柱的内部空间中，并适合于接收来自所述混合器的混合的液体流的至少一部分，并从所述预分配器向外传送所接收的混合的液体流的至少一部分；以及
终级分配器，其设置在所述填料柱的内部空间中，并且适合于接收来自所述预分配器的预分配的液体流的至少一部分，并将所接收的预分配的液体流的至少一部分均匀地传送到所述填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上；
其中，所述混合器具有实心地板，且收集在所述混合器中的所有液体流过所述混合器的穿孔的竖向壁而流向所述预分配器，且所述预分配器包括通道，各个通道具有通过带孔的穿孔板而分隔开的上腔室和下腔室，来自各个通道的上腔室的液体通过所述穿孔板的孔而下降到与所述终级分配器的用于传送流体的多个槽相连接的相应的下腔室中。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达60°至180°。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达120°至180°。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达180°。
5.根据权利要求2－4中的任一项所述的设备，其特征在于，所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达60°至180°。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达120°至180°。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达180°。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
其中所述预分配器包括多个通道，其适合于向下传送所接收的混合的液体流的至少一部分，以及
其中所述终级分配器包括多个槽，其适合于传送预分配的液体流的至少一部分，各个槽具有至少一个孔，并且与所述预分配器的至少一个通道处于流体连通。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括过滤器。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述过滤器设置在所述混合器中。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述混合器的横截区域占据所述填料柱的内部空间的横截区域的不超过25%。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述混合器的横截区域占据所述填料柱的内部空间的横截区域的不超过20%。
13.一种用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的设备，包括：
收集器，其具有多个扇区，所述多个扇区设置在所述填料柱的内部空间中，并且适合于收集在所述填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分；
混合器，其在所述填料柱的内部空间中位于所述收集器的下面并与所述收集器沿竖向地间隔开，所述混合器具有多个区，所述多个区设置在所述填料柱的内部空间中，并且适合于接收和混合收集在所述收集器上的液体的至少一部分；
第一管道，其具有与所述收集器的第一扇区处于流体连通的第一末端以及与所述混合器的第一区处于流体连通的第二末端，所述第一管道适合于接收来自所述收集器的第一扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至所述混合器的第一区；以及
第二管道，其具有与所述收集器的第二扇区处于流体连通的第一末端以及与所述混合器的第二区处于流体连通的第二末端，所述第二管道适合于接收来自所述收集器的第二扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至所述混合器的第二区；
其中所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达60°至180°，并且所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达60°至180°；以及
其中所述混合器的横截区域占据所述填料柱的内部空间的横截区域的不超过25%；
且所述设备还包括：
预分配器，其设置在所述填料柱的内部空间中，并适合于接收来自所述混合器的混合的液体流的至少一部分，并从所述预分配器向外传送所接收的混合的液体流的至少一部分；以及
终级分配器，其设置在所述填料柱的内部空间中，并且适合于接收来自所述预分配器的预分配的液体流的至少一部分，并将所接收的预分配的液体流的至少一部分均匀地传送到所述填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上；
其中，所述混合器具有实心地板，且收集在所述混合器中的所有液体流过所述混合器的穿孔的竖向壁而流向所述预分配器，且所述预分配器包括通道，各个通道具有通过带孔的穿孔板而分隔开的上腔室和下腔室，来自各个通道的上腔室的液体通过所述穿孔板的孔而下降到与所述终级分配器的用于传送流体的多个槽相连接的相应的下腔室中。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达120°至180°。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达180°。
16.根据权利要求13－15中的任一项所述的设备，其特征在于，所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达120°至180°。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达180°。
18.根据权利要求13－15中的任一项所述的设备，其特征在于，所述混合器的横截区域占据所述填料柱的内部空间的横截区域的不超过20%。
19.一种用于组装设备的方法，所述设备用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流，所述方法包括如下步骤：
提供所述填料柱，其具有内部空间；
在所述填料柱的内部空间中提供收集器，其具有多个扇区，并且适合于收集在所述填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分；
在所述填料柱的内部空间中提供混合器，其位于所述收集器的下面并与所述收集器沿竖向地间隔开，所述混合器具有多个区，所述多个区设置在所述填料柱的内部空间中，并且适合于接收和混合收集在所述收集器上的液体的至少一部分；
提供第一管道，其具有与所述收集器的第一扇区处于流体连通的第一末端以及与所述混合器的第一区处于流体连通的第二末端，所述第一管道适合于接收来自所述收集器的第一扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至所述混合器的第一区；
提供第二管道，其具有与所述收集器的第二扇区处于流体连通的第一末端以及与所述混合器的第二区处于流体连通的第二末端，所述第二管道适合于接收来自所述收集器的第二扇区的液体的至少一部分并将其向下传送至所述混合器的第二区；
其中有下者中的至少一个：所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心；以及所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心，
在所述填料柱的内部空间中提供预分配器，其适合于接收来自所述混合器的混合的液体流的至少一部分，并从所述预分配器向外传送所接收的混合的液体流的至少一部分；以及
在所述填料柱的内部空间中提供终级分配器，其适合于接收来自所述预分配器的预分配的液体流的至少一部分，并将所接收的预分配的液体流的至少一部分均匀地传送到所述填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上；
其中，所述混合器具有实心地板，且收集在所述混合器中的所有液体流过所述混合器的穿孔的竖向壁而流向所述预分配器，且所述预分配器包括通道，各个通道具有通过带孔的穿孔板而分隔开的上腔室和下腔室，来自各个通道的上腔室的液体通过所述穿孔板的孔而下降到与所述终级分配器的用于传送流体的多个槽相连接的相应的下腔室中。
20.根据权利要求19所述的用于组装设备的方法，其特征在于，所述收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达60°至180°，并且其中所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达60°至180°。
21.根据权利要求20所述的用于组装设备的方法，其特征在于，收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达120°至180°。
22.根据权利要求21所述的用于组装设备的方法，其特征在于，收集器的第一扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第一区的几何中心达180°。
23.根据权利要求20所述的用于组装设备的方法，其特征在于，所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达120°至180°。
24.根据权利要求23所述的用于组装设备的方法，其特征在于，所述收集器的第二扇区的几何中心定位成沿周向远离所述混合器的第二区的几何中心达180°。
25.一种用于分配在填料柱的内部空间中下降的液体流的方法，包括如下步骤：
将在所述填料柱的内部空间中下降的液体流在收集器的上面引入到所述填料柱的内部空间中，所述收集器设置在所述内部空间中；
将在所述填料柱的内部空间中下降的液体流的至少一部分收集到所述收集器上；
通过与所述收集器处于流体连通的第一管道将来自所述收集器的第一扇区的液体的至少一部分向下传送到混合器的第一区，所述混合器设置在所述内部空间中，位于所述收集器的下面并与所述收集器间隔开，由此使经由所述第一管道传送的液体从所述收集器的第一扇区沿周向转移到所述混合器的第一区；
通过与所述收集器处于流体连通的第二管道将来自所述收集器的第二扇区的液体的至少一部分向下传送到所述混合器的第二区，由此使经由所述第二管道传送的液体从所述收集器的第二扇区沿周向转移到所述混合器的第二区；
在所述混合器中将从所述收集器的第一扇区传送至所述混合器的第一区的液体与从所述收集器的第二扇区传送至所述混合器的第二区的液体混合起来，从而产生混合的液体；以及
将混合的液体流的至少一部分从所述混合器传送至设置在所述填料柱的内部空间中的预分配器；
从所述预分配器向外传送从所述混合器接收到的所接收的混合的液体流的至少一部分；
由设置在所述填料柱的内部空间中的终级分配器接收来自所述预分配器的预分配的液体流的至少一部分；以及
将所接收的预分配的液体流的至少一部分均匀地传送到所述填料柱的内部空间的横截区域的至少一部分上；
其中，所述混合器具有实心地板，且收集在所述混合器中的所有液体流过所述混合器的穿孔的竖向壁而流向所述预分配器，且所述预分配器包括通道，各个通道具有通过带孔的穿孔板而分隔开的上腔室和下腔室，来自各个通道的上腔室的液体通过所述穿孔板的孔而下降到与所述终级分配器的用于传送流体的多个槽相连接的相应的下腔室中。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，通过所述第一管道传送的液体从所述收集器的第一扇区沿周向转移到所述混合器的第一区达60°至180°。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，通过所述第一管道传送的液体从所述收集器的第一扇区沿周向转移到所述混合器的第一区达120°至180°。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，通过所述第一管道传送的液体从所述收集器的第一扇区沿周向转移到所述混合器的第一区达180°。
29.根据权利要求26－28中的任一项所述的方法，其特征在于，通过所述第二管道传送的液体从所述收集器的第二扇区沿周向转移到所述混合器的第二区达60°至180°。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，通过所述第二管道传送的液体从所述收集器的第二扇区沿周向转移到所述混合器的第二区达120°至180°。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，通过所述第二管道传送的液体从所述收集器的第二扇区沿周向转移到所述混合器的第二区达180°。
32.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，
其中所述预分配器包括多个通道，其适合于向下传送所接收的混合的液体流的至少一部分，以及
其中所述终级分配器包括多个槽，其适合于传送预分配的液体流的至少一部分，各个槽具有至少一个孔，并且与所述预分配器的至少一个通道处于流体连通。
33.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述混合器的横截区域占据所述填料柱的内部空间的横截区域的不超过25%。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述混合器的横截区域占据所述填料柱的内部空间的横截区域的不超过20%。
35.一种用于低温空气分离的工艺，包括使上升的蒸气和下降的液体在填料柱中发生逆流接触，所述填料柱具有内部空间，所述内部空间具有位于所述内部空间中的第一传质区段和位于所述内部空间中的第二传质区段，所述第二传质区段位于所述第一传质区段的下面并与所述第一传质区段间隔开，其中定位在所述第一传质区段和所述第二传质区段之间的根据权利要求1所述的设备利用根据权利要求25所述的方法将下降的液体流从所述第一传质区段分配到所述第二传质区段。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6178454B1 (ja) * 2016-03-28 2017-08-09 大陽日酸株式会社 充填塔
FR3051680B1 (fr) * 2016-05-30 2020-03-06 IFP Energies Nouvelles Nouveau systeme de distribution ou de collecte peripherique pour un procede de separation en lit mobile simule utilisant n-colonnes en serie
FR3065171B1 (fr) * 2017-04-13 2021-02-12 Saipem Sa Dispositif de double distribution de liquide utile dans une colonne de fractionnement ou de lavage sur un support flottant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1113680B (de) * 1959-12-22 1961-09-14 Hydrocarbon Mineraloel G M B H Vorrichtung zur Fluessigkeitsverteilung in nicht ortsfesten Fuellkoerperkolonnen
CN1282266A (zh) * 1997-11-17 2001-01-31 液体空气乔治洛德方法利用和研究有限公司 非竖直蒸馏塔的液体分配器及相应的蒸馏塔
CN1606471A (zh) * 2001-12-20 2005-04-13 罗尔夫P·C·曼托伊费尔 在一个喷淋柱中进行物质－能量交换的装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2804292A (en) * 1949-02-02 1957-08-27 Air Prod Inc Gas-liquid contact apparatus
EP0462049B1 (de) 1990-06-13 1994-09-14 Sulzer Chemtech AG Anordnung zum Sammeln und Mischen von Flüssigkeit in einer Gegenstromkolonne
US5061407A (en) * 1990-08-08 1991-10-29 Nutter Dale E Liquid distributor for gas-liquid contact apparatus
US5240652A (en) 1992-10-08 1993-08-31 Praxair Technology, Inc. Liquid distributor for a vapor-liquid contacting column
DE4418488A1 (de) 1994-05-27 1995-11-30 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zur destillativen Trennung von Stoffgemischen
US5752538A (en) 1995-12-13 1998-05-19 Praxair Technology, Inc. Liquid distributor for packed columns
US5776316A (en) 1996-03-07 1998-07-07 The Boc Group, Inc. Liquid redistribution system
US5935389A (en) 1997-05-19 1999-08-10 The Boc Group, Inc. Liquid distributor tray
DE19721704A1 (de) * 1997-05-23 1998-11-26 Becker Preservotec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ablösen von Kaschierungen
US6086055A (en) 1998-10-05 2000-07-11 Air Products And Chemicals, Inc. Combined vapor/liquid distributor for packed columns
US6070433A (en) * 1999-01-29 2000-06-06 Air Products And Chemicals, Inc. Recirculation of argon sidearm column for fast response
JP2006522681A (ja) 2003-04-07 2006-10-05 コッチ−グリッチ・エルピー 物質移動カラムのための複合型液体コレクタ及びミキサ
US7007932B2 (en) 2003-07-25 2006-03-07 Air Products And Chemicals, Inc. Wall-flow redistributor for packed columns
EP1666822A1 (de) * 2004-12-03 2006-06-07 Linde Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung eines Gasgemisches, insbesondere von Luft
US8408026B2 (en) 2007-08-21 2013-04-02 Air Products And Chemicals, Inc. Liquid collector and redistributor for packed columns

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1113680B (de) * 1959-12-22 1961-09-14 Hydrocarbon Mineraloel G M B H Vorrichtung zur Fluessigkeitsverteilung in nicht ortsfesten Fuellkoerperkolonnen
CN1282266A (zh) * 1997-11-17 2001-01-31 液体空气乔治洛德方法利用和研究有限公司 非竖直蒸馏塔的液体分配器及相应的蒸馏塔
CN1606471A (zh) * 2001-12-20 2005-04-13 罗尔夫P·C·曼托伊费尔 在一个喷淋柱中进行物质－能量交换的装置

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