CN115243777A - 气泡促进器 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了具有增加的容量和效率的塔盘。这些塔盘具有平台和延伸穿过该平台的降液管。该平台上存在多个气泡促进器。每个气泡促进器在该平台上限定区域，并且该区域在该平台中具有开口。该开口被定位成邻近该塔盘的固体支撑件。这些气泡促进器提供蒸气可穿过的区域，将该塔盘的受阻区域变成有效区域。本发明还描述了包括这些塔盘的传质塔。

Description

气泡促进器
优先权声明
本申请要求2020年3月6日提交的美国申请16/811,103的优先权，该申请全文并入本文。
背景技术
图1示出了多降液管塔盘100的设计。它由平台105和封端的降液管110构成。平台105具有穿孔115。降液管110延伸跨过塔横截面并由支撑环145支撑。支撑环145附接到塔壁150。平台105由降液管110和支撑环145支撑。
塔盘100上的蒸气-液体接触的有效面积为塔横截面积的70％至90％。塔横截面积的其余部分被降液管110、塔盘支撑环145以及降液管的侧部上的平台支撑件阻挡(未示出)。
期望具有一种塔盘，该塔盘具有比现有塔盘更高的容量以增加现有塔中的通量。
附图说明
图1是塔盘的图示。
图2是具有支撑环气泡促进器的塔盘的一部分的图示。
图3是支撑环、平台和支撑环气泡促进器的侧视图。
图4是气泡促进器的一个实施方案的图示。
图5是平台和支撑环气泡促进器附接到支撑环的一个实施方案的图示。
具体实施方式
通过在支撑环、支撑梁或蒸馏塔盘上的蒸气流动受阻或受限制的其他区域上方添加气泡促进器，增加了该蒸馏塔盘的容量。本发明将该塔盘的蒸气受阻区域(死区)(该死区可以是塔区域的5％至10％)转换为蒸气可穿过的区域(有效区域)。这扩大了用于蒸气-液体流动、接触和分离的塔盘有效面积。
在塔盘死区上添加气泡促进器还增加了塔盘的效率。气泡促进器促进了支撑环、支撑梁或其他死区上方的平台上蒸气和液体的均匀流动和接触。
本发明的一个方面是一种塔盘。在一个实施方案中，该塔盘包括：平台；至少一个降液管；多个气泡促进器，每个气泡促进器在该平台上限定区域，该区域在该平台中具有至少一个开口，该开口被定位成邻近该塔盘的固体支撑件，该气泡促进器下方的总有效开口面积大于或等于该气泡促进器的总开口面积。
在一些实施方案中，该固体支撑件包括围绕塔的圆周定位的支撑环，并且其中这些气泡促进器被定位成邻近该塔盘的外边缘并且位于该支撑环的至少一部分上方，该开口被定位成邻近该支撑环。
在一些实施方案中，该固体支撑件包括延伸跨过塔的至少一部分的支撑梁，并且其中这些气泡促进器被定位在该支撑梁上方的平台的至少一部分上，该开口被定位成邻近该支撑梁。
在一些实施方案中，至少一个气泡促进器包括一对侧壁、一对端壁、顶部和开口底部。
在一些实施方案中，这些侧壁、这些端壁和该顶部中存在穿孔。
在一些实施方案中，一个侧部的高度与另一个侧部的高度不同，或一个端部的高度与另一个端部的高度不同，或两者都不同。
在一些实施方案中，这些侧壁是平行的，或这些端壁是平行的，或两者都是平行的。
在一些实施方案中，这些侧壁不是平行的，或这些端壁不是平行的，或两者都不是平行的。
在一些实施方案中，该气泡促进器内部的在该气泡促进器的顶部与该平台之间的开口面积大于或等于一个气泡促进器在该固体支撑件正上方的一部分的总开口面积。
本发明的另一个方面是一种传质塔。在一个实施方案中，该传质塔包括：塔盘，该塔盘包括：平台；至少一个降液管；多个气泡促进器，每个气泡促进器在该平台上限定区域，该区域在该平台中具有开口；支撑环，该支撑环用于将该塔盘连接到该塔的内部，该平台中的该开口被定位成邻近该塔盘的支撑环；和夹具，该夹具被定位在该支撑环和该平台下方，该夹具利用穿过该夹具、该平台和该气泡促进器的连接器将该平台和该气泡促进器固定到该支撑环。
在一些实施方案中，该连接器是螺栓。
在一些实施方案中，该多个气泡促进器被定位成邻近该塔盘的外边缘，该开口被定位成邻近该支撑环。
在一些实施方案中，该塔还包括延伸跨过该塔的至少一部分的支撑梁，并且其中第二气泡促进器被定位在该支撑梁上方的平台的至少一部分上，该第二气泡促进器在该平台上限定第二区域，该第二区域在该平台中具有第二开口，该第二开口被定位成邻近该支撑梁。
在一些实施方案中，至少一个气泡促进器包括一对侧壁、一对端壁、顶部和开口底部。
在一些实施方案中，这些侧壁、这些端壁和该顶部中存在穿孔。
在一些实施方案中，一个气泡促进器下方的总有效开口面积大于或等于该一个气泡促进器的总开口面积。
在一些实施方案中，该气泡促进器内部的在该气泡促进器的顶部与该平台之间的开口面积大于或等于一个气泡促进器在该固体支撑件正上方的一部分的总开口面积。
本发明的另一个方面是一种塔盘。在一个实施方案中，该塔盘包括：穿孔平台；至少一个降液管；多个气泡促进器，每个气泡促进器在该平台上限定区域，该区域在该平台中具有至少一个开口，该开口被定位成邻近该塔盘的固体支撑件，该气泡促进器下方的总有效开口面积大于或等于该气泡促进器的总开口面积，并且该气泡促进器内部的在该气泡促进器的顶部与该平台之间的开口面积大于或等于一个气泡促进器在该固体支撑件正上方的一部分的总开口面积。
在一些实施方案中，该固体支撑件包括围绕塔的圆周定位的支撑环，并且其中这些气泡促进器被定位成邻近该塔盘的外边缘并且位于该支撑环的至少一部分上方，该开口被定位成邻近该支撑环。
在一些实施方案中，该固体支撑件包括延伸跨过塔的至少一部分的支撑梁，并且其中这些气泡促进器被定位在该支撑梁上方的平台的至少一部分上，该开口被定位成邻近该支撑梁。
为了便于描述，以下描述涉及与支撑环结合使用的气泡促进器。然而，本领域技术人员将认识到，本发明不限于与支撑环一起使用。它也可与支撑梁或其他区域(诸如蒸气流动受阻或受限制的平台接合部)一起使用。
图2至图3示出了塔盘200的边缘的一部分。平台205具有用于蒸气流动穿过塔盘200的穿孔210。我们所说的“穿孔”是指穿过平台的孔或附接有阀门或类似物的孔。
支撑环215附接到塔壁220，并且平台205附接到支撑环215。在塔盘200的边缘227处围绕平台205的圆周布置有气泡促进器225。
如图4所示，气泡促进器225通常具有一对侧部235、一对端部240和顶部245。底部是开放的。侧部235、端部240和顶部245中存在穿孔。在一些实施方案中，侧部235是平行的，并且端部240是平行的。在其他实施方案中，侧部235和/或端部240不是平行的。在一些实施方案中，如果需要，这些侧部可以是弯曲的，例如，匹配反应器壁220的曲率。
在一些实施方案中，气泡促进器225的侧部235中的一个侧部的高度可与另一个侧部235的高度不同。在这种情况下，最靠近塔壁220的侧部高于最靠近该塔的中心的侧部，使得朝向该塔的中心存在轻微的倾斜。
气泡促进器225被定位在支撑环215和平台205上方。气泡促进器225的A部分仅在支撑环215上方延伸，B部分在支撑环215和平台205上方延伸，并且C部分仅在平台205上方延伸。
气泡促进器225在平台205上限定区域，该区域的面积为L×W。气泡促进器225下方的平台205中存在附加开口230。开口230所覆盖的大部分或全部面积不在平台205的在支撑环215上方延伸的部分中。
在一些实施方案中，气泡促进器225下方的平台205中用于蒸气穿过的开口230和穿孔210的总有效开口面积大于或等于气泡促进器225的总开口面积。总有效开口面积是气泡促进器225下方的平台205中的开口230的面积和穿孔210的面积。气泡促进器225的总开口面积是侧部235、端部240和顶部245中的穿孔的总面积。
当平台205上的穿孔210是附接有阀门或类似物的孔时，移除气泡促进器225下方的阀门。
在一些实施方案中，气泡促进器225内部的在气泡促进器225的顶部与平台205之间的开口面积大于或等于气泡促进器225在支撑环215正上方的一部分的总开口面积。气泡促进器225内部的在气泡促进器225的顶部与平台205之间的开口面积被定义为支撑环215的内边缘处的气泡促进器225的长度乘以从平台205到气泡促进器225的顶部的高度(图2中的L×图3中的H)。如果气泡促进器225在端部240或两端中具有不同的高度，则气泡促进器225距平台205的高度“H”是平台205与气泡促进器225的顶部245之间沿支撑环215的内边缘的平均高度。气泡促进器225在支撑环215正上方的部分被定义为气泡促进器225仅在支撑环215上方以及在支撑环215和平台205上方的部分(图3中在A+B上方的部分)。气泡促进器225在支撑环215上方的部分的总开口面积是气泡促进器225的该部分(即，在支撑环215正上方的两端240的部分和顶部245的部分(即，图3中的A+B)以及邻近塔壁220的侧部235)中的穿孔的总开口面积。
平台205和气泡促进器225可使用环夹具250和连接器255固定到支撑环215，如图5所示。合适的连接器255包括但不限于螺栓或楔形销凸耳。连接器255与环夹具250附接并穿过平台205和气泡促进器225。在一些实施方案中，当连接器255是螺栓时，垫圈和螺母与气泡促进器225上方的连接器255一起使用，用于将环夹具250紧固到支撑环215的底部表面。在其他实施方案中，当连接器255是楔形销凸耳时，楔形销与气泡促进器225上方的连接器255一起使用，用于将环夹具250紧固到支撑环215的底部表面。
具体的实施方案
虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。
本发明的第一实施方案是一种塔盘，该塔盘包括平台；至少一个降液管；多个气泡促进器，每个气泡促进器在该平台上限定区域，该区域在该平台中具有至少一个开口，该开口被定位成邻近该塔盘的固体支撑件，该气泡促进器下方的总有效开口面积大于或等于该气泡促进器的总开口面积。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该固体支撑件包括围绕塔的圆周定位的支撑环，并且其中这些气泡促进器被定位成邻近该塔盘的外边缘并且位于该支撑环的至少一部分上方，该开口被定位成邻近该支撑环。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该固体支撑件包括延伸跨过塔的至少一部分的支撑梁，并且其中这些气泡促进器被定位在该支撑梁上方的平台的至少一部分上，该开口被定位成邻近该支撑梁。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中至少一个气泡促进器包括一对侧壁、一对端壁、顶部和开口底部。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中这些侧壁、这些端壁和该顶部中存在穿孔。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中一个侧部的高度与另一个侧部的高度不同，或一个端部的高度与另一个端部的高度不同，或两者都不同。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中这些侧壁是平行的，或这些端壁是平行的，或两者都是平行的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中这些侧壁不是平行的，或这些端壁不是平行的，或两者都不是平行的。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该气泡促进器内部的在该气泡促进器的顶部与该平台之间的开口面积大于或等于一个气泡促进器在该固体支撑件正上方的一部分的总开口面积。
本发明的第二实施方案是一种传质塔，该传质塔包括塔盘，该塔盘包括平台；至少一个降液管；多个气泡促进器，每个气泡促进器在该平台上限定区域，该区域在该平台中具有开口；支撑环，该支撑环用于将该塔盘连接到该塔的内部，该平台中的该开口被定位成邻近该塔盘的支撑环；和夹具，该夹具被定位在该支撑环和该平台下方，该夹具利用穿过该夹具、该平台和该气泡促进器的连接器将该平台和该气泡促进器固定到该支撑环。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该连接器是螺栓。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该多个气泡促进器被定位成邻近该塔盘的外边缘，该开口被定位成邻近该支撑环。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其还包括延伸跨过该塔的至少一部分的支撑梁，并且其中第二气泡促进器被定位在该支撑梁上方的平台的至少一部分上，该第二气泡促进器在该平台上限定第二区域，该第二区域在该平台中具有第二开口，该第二开口被定位成邻近该支撑梁。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中至少一个气泡促进器包括一对侧壁、一对端壁、顶部和开口底部。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中这些侧壁、这些端壁和该顶部中存在穿孔。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中一个气泡促进器下方的总有效开口面积大于或等于该一个气泡促进器的总开口面积。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该气泡促进器内部的在该气泡促进器的顶部与该平台之间的开口面积大于或等于一个气泡促进器在该固体支撑件正上方的一部分的总开口面积。
本发明的第三实施方案是一种塔盘，该塔盘包括穿孔平台；至少一个降液管；多个气泡促进器，每个气泡促进器在该平台上限定区域，该区域在该平台中具有至少一个开口，该开口被定位成邻近该塔盘的固体支撑件，该气泡促进器下方的总有效开口面积大于或等于该气泡促进器的总开口面积，并且该气泡促进器内部的在该气泡促进器的顶部与该平台之间的开口面积大于或等于一个气泡促进器在该固体支撑件正上方的一部分的总开口面积。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该固体支撑件包括围绕塔的圆周定位的支撑环，并且其中这些气泡促进器被定位成邻近该塔盘的外边缘并且位于该支撑环的至少一部分上方，该开口被定位成邻近该支撑环。本发明的一个实施方案是本段的先前实施方案至本段的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中该固体支撑件包括延伸跨过塔的至少一部分的支撑梁，并且其中这些气泡促进器被定位在该支撑梁上方的平台的至少一部分上，该开口被定位成邻近该支撑梁。
尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改，并且使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。
在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。

Claims (10)

1.一种塔盘，所述塔盘包括：
平台(205)；
至少一个降液管(110)；
多个气泡促进器(225)，每个气泡促进器(225)在所述平台上限定区域，所述区域在所述平台中具有至少一个开口(230)，所述开口(230)被定位成邻近所述塔盘的固体支撑件(215)，所述气泡促进器(225)下方的总有效开口面积大于或等于所述气泡促进器(225)的总开口面积。
2.根据权利要求1所述的塔盘，其中至少一个气泡促进器(225)包括一对侧壁(235)、一对端壁(240)、顶部(245)和开口底部。
3.根据权利要求2所述的塔盘，其中在所述侧壁(235)、所述端壁(240)和所述顶部(245)中存在穿孔。
4.根据权利要求2所述的塔盘，其中一个侧部的高度与另一个侧部的高度不同，或一个端部的高度与另一个端部的高度不同，或两者都不同。
5.根据权利要求2所述的塔盘，其中所述侧壁(235)是平行的，或所述端壁(240)是平行的，或两者都是平行的。
6.根据权利要求2所述的塔盘，其中所述侧壁(235)不是平行的，或所述端壁(240)不是平行的，或两者都不是平行的。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的塔盘，其中所述固体支撑件包括围绕塔(220)的圆周定位的支撑环(215)，并且其中所述气泡促进器(225)被定位成邻近所述塔盘的外边缘(227)并且位于所述支撑环(215)的至少一部分上方，所述开口(230)被定位成邻近所述支撑环(215)。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的塔盘，其中所述固体支撑件包括延伸跨过塔(220)的至少一部分的支撑梁，并且其中所述气泡促进器(225)被定位在所述支撑梁上方的所述平台(205)的至少一部分上，所述开口(230)被定位成邻近所述支撑梁。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的塔盘，其中所述气泡促进器(225)内部的在所述气泡促进器(225)的顶部(245)与所述平台(205)之间的开口面积大于或等于所述一个气泡促进器(225)在所述固体支撑件(215)正上方的一部分的总开口面积。
10.一种传质塔，所述传质塔包括根据权利要求1至2中任一项所述的塔盘，并且所述传质塔还包括：
支撑环(215)，所述支撑环用于将所述塔盘连接到所述塔(220)的所述内部，所述平台(205)中的所述开口(230)被定位成邻近所述塔盘的所述支撑环(215)；和
夹具(250)，所述夹具被定位在所述支撑环(215)和所述平台(205)下方，所述夹具(250)利用穿过所述夹具(250)、所述平台(205)和所述气泡促进器(225)的连接器(255)将所述平台(205)和所述气泡促进器(225)固定到所述支撑环(215)。
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