CN108367209A - 用于对流体混合物进行热处理的塔的烟囱塔盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对流体混合物进行热处理的塔(1)的烟囱塔盘(3)，包括：一个收集塔盘(4)以及至少两个烟囱(5‑1，5‑2)，所述至少两个烟囱(5‑1，5‑2)在所述收集塔盘(4)中水平间隔开，其中每个烟囱(5‑1，5‑2)具有竖直取向的烟囱主体(6‑1，6‑2)，所述烟囱主体(6‑1，6‑2)形成穿过所述收集塔盘(4)的通孔(7‑1，7‑2)，且每个烟囱(5‑1，5‑2)具有布置成与所述烟囱主体(6‑1，6‑2)间隔开的覆盖装置(8‑1，8‑2)，且其中所述覆盖装置(8‑1，8‑2)在竖直方向上覆盖相应的通孔(7‑1，7‑2)。根据本发明的烟囱塔盘(3)的特征在于一个屏蔽物(9)，所述屏蔽物(9)围绕第一烟囱(5‑1)的烟囱主体(6‑1)延伸，其中所述屏蔽物(9)的下部环形边缘(14)位于所述第一烟囱(5‑1)的烟囱主体(6‑1)的上部边缘(13)下方，且所述屏蔽物(9)的上部环形边缘(11)位于所述第一烟囱(5‑1)的覆盖装置(8‑1)的下部外部边缘(12)上方或邻接所述第一烟囱(5‑1)的覆盖装置(8‑1)的下部外部边缘(12)。

Description

用于对流体混合物进行热处理的塔的烟囱塔盘
本发明涉及一种用于对流体混合物进行热处理(特别是对可聚合流体混合物进行处理)的塔的烟囱塔盘(Kaminboden)，且涉及一种具有布置在塔腔内的根据本发明的烟囱塔盘的塔。所述烟囱塔盘包括一个收集塔盘和至少两个烟囱，所述至少两个烟囱在所述收集塔盘中水平间隔开。每个烟囱具有竖直取向的烟囱主体，所述烟囱主体形成穿过所述收集塔盘的通孔所述烟囱主体尤其是圆柱形的。另外，每个烟囱具有布置成与所述烟囱主体间隔开的覆盖装置。此覆盖装置在竖直方向上覆盖相应的通孔。
烟囱塔盘用在分离塔中。在这样的分离塔中，气态(上升的)和液态(下降的)物质流经常在逆流中0被传送，其中所述物质流中的至少一个包括可聚合化合物，特别是(甲基)丙烯酸单体。由于在所述物质流之间存在不平衡，导致发生热量和质量转移，这最终导致分离塔内所需的去除(或分离)。在本文件中，这样的分离方法应被称为热分离方法。
这样的热分离方法的实例是分级凝缩(参见例如DE19924532A1、DE10243625A1和WO2008/090190A1)和精馏。在这两个方法中，上升蒸汽相在逆流中相对于下降液相被传送。分离作用是基于平衡时的蒸汽组分与液体组分不同。又一个热分离方法是吸收，其中至少一种上升气体相对于至少一种下降液体在逆流中被传送。分离作用是基于气体成分在液体中的不同溶解度。又一个热分离方法是解吸。解吸是吸收的逆过程。在此解吸通过降低分压力来去除溶解在液相中的气体。当液相中的溶解物的分压力至少部分地通过引导载气穿过液相而降低时，此热分离方法也被称为剥离。替代地或附加地(同时作为组合)，也可以通过降低工作压力来降低分压力。
例如，可以进行从催化气相氧化的产物气体混合物去除(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯醛，使得首先通过吸收到溶剂(例如水或有机溶剂)内或通过产物气体混合物的分级凝缩来使(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯醛基本去除，且随后进一步分离所获得的被吸收物或凝缩物以获得更大纯度或更小纯度的(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯醛(参见，例如，DE-10332758A1、DE10243625A1、WO2008/090190A1、DE10336386A1、DE19924532A1、DE19924533A1、DE102010001228A1、WO2004/035514A1、EP1125912A2、EP982289A2、EP982287A1和DE10218419A1)。
在其内进行此分离方法的分离塔包括质量转移塔盘(Stoffaustausch)作为起分离作用的内部构件(Einbauten)。尤其将滴滤塔盘用作质量转移塔盘。滴滤塔盘是板或连接在一起形成板的板节段，所述板具有用于上升气相或蒸汽相的分布在所述板上的(术语“气态的”和“蒸汽态的”在本文件中同义地使用)且基本上平面的通孔，例如圆孔和/或槽(例如参见DE10230219A1、EP1279429A1、US-A3988213和EP1029573A1)。除此之外的任何开口(例如至少一个降液管(至少一个排出节段))通常不存在于滴滤塔盘中。由于不存在降液管，因此在分离塔内上升的气体(在分离塔内上升的蒸汽)和在分离塔内下降的液体二者必须在时间上交替地在相反方向上流动的方式移动通过(相同的)通孔(通过通道的开放横截面)。还提到了通过通孔的上升气体和下降液体的“双流”，这就是在文献中对于此类型的质量转移塔盘也经常使用术语“双流塔盘”的原因。
烟囱塔盘是强制液体传导的塔盘。在此情况下，除了已经描述的通孔之外，附加地设置了至少一个降液管。在此所述至少一个降液管例如是至少一个排出孔下降到烟囱塔盘上的液体流动朝向排出孔，且所述排出孔终止于按序列通向下方的质量转移塔盘的轴中，所述轴通常构造为与指向塔的纵向方向上的轴线中心对称。所述轴的横截面可以沿着该轴线变化(例如变窄)或是恒定的。
通过所述烟囱塔盘的至少一个降液管，在一系列塔盘内，从较高的烟囱塔盘下降的液体始终独立于通过该烟囱塔盘的通孔上升的气体或蒸气而下降作为到该系列中的下一个更低的塔盘的至少一个液体供给。
在此情况下，所述烟囱塔盘的烟囱形成上升蒸汽或上升气体的通孔。同时，烟囱通过覆盖装置(诸如覆盖帽)阻止向下滴落的液体向下传递通过烟囱的通孔。向下滴落的液体而是被收集在烟囱塔盘上，且与上升的蒸汽或气体分开地向下流经降液管。例如在DE10159825A1中描述了这样的烟囱塔盘。
然而，在烟囱塔盘具有多个彼此并排布置的烟囱的情况下，问题在于，向下滴落的液滴在烟囱的覆盖装置处反弹，且然后在某些情况下被偏转使得它们可以进入邻近的烟囱内，以通过此烟囱的通孔向下通过烟囱塔盘。应阻止这样的液体通过。
参考图3，再一次阐明现有技术的烟囱塔盘的此问题：
在塔1'中，烟囱塔盘3'被固定到塔主体2'。烟囱塔盘3'具有彼此并排布置的至少两个烟囱5-1'和5-2'。第一烟囱5-1'包括形成通孔7-1'的烟囱主体6-2'。与烟囱主体6-1'竖直间隔开，布置覆盖装置8-1'使得它在竖直方向上覆盖通孔7-1'。第二烟囱5-2'以相同的方式形成。它具有形成通孔7-2'的烟囱主体6-2'。在它上方竖直间隔开布置覆盖装置8-2'。然后向下滴落的液滴10'可以从覆盖装置8-2'反弹，且在那里在第一烟囱5-1'的方向上偏转，使得它们穿过开口到达形成在覆盖装置8-1'和烟囱主体6-1'之间的通孔7-1'。
本发明的目的是提供开头提到的类型的烟囱塔盘和具有这样的烟囱塔盘的塔，其中阻止了向下滴落的液体能够通过烟囱的通孔穿过烟囱塔盘。
根据本发明，此目的通过具有权利要求1的特征的烟囱塔盘和具有权利要求17的特征的塔来实现。有利的配置和发展在从属权利要求中显现。
根据本发明的烟囱塔盘的特征在于屏蔽物，所述屏蔽物围绕第一烟囱的烟囱主体延伸，其中所述屏蔽物的下部边缘位于所述第一烟囱的烟囱主体的上部边缘下方，且所述屏蔽物的上部环形边缘位于所述第一烟囱的覆盖装置的下部外边缘上方或邻接所述第一烟囱的覆盖装置的下部外边缘。
通过根据本发明的烟囱塔盘的烟囱的屏蔽物，不仅阻止从上方滴落下的液滴，而且阻止从邻近的烟囱或在该烟囱的收集塔盘处反弹的液滴能够到达此烟囱的通孔。
除非另外明确提及，否则空间术语“上方”、“下方”、“水平的”和“竖直的”涉及在操作期间烟囱塔盘在塔内的定向。
本质上，根据本发明的烟囱塔盘不影响气体和液体之间的质量转移。它尤其用于分离气体和液体的目的。通过气体流和液体流的分离实现了气体非常受控地向上流动通过烟囱塔盘。
因此，根据本发明的烟囱塔盘原理上不同于质量转移塔盘，诸如泡罩塔盘。在泡罩塔盘上，例如在溢流堰的帮助下保留(zurückgehalten)液体，且在上升的气体和保留的液体之间产生尽可能大的接触表面，以实现气体和液体之间的尽可能全面的质量转移。这是通过钟形罩来实现的，所述罩阻止通过塔盘的通孔向上流动的气体直接向上从保留的液体逸出。所述罩的下部边缘(或整个罩)浸入通孔周围的液体内，使得上升气体仅经过边缘下方逸出到周围的液体中。例如在美国专利1,821,619和2,600,710以及德国专利936032中描述了泡罩塔盘。
可想到用于覆盖装置的多种配置。它们各自意在阻止直接从上方滴落的液滴能够直接进入烟囱的通孔内。为此，所述覆盖装置在竖直方向上覆盖所述通孔。所述屏蔽物也被装配到所述覆盖装置，使得即使间接到达烟囱的液滴(例如在塔的其他表面上已经偏转的液滴)也不能够进入烟囱的通孔内。
所述覆盖装置可以例如是罩帽、钟形覆盖物或覆盖顶部。所述覆盖装置尤其是具有向上指向的尖端的圆锥形顶部。
在根据本发明的烟囱塔盘的一个配置中，一方面在所述烟囱主体和所述覆盖装置之间且另一方面在所述烟囱主体和所述屏蔽物之间形成用于气体通过区域。在此配置中，这些气体通过区域没有内部部件。
也就是说，这样的内部部件可能阻碍从烟囱主体的区域排出夹带的液滴。根据本发明，因此在所述气体通过区域尤其不形成或安装内部部件，诸如用于收集液滴的针织物或织物垫。因此，上升的气体尤其不必通过针织物或织物。内部部件在此也被理解为用于从覆盖装置或屏蔽物的区域导出液体的导向元件或沟槽。优选地，所述烟囱主体的表面、所述覆盖装置的表面或所述屏蔽物的表面都不包括沟槽，特别是不包括用于将液体返回通过所述烟囱主体进入所述烟囱塔盘下面的区域内的沟槽。
当可聚合流体混合物经历热处理时，固体聚合产物沉积在这样的内部部件处或这样的内部部件内。随着工艺持续时间的增加，针织物或织物垫会越来越堵塞，并且在相对短的工艺操作之后就已经被聚合物沉积物堵塞。在一些时间之后，沟槽将不再运转，因为聚合物沉积物会使其收集的液体更难以排出。最终，它们会被聚合物沉积物填满且因此不再起到沟槽的作用。另外，沟槽也只有在其中累积的沉积物需相当多的额外耗费的情况下才会被卸下。
尽管聚合物在这样的敏感内部部件处的沉积迅速严重地影响工艺操作，但是聚合物在烟囱主体、覆盖装置或屏蔽物的表面上或边缘处的沉积对工艺操作几乎不具有影响。只有在较长的操作持续时间之后，即形成非常厚的沉积时，才会严重影响操作。因此，放弃所提到的内部部件使得烟囱塔盘的功能仅在带有聚合物沉积物的相对较高的负荷时才受到显著影响。这确保即使在热处理可聚合混合物时稳定的且长时间间隔的连续的工艺操作。
在根据本发明的烟囱塔盘的又一个配置中，其具有布置在所述收集塔盘内的至少一个排出孔，液体能够通过所述至少一个排出孔从所述收集塔盘导出到所述烟囱塔盘下方的区域内。
这避免了在烟囱塔盘的收集表面上(即在收集塔盘的上侧上)收集大量液体。
排出孔或多个排出孔(如果存在的话)优选地延伸到液体抽出装置(Flüssigkeitsabzug)的入口内，其中所述液体抽出装置在烟囱塔盘下方的区域中还具有出口。优选地，排出管从所述排出孔向下延伸。在此情况下，所述收集槽(Auffangbecken)可以构造为设置在所述排出管的下部开口下方的收集杯，其中所述排出管穿过所述收集杯的、由所述收集杯的上部边缘形成的表面，且其中所述收集杯的上部边缘被设置在所述排出管的下部开口的下部边缘上方。在此由所述收集杯的上部边缘形成的表面只是一个假想表面。它尤其与所述收集杯充满液体时的液体上部表面重合。因此，当所述收集杯充满液体时，所述排出管浸入所述收集杯中存在的液体内，使得以此方式提供液压密封。通过此液压密封阻止形成上升气体的旁路。上升气体不能够向上流动经过所述烟囱塔盘的开口处的液体抽出装置。
为了将在所述收集塔盘上所收集的液体经由排出孔流走，所述收集塔盘可以在排出孔的方向上具有倾斜度。
在特定的实施方式中，可以在收集表面中设置沟槽，所述沟槽具有倾斜度并且通向排出孔。
被设计成使得只有非常少量的液体被保留在所述收集塔盘上的烟囱塔盘是特别普遍适用的。它可以被特别有利地安装在用于对可聚合混合物进行热处理的塔内，或对于在未来任何情况下，它都不应该被排除在外。
在根据本发明的烟囱塔盘的一个配置中，所述覆盖装置从所述烟囱主体的中心轴线朝向其外部环形边缘向下倾斜，所述外部环形边缘在水平方向上位于由所述烟囱主体形成的通孔的外部。这实现了向下滴落的液滴在所述覆盖装置的倾斜表面上向下流到所述烟囱塔盘的收集塔盘。
圆柱形的竖直取向的烟囱主体可以具有多种横截面几何形状。例如，所述烟囱主体可以具有圆形横截面。在另一个配置中，所述烟囱主体具有矩形横截面，尤其具有正方形横截面。然而，还可能的是，所述横截面具有椭圆形或其他圆形横截面形状或其他有角横截面形状，例如等边多边形。有利地，就几何形状而言，所述覆盖装置的横截面与所述烟囱主体的横截面相同。
在根据本发明的烟囱塔盘的第一实施例中，所述屏蔽物从所述第一烟囱的覆盖装置的下部边缘竖直向下延伸到所述第一烟囱的烟囱主体的上部边缘下方。在此情况下，因此，所述覆盖装置被构造为与所述屏蔽物是单件式的。这对于在烟囱方向上横向偏转的液滴实现特别有效的屏蔽。在此情况下，向上上升的蒸汽通过烟囱的通孔穿过所述烟囱主体到达所述覆盖装置。此时，所述覆盖装置和所述屏蔽物使它再次向下偏转，直到它可以通过所述屏蔽物和所述烟囱主体之间的开口进入所述烟囱塔盘上方的区域。
在此实施例中，所述烟囱主体的高度与所述烟囱主体的上部边缘距所述屏蔽物的下部边缘的竖直距离的比率尤其在10到30的范围内，优选地在10到15的范围内。此比率尤其是12。通过此几何形状实现了，在下方从所述烟囱塔盘的收集塔盘反弹并且再次向上偏转的液滴也不能够进入烟囱的通孔。
在又一个配置中，所述烟囱主体与所述屏蔽物的水平距离与所述烟囱主体的上部边缘距所述屏蔽物的下部边缘的竖直距离的比率在1.0到1.5的范围内。有利地，此比率在1.1到1.3的范围内，且此比率优选地是1.2。所述烟囱主体相对于所述屏蔽物的此几何形状还阻止在下方反弹的液滴能够向上通过所述屏蔽物和所述烟囱主体之间的间隙直至烟囱的通孔。
在根据本发明的烟囱塔盘的第二实施例中，所述屏蔽物的上部环形边缘在第一烟囱的覆盖装置的下部边缘上方，且所述屏蔽物与所述覆盖装置水平间隔开。在此情况下，因此，所述覆盖装置和所述屏蔽物被构造为两件式。在此实施例中，有利地，从下方通过的蒸汽可以在所述覆盖装置和所述屏蔽物之间既向上也向下流动并且进入所述烟囱塔盘上方的区域。此烟囱的蒸汽透气性因此得到改善。另外，蒸汽通过多个开口进入所述烟囱塔盘上方的区域。同时，所述屏蔽物相对于所述覆盖装置和所述烟囱主体的位置被配置成使得液滴不能够进入烟囱的通孔。
在此实施例中，所述烟囱主体的高度与所述烟囱主体的上部边缘距所述屏蔽物的下部边缘的竖直距离的比率尤其在15到40的范围内，有利地在20到30的范围内，尤其是22或28的值处。烟囱的此几何形状有效地阻止在下方从所述烟囱塔盘的收集塔盘反弹并且向上偏转的液滴能够穿过所述烟囱主体和所述屏蔽物之间的开口直到烟囱的通孔。
另外，所述烟囱主体距所述屏蔽物的水平距离与所述烟囱主体的上部边缘距所述屏蔽物的下部边缘的竖直距离的比率在2.0到4.0的范围内，优选地在2.5到3.4的范围内，并且特别是在2.6或3.2的值处。这也有效地阻止在收集塔盘处向上偏转的液滴能够进入烟囱的通孔。
在根据本发明的烟囱塔盘的第二实施例的发展中，所述屏蔽物的上部环形边缘位于第一烟囱的覆盖装置的下部边缘上方并且位于第一烟囱的覆盖装置的最高点下方。此配置在所述屏蔽物的有效屏蔽和最小伸展之间实现了折衷，以确保尽可能好的蒸汽通过性。
在此情况下，邻近的烟囱的覆盖装置的最高点的水平距离与所述屏蔽物的上部边缘距所述邻近的烟囱的覆盖装置的最高点的竖直距离的比率在20到60的范围内，有利地在40到50的范围内，且优选地在48.5的值处，所述最高点在所述屏蔽物的上部边缘上方。在第二实施例中，这有效地阻止了从邻近的烟囱的覆盖装置反弹的液滴能够进入第一烟囱的通孔。
在根据本发明的烟囱塔盘的第一实施例和第二实施例的发展中，由所述烟囱主体所形成的横截面面积与在所述屏蔽物和所述烟囱主体之间所形成的横截面面积的比率在0.5到10的范围内，尤其在1到5的范围内。这阻止了烟囱塔盘的过高压力损失，且同时阻止了在所有操作状态下液体组分穿过所述烟囱塔盘从所述塔的上部分的回流。
根据本发明的用于对流体混合物进行热处理的塔包括形成塔腔的圆柱形竖直取向的塔主体。所述塔的特征在于布置在所述塔腔内的如上文所描述的烟囱塔盘。
所述塔的塔主体尤其具有至少一个排出孔，所述排出孔被布置在所述塔主体内、在所述收集塔盘上方或在所述收集塔盘的一个端面与所述塔主体之间，通过所述排出孔液体可以从所述收集塔盘被导出到所述烟囱塔盘下方的区域。这避免了在所述烟囱塔盘的收集表面上(即在所述收集塔盘的上侧上)收集大量液体，如上文所描述的。
所述排出孔尤其被布置在所述塔主体内、在由所述收集塔盘所形成的收集表面的最低区域正上方。
所述收集表面的最低区域距所述排出孔的下部边缘之间的竖直距离与所述收集表面的最低区域距所述屏蔽物的下部边缘的竖直距离的比率在0到0.5的范围内，特别是在0到0.3的范围内，优选地在0到0.1的范围内。
所述排出孔且特别是所述排出孔的下部边缘被布置得越低，在根据本发明的烟囱塔盘上的液位就越低。所述排出孔的下部边缘应理解为所述排出孔的最低点，在流入到所述排出孔内时液体必须至少溢出所述最低点。
优选地，所述排出孔或多个排出孔被安置得如此之低，以至于在所述收集表面上所收集的液体仅上升到所述覆盖装置和所述屏蔽物的区域中的气体通过时不被液体阻碍的程度。
所述排出孔或多个排出孔(如果存在的话)优选地延伸到液体抽出装置的入口内，其中所述抽出装置在所述烟囱塔盘下方的区域中还具有出口。优选地，排出管(Ablaufrohr)从所述排出孔向下延伸。所述液体抽出装置可以尤其包括虹吸管状构造的排出管。此虹吸管状构造的排出管以简单的方式为上升气体提供液压密封。
在可聚合流体混合物的热处理中，通常试图不在所述收集塔盘上保留任何液体。这在根据本发明的烟囱塔盘位于塔的下部区域内时尤其是有利的，在所述塔的下部区域处温度如此之高，使得特别容易不期望地形成二聚体或更高级的低聚物。当位于所述收集塔盘上的大量(不必要的大量)的液体被持续地暴露至高温时，不期望的二聚反应或低聚反应总体上增加。这通过根据本发明的烟囱塔盘或根据本发明的塔的排出孔来避免。
在下文中将参考附图阐明根据本发明的烟囱塔盘的一个实施例。
图1示意性地示出了根据本发明的烟囱塔盘的第一实施例的局部视图，
图2示意性地示出了根据本发明的烟囱塔盘的第二实施例的局部视图，
图3示意性地示出了已知的烟囱塔盘的局部视图，
图4示意性地示出了根据本发明的烟囱塔盘的一部分，以及
图5示意性地示出了根据本发明的塔的下部区域的横截面。
应指出，图1至图5中的表示未按比例绘制。它们意在说明烟囱塔盘的烟囱的几何形状，且重现烟囱塔盘的部件的名称。图1至图4分别示出了安装在塔1(尤其是分离塔)的竖直取向的塔主体2内的烟囱塔盘的局部视图。在此，所述烟囱塔盘可以包括多个示出的烟囱，例如，如在DE10159825A1中示出的。
参考图1，阐明了根据本发明的烟囱塔盘3的第一实施例：
烟囱塔盘3被水平地安装在塔1的竖直取向的塔主体2内。烟囱塔盘3包括收集塔盘4，从上方向下滴落的液体可以收集在所述收集塔盘上。此液体经由降液管(未示出)或塔壁中的孔引走。烟囱塔盘3具有多个烟囱，所述多个烟囱中的两个邻近的烟囱5-1和5-2被示出在图1中。每个烟囱包括圆柱形的、竖直取向的烟囱主体6-1或6-2，所述烟囱主体6-1或6-2形成通孔7-1或7-2。烟囱主体6-1和6-2的横截面线是圆形的。然而，所述横截面线还可以具有其他形状，例如矩形形状。通孔7-1和7-2用于上升蒸汽通过。应该阻止液体通过这些通孔7-1和7-2。出于此目的，在烟囱主体6-1和6-2上方布置了位于烟囱主体6-1和6-2之上的覆盖装置8-1和8-2。在此，覆盖装置8-1和8-2与烟囱主体6-1和6-2竖直地间隔开，使得从下方上升的蒸汽可以进入烟囱塔盘3上方的区域。另外，覆盖装置8-1和8-2在竖直方向上覆盖通孔7-1和7-2，以阻止向下滴落的液滴能够直接通过通孔7-1和7-2。此种烟囱本身是已知的。
根据本发明，本发明的烟囱塔盘3的烟囱中的至少一个具有屏蔽物9。优选地，烟囱塔盘3的所有烟囱都具有此屏蔽物9。然而，在下文中仅关于烟囱5-1阐明屏蔽物9。
烟囱5-1的覆盖装置8-1是具有向上指向的尖端的圆锥体，所述圆锥体形成下部外部圆形边缘12。此圆形边缘12的直径D2是980mm。烟囱主体6-1也具有直径D1是810mm的圆形横截面。圆锥形覆盖装置8-1被布置在烟囱主体6-1的中间之上。因此，烟囱主体6-1的中心轴线切割圆锥形覆盖装置8-1的尖端。
一方面在烟囱主体6-1和覆盖装置8-1之间且另一方面在烟囱主体6-1和屏蔽物9之间形成气体通过区域。由此上升的气体或蒸汽流入烟囱塔盘3上方的区域。气体通过区域没有内部部件。
在图1中示出的第一实施例中，屏蔽物9从覆盖装置8-1的下部边缘12竖直向下延伸到烟囱主体6-1的上部边缘13下方。以此方式，在屏蔽物9的下部部分和烟囱6-1之间形成环形的(在目前情况下，圆形的)圆柱形开口，其中烟囱主体6-1距屏蔽物9的水平距离H1是85mm。因此，屏蔽物9形成竖直的、与烟囱主体6-1同中心的环。
另外，在使用塔1内的烟囱塔盘3对流体混合物进行热处理的情况下，由烟囱主体6-1形成的横截面面积与在屏蔽物9和烟囱主体6-1之间所形成的横截面面积(即在目前情况下是同中心环的横截面面积)的比率是重要的。气体通过由烟囱主体6-1形成的横截面面积流入烟囱5-1内，气体通过屏蔽物9和烟囱主体6-1之间所形成的横截面面积从烟囱5-1流出。此比率在0.5到10的范围内，优选地在1到5的范围内。在所描述的实施例中，此比率是3。在这方面，图1未按比例绘制。在较高比率下，流动速度变得如此之高以至于液滴难以逆着气流移动。然而，这具有在烟囱塔盘内发生过高的压力损失的缺点。
另外，烟囱主体6-1的上部边缘13距屏蔽物9的下部边缘14的竖直距离V1是70mm。屏蔽物9的竖直长度V3是300mm，且烟囱主体6-1的高度V4是811mm。此高度是烟囱主体6-1在收集塔盘4上方的竖直伸展。可选地，烟囱主体还可以穿过收集塔盘4并且进一步向下延伸。
对于屏蔽物9对抗在烟囱5-1的方向上在邻近的烟囱5-2的覆盖装置8-2处反弹的液滴10和可选地从收集盘4向上偏转的液滴的作用，屏蔽物9与烟囱5-1的其他部分的特定几何比率是相关的。在图1中示出的实施例中，烟囱主体6-1的高度V4与烟囱主体6-1的上部边缘13距屏蔽物9的下部边缘14的竖直距离V1的比率V4/V1具有的值为12。
此外，烟囱主体6-1距屏蔽物9的水平距离H1与烟囱主体6-1的上部边缘13距屏蔽物9的下部边缘14的竖直距离V1的比率H1/V1具有的值为1.2。
参考图2，阐明根据本发明的烟囱塔盘3的第二实施例：
第二实施例的烟囱塔盘3与图1中示出的第一实施例的烟囱塔盘3的不同之处在于，屏蔽物9被布置为与覆盖装置8-1水平间隔开。第二实施例的烟囱5-1尤其在流经的气体的压力损失必须被最小化时才使用。在此实施方案中，因为由烟囱5-1流出的气体的气体侧流动横截面通常较大，所以出现了稍小的压力损失。
在此实施例中，在烟囱主体6-1、覆盖装置8-1和屏蔽物9之间同样形成了气体通过区域。在此情况下，这些气体通过区域同样没有内部部件。
在第二实施例中，烟囱主体6-1的直径D1是740mm，且覆盖装置8-1的下部边缘12处的直径D2是915mm。在此情况下，屏蔽物9的直径D3大于覆盖装置8-1的直径D2。它是1200mm。覆盖装置8-1和屏蔽物9都相对于烟囱主体6-1居中地或同中心地布置。因此，屏蔽物9的竖直环被布置成在水平方向上与烟囱主体6-1和覆盖装置8-1的下部边缘12间隔开。在此情况下，烟囱主体6-1和屏蔽物9之间的水平距离H1是230mm。覆盖装置8-1的下部外部边缘12与屏蔽物9之间的水平距离H2是87.5mm。
在此情况下，烟囱主体6-1的上部边缘13距屏蔽物9的下部边缘14的竖直距离V1是90mm。另外，在第二实施例中，出现覆盖装置8-1的下部外部边缘12距屏蔽物9的上部边缘11的竖直距离V2。此竖直距离V2是40mm，其中屏蔽物9的上部边缘11被布置在覆盖装置8-1的下部外部边缘11上方。在此情况下，屏蔽物9的竖直长度V3是451mm，且烟囱主体6-1的高度V4是1980mm。
因为在第二实施例中，在屏蔽物9和覆盖装置8-1之间出现上部开口，所以在第二个实施例中邻近的烟囱5-2的最高点15-2距屏蔽物9的上部边缘11的竖直长度V5也是相关的。在第二实施例中，烟囱5-1的最高点15-1和烟囱5-2的最高点15-2被布置在相同高度。当屏蔽物9的上部边缘11延伸到邻近的烟囱5-2的最高点15-2时，此竖直长度V5等于0。然而，在图2中示出的示例中，屏蔽物9的上部边缘11仅略微高于覆盖装置8-1的下部边缘12。然而，在第二实施例中，屏蔽物9的上部边缘11应达到烟囱5-1的最高点15-1和此烟囱5-1的覆盖装置8-1的下部边缘12之间的一半。因为两个烟囱5-1和5-2的最高点15-1和15-2具有相同高度，所以在此情况下竖直长度V5是20mm。
此外，在此情况下，邻近的烟囱5-2的最高点15-2(其在屏蔽物9的上部边缘11上方)距烟囱5-1的屏蔽物9的水平距离H3是相关的。在第二实施例中，此水平距离H3是970mm。
为了有效地遮蔽烟囱5-1的通孔7-1，屏蔽物9相对于覆盖装置8-1和烟囱主体6-1的特定几何比率是相关的。
在第二实施例中，烟囱主体6-1的高度V4与烟囱主体6-1的上部边缘13距屏蔽物9的下部边缘的竖直距离V1的比率V4/V1具有的值为22。
此外，烟囱主体6-1距屏蔽物9的水平距离H1与烟囱主体6-1的上部边缘13距屏蔽物9的下部边缘14的竖直距离V1的比率H1/V1具有的值为2.6。
此外，覆盖装置8-1的下部边缘12距屏蔽物9的水平距离与屏蔽物9的上部边缘11距覆盖装置8-2的下部边缘12的竖直距离V2的比率H2/V2具有的值为2.2。
另外，覆盖装置8-2或邻近的烟囱5-2的最高点15-2(其在屏蔽物9的上部边缘11上方)的水平距离H3与屏蔽物9的上部边缘11距最高点15-2的距离V5的比率H3/V5具有的值为48.5。
最后，由烟囱主体6-1所形成的横截面面积与在屏蔽物9和烟囱主体6-1之间所形成的横截面面积的比率在0.5到10的范围内，优选地在1到5的范围内。在所描述的实施例中，此比率是2。在这方面，图2未按比例绘制。此比率可以比在第一实施例中更小，因为在第二实施例的烟囱5-1的情况下，气体还可以流经覆盖装置8的下部外部边缘12和屏蔽物9之间的上部环形间隙。
在第二实施例的一个变型中，直径D1是850mm，直径D2是1025mm，且直径D3是1300mm。在此情况下，竖直距离V1是70mm，竖直距离V2是40mm，屏蔽物9的竖直长度V3是465mm，且烟囱主体8-1的高度V4是1980mm。在此情况下，水平距离H1是225mm，且水平距离H2是87.5mm。在此情况下，比率V4/V1是28，在此情况下，比率H1/V1是3.2，且在此情况下，比率H2/V2是2.2。
图4示出了根据以上实施例的烟囱塔盘3的一个变体。烟囱塔盘3的直径是例如7.4m，使得它可以在塔主体2处水平固定在塔腔内。烟囱塔盘3共包括十二个烟囱(仅示出了其中的两个)。烟囱5-1、5-2的通孔7-1、7-2具有圆形圆周且具有810mm的直径。因此由通孔7-1、7-2形成的面积在该烟囱塔盘3的总面积上的比例是14％。
在烟囱主体6-1、6-2的上方，在竖直方向上覆盖相应的通孔7-1、7-2的覆盖装置8-1、8-2成竖直间隔开。相应的屏蔽物9的上部环形边缘邻接相应的覆盖装置8-1、8-2的下部外边缘，如参考第一实施例所描述的。然而，屏蔽物9也可以如第二实施例中所描述的那样配置。
在烟囱塔盘3的中间布置液体抽出装置21。液体抽出装置21包括圆形排出孔17，排出管从排出孔17向下延伸。通过该排出管所收集的由收集塔盘4形成的收集表面19上的液体可以向下排出。出于此目的，收集塔盘4可以形成为在排出孔17的方向上倾斜。在该排出管下方是收集杯20，该收集杯20形成用于液体的收集盆。在此，该排出管的下部开口的下部边缘22被布置为与收集杯20的基底23竖直间隔开。另外，收集杯20的上部边缘24被布置在该排出管的下部边缘22上方。通过该排出管向下流入收集杯20的液体收集在其中，使得液位上升到收集杯20的上部边缘24。此后，液体在上部边缘24之上溢出收集杯20，且然后进入烟囱塔盘3下方的区域。在此状态下，该排出管浸入存在于收集杯20内的液体中。因此，该排出管穿过收集杯20的假想表面，该假想表面由该收集杯20的上部边缘24形成。以此方式，提供了液压密封，该液压密封阻止从下方上升的气体能够穿过该排出管的孔向上穿过烟囱塔盘3。因此确保向上上升的气体向上上升仅通过烟囱5-1、5-2的通孔7-1、7-2。
图5示意性地示出了具有液压密封的液体抽出装置21的另一个示例：
在此情况下，烟囱塔盘3在中间不具有液体抽出装置21。更确切的说，液体抽出装置21被布置在塔主体2内。为此，排出孔17被布置在塔主体2内且在收集塔盘4的收集表面19正上方。管25被连接到排出孔，管25转入虹吸管状构造的排出管26内。该排出管然后再次通入烟囱塔盘3下方的塔腔16内。以此方式，收集在烟囱塔盘3的收集表面19上的液体27可以经由液体抽出装置21引出并且被输送到例如塔底。排出孔17被布置得如此之低，以至于液体不能够上升到屏蔽物9的下部边缘14附近。排出孔17的下部边缘18被布置在未倾斜的收集表面19的高度上。因此，排出孔17在塔主体2中布置成使得收集表面4的最低区域距排出孔17的下部边缘18的竖直距离与收集表面4的最低区域距屏蔽物9的下部边缘14的竖直距离的比率恰好是0。因为收集塔盘4不倾斜，所以整个收集表面19同时对应于收集表面19的最低区域L1。
附图标记列表：
1 塔
2 塔主体
3 烟囱塔盘
4 收集塔盘
5-1、5-2 烟囱
6-1、6-2 烟囱主体
7-1、7-2 通孔
8-1、8-2 覆盖装置
9 屏蔽物
10 液滴
11 屏蔽物9的上部边缘
12 覆盖装置8-1的下部边缘
13 烟囱主体6-1的上部边缘
14 屏蔽物9的下部边缘
15-1、15-2 烟囱5-1和5-2的最高点
16 塔腔
17 排出孔
18 排出孔17的下部边缘
19 由收集塔盘4所形成的收集表面
20 收集杯
21 液体抽出装置
22 排出管的下部孔口的下部边缘
23 收集杯20的基底
24 收集杯20的上部边缘
25 排出管
26 虹吸管状构造的管
27 液体
L1 收集表面19的最低区域

Claims (20)

1.一种用于对流体混合物进行热处理的塔(1)的烟囱塔盘(3)，包括：
一个收集塔盘(4)；以及
至少两个烟囱(5-1，5-2)，所述至少两个烟囱(5-1，5-2)在所述收集塔盘(4)中水平间隔开，其中每个烟囱(5-1，5-2)具有竖直取向的烟囱主体(6-1，6-2)，所述烟囱主体(6-1，6-2)形成穿过所述收集塔盘(4)的通孔(7-1，7-2)，且每个烟囱(5-1，5-2)具有布置成与所述烟囱主体(6-1，6-2)间隔开的覆盖装置(8-1，8-2)，且
其中所述覆盖装置(8-1，8-2)在竖直方向上覆盖相应的通孔(7-1，7-2)，
其特征在于
一个屏蔽物(9)，所述屏蔽物(9)围绕第一烟囱(5-1)的烟囱主体(6-1)延伸，其中所述屏蔽物(9)的下部环形边缘(14)位于所述第一烟囱(5-1)的烟囱主体(6-1)的上部边缘(13)下方，且所述屏蔽物(9)的上部环形边缘(11)位于所述第一烟囱(5-1)的覆盖装置(8-1)的下部外部边缘(12)上方或邻接所述第一烟囱(5-1)的覆盖装置(8-1)的下部外部边缘(12)。
2.根据权利要求1所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，一方面在所述烟囱主体(6-1，6-2)和所述覆盖装置(8-1，8-2)之间且另一方面在所述烟囱主体(6-1，6-2)和所述屏蔽物(9)之间形成气体通过区域，其中所述气体通过区域没有内部部件。
3.根据权利要求1或2所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，布置在所述收集塔盘(4)内的至少一个排出孔(17)，液体能够通过所述至少一个排出孔(17)从所述收集塔盘(4)导出到所述烟囱塔盘(3)下方的区域内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述覆盖装置(8-1)从所述烟囱主体(5-1)的中心轴线朝向其外部环形边缘(12)向下倾斜，所述外部环形边缘(12)在水平方向上位于由所述烟囱主体(5-1)形成的通孔(7-1)的外部。
5.根据前述权利要求中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述烟囱主体(6-1)具有圆形横截面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述烟囱主体(6-1)具有矩形横截面，尤其具有正方形横截面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述屏蔽物(9)从所述第一烟囱(5-1)的覆盖装置(8-1)的下部边缘(12)竖直向下延伸到所述第一烟囱(5-1)的烟囱主体(6-1)的上部边缘(13)下方。
8.根据权利要求7所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述烟囱主体(6-1)的高度(V4)与所述烟囱主体(6-1)的上部边缘(13)距所述屏蔽物(9)的下部边缘(14)的竖直距离(V1)的比率(V4/V1)在10到30的范围内。
9.根据权利要求7或8所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述烟囱主体(6-1)距所述屏蔽物(9)的水平距离(H1)与所述烟囱主体(6-1)的上部边缘(13)距所述屏蔽物(9)的下部边缘(14)的竖直距离(V1)的比率(H1/V1)在1.0到1.5的范围内。
10.根据权利要求1到6中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述屏蔽物(9)的上部环形边缘(11)在所述第一烟囱(5-1)的覆盖装置(8-1)的下部边缘(12)上方，且所述屏蔽物(9)与所述覆盖装置(8-1)水平间隔开。
11.根据权利要求10所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述烟囱主体(6-1)的高度(V4)与所述烟囱主体(6-1)的上部边缘(13)距所述屏蔽物(9)的下部边缘(14)的竖直距离(V1)的比率(V4/V1)在15到40的范围内。
12.根据权利要求10或11所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述烟囱主体(6-1)距所述屏蔽物(9)的水平距离(H1)与烟囱主体(6-1)的上部边缘(13)距所述屏蔽物(9)的下部边缘(14)的竖直距离(V1)的比率(H1/V1)在2.0到4.0的范围内。
13.根据权利要求10到12中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，所述屏蔽物(9)的上部环形边缘(11)在所述下部边缘(12)上方且在所述覆盖装置(8-1)的最高点(15-1)下方。
14.根据权利要求10到13中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，邻近的烟囱(5-2)的覆盖装置(8-2)的最高点(15-2)的水平距离H3与所述屏蔽物(9)的上部边缘(11)距所述邻近的烟囱(5-2)的覆盖装置(8-2)的最高点(15-2)的竖直距离(V5)的比率(H3/V5)在20到60的范围内，所述最高点(15-2)在所述屏蔽物(9)的上部边缘(11)上方。
15.根据前述权利要求中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，由所述烟囱主体(6-1)所形成的横截面面积与在所述屏蔽物(9)和所述烟囱主体(6-1)之间所形成的横截面面积的比率在0.5到10的范围内。
16.根据前述权利要求中任一项所述的烟囱塔盘(3)，其特征在于，由所述烟囱主体(6-1)所形成的横截面面积与在所述屏蔽物(9)和所述烟囱主体(6-1)之间所形成的横截面面积的比率在1到5的范围内。
17.一种用于对流体混合物进行热处理的塔(1)，包括一个圆柱形竖直取向的塔主体(2)，该塔主体(2)形成塔腔(16)，其特征在于，根据权利要求1到16中任一项所述的布置在所述塔腔(16)内的烟囱塔盘(3)。
18.根据权利要求17所述的塔(1)，其特征在于，在所述塔主体(2)内且在所述收集塔盘(4)上方或在所述收集塔盘(4)的一个端面和所述塔主体(2)之间布置的排出孔(17)，液体能够通过所述排出孔(17)从所述收集塔盘(4)导出到所述烟囱塔盘(3)下方的区域内。
19.根据权利要求18所述的塔(1)，其特征在于，所述排出孔(17)被布置在所述塔主体内且在由所述收集塔盘(4)所形成的收集表面(19)的最下部区域(L1)正上方。
20.根据权利要求18或19所述的塔(1)，其特征在于，所述收集区域(19)的最低区域(L1)距所述排出孔(17)的下部边缘(18)的竖直距离与所述收集表面(19)的最低部分(L1)距所述屏蔽物(9)的下部环形边缘(14)的竖直距离的比率在0到0.5的范围内，特别是在0到0.3的范围内，优选地在0到0.1的范围内。
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