CN1158407A - 产生并流流体接触的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进的填充体系和方法,其中填充体系包括液体分布器和位于所述分布器之上的分离器,从而通过所述液体分布器上升的气体与分布器中的液体接触,形成气-液混合体而以并流升入所述分离器。液体收集在分离器中,气体上升离开所述分离器。

Description

产生并流流体接触的方法和装置
本发明涉及用于加强处理室(如处理塔)中两种流体间接触的技术。更具体地,本发明涉及诸如利用传质或传热过程的交换过程处理室中的填充装置,其中所述流体一般地以例如逆流或错流的方式加入。本发明一般是在处理室内阶段中建立流体间的并流接触流动。
许多工业和化学工艺过程涉及传质或传热,并利用填料塔或室进行传质或传热步骤。这种工艺过程可包括例如蒸馏、吸收和解吸、分馏、气体的净化和干燥、洗涤和各种生物方法。两种流体(通常为气体和液体)在室中互相混合,典型地以逆流流动的方式,其中两流体一般沿同一流动轴以相对方向移动。在并流体系中,两种流体一般沿同一流动轴以相同方向移动;错流的特征在于两种流体沿分别的交叉流动轴移动。
这些工艺过程的传质速率和/或反应速率随着两种流体相互交接机会的增加而增加。交换工艺过程塔中一般含有填料,以增强塔中两流体间的相互作用,从而提高操作效率。根据传递室中填充元件及其排列,有不同类型的填充体系。无规填充体系一般包括可以无规排列堆积在交换室中的单个的小填充元件。
1982年11月30日授权的本人的US4,361,469号专利涉及盘形填充体系,其中气体和液体以并流流动相互接触,而无论该气体和液体加入工艺室的流动方向如何。’469中公开了层叠于一个或多个塔中的多个填充区,每个填充区中包括用于接收液体的层叠式塔板和用于从气-液混合体中除去液体的气-液分离器。本发明提供对’469专利中公开的技术的改进。
本文所用术语″气-液混合体″是指在根据本发明的填充区内气体和液体相互接触或交接所得的任何混合体,可包括新形成的化合物乃至刚好夹带在气流中的液滴,而不打算限于任何特定类型的气体和液体的混合物,或由其产生的任何特定产品。
本发明提供用于一种工艺室中的方法和设备,在该工艺室中气体向上流动通过所述室,液体从室顶加入室中大体上向室底流动,且其中气体和液体可相互作用。配有填充区或段,其中每个填充区包括一个液体分布器和一个气-液分离器,所述液体分布器有多个相互间隔的导管,液体可沿导管大体上水平地横跨所述室流动,而气体可在导管之间流动,所述气-液分离器大体上位于所述分布器之上,包括多个相互间隔的通道,在通道之间气-液混合体可从下面的分布器上升,从而混合体的气体和液体可分离,且所述液体可被收集在通道中。流动通路从所述分离器的通道延伸至所述分布器之下一位置,从而可输送通道中收集的液体。所述分离器的通道排列成多个大体上垂直间隔的层,每一层包括多个相互间隔的通道。每个分布器的导管被盖住并以多个开口为特征,从而导管中的液体可从导管中排出与在导管外流动的气体混合。
分离器的通道朝向流动通路倾斜向下地取向,以便通道中收集的液体通过流动通路送出。一层通道中所有通道的深度相同,并大于每个较高层通道中通道的深度。进一步地,在分离器中每个通道的宽度优选不大于1.5厘米,和分离器中相邻通道之间的横向间距优选不大于1.5厘米。
导管内可包括分散梯,在每个分散梯中包括多个沿各导管的长度分布的流动调节器。导管之上可装有折流板,且折流板可设置在顶层通道之上。
在每个导管的入口设有一壁与导管中的液体配合,以在导管入口提供气密。在每个通道出口也设有一壁与通道中的液全配合,以在通道出口提供气密。
可层叠多个填充区,例如,带有流动通路将液体输送至在该填充区之下的填充区中的分布器,在其中收集液体。
在本发明的方法中,液体送入分布器的导管,气体上升通过分布器,液体从分布器的导管排出,形成气-液混合体而升入分离器的通道,在其中收集液体,气体上升离开分离器。收集的液体可送入另一分布器而暴露于上升的气体中,并重复气体和液体并流流入分离器的过程。
本发明提供一种效率和能力提高并可以部件形式构造的填充体系。
附图的简述
图1为利用根据本发明的六段盘式填充体系的一部分工艺室的局部剖面侧视示意图;
图2为图1的室和填充体系沿图1中线2-2局部剖面的放大端视示意图;
图3为图1和2的填充体系中所包含类型的液体分布器中部分导管的局部剖视放大侧视示意图,说明一种形式的分散梯和折流板,和表明导管与降液管相连的端部;
图4为如图3所示的分布器中的多个导管沿图3中线4-4剖面的端视图;
图5为根据本发明的另一种形式的液体分布器中部分导管的局部剖面侧视示意图,说明楔形堰和覆盖侧壁的使用,及另一种形式的分散梯;
图6为如图5所示的分布器中的多个导管沿图5中线6-6剖面的端视图;
图7为包括根据本发明再另一种形式的导管的部分液体分布器在折流板的水平面之下看的俯视平面示意图;
图8为如图7所示的分布器中的导管沿图7中线8-8并包括折流板的剖面端视图;
图9为作为用于提供本发明填充体系的部分组件构造的,图7和8所示类型的分布器导管的一种排列的透视图;
图10为根据本发明的分离器之一部分的局部剖面的局部放大侧视示意图,表明多个通道与降液管相连的端部;
图11为根据本发明的分离器的通道的一种排列的端视示意图,表示在该排列之上的通道和折流板端部裙板的使用;
图12为根据本发明的包括两塔六段填充体系的部分工艺室的部分示意和部分剖面的简化透视图,说明可构成所述体系的组件构造;和
图13为根据本发明的四塔四段填充体系的侧视示意图。
一工艺室或塔(在图1中一般地以10表示)包括根据本发明的盘形填充体系(一般地以12表示)。外壁14限定填充体系12,可由填充体系本身提供,或者可以是填充体系安装在其中的工艺室的实际壁。在各种情况下,壁14部分地限定作为填充体系12的一部分的流动通路,如后面所述。
如图所示,工艺室10用于以下方法中,其中,由于两流体逆流流动通过该室,当气体和液体相互接触时即可相互作用,。如箭头A所示气体引入室10的底部,在塔中向上通过。如箭头B所示气体从室10的顶部排出。如箭头C所示液体引入室10的顶部,并一般地向下移动通过该室,与气体的向上移动相反。如箭头D所示液体从室底排出。在室10内,使气体和液体相互接触,并根据由气体和液体的性质及室内的条件所控制的工艺过程相互作用。从而,可预期在箭头B处排出的气体相对于在箭头A处进入室10的气体发生变化,并可预期在箭头D处排出的液体与在箭头C处进入该室的液体不同。
虽然气体和液体一般地以相反的流动方向即以逆流流动通过室10,但填充体系12导致气体和液体在室内以并流流动相互接触。在构成填充体系12的段中实现气体和液体的并流流动。虽然根据本发明的填充体系可包括任何数量的段,包括仅一段,但填充体系12示出包括六段16、17、18、19、20和21,排列在一个塔中,以至所有气流和所有液流通过所有的段。除如图所示双数段面向一侧而单数段面向相对侧之外,段16-21是相同的。进一步地,段16-21这样层叠,以致例如从顶到底段的取向是交替的。例如,段18和19的端视图示于图2中,尽管对于在单数段之上的任何双数段图2的图应是相同的。
每个段16-21均包括液体分布器22和位于分布器之上的气-液分离器24。分布器22跨越填充段横向分布液体。气体向上流动通过分布器22,使液体与气体接触而在气流中被托起。气-液混合体流入分离器24,其中液体被截获和收集,而气体继续向上流动离开分离器。从而,在气体移动通过分布器而开始与那的液体接触时起,至液体被收集在分离器中而气体离开分离器时止之间的时间内,气体和液体在填充段内以大体上向上的并流相互作用。
每个分布器22包括多个平行排列且相互隔开的导管26,横向跨越填充段。液体通过每个导管26的开端接收,并沿导管大体上向其相对的闭端延伸。所有双数填充段16、18和20的分布器导管26如图1所示在右侧开口,而单数段17、19和21的导管在左侧开口。导管26被盖住,且沿着每个导管设有口或堰28用于溢出液体。
每个分离器24包括多个排列成垂直间隔的层的通道30,每层包括多个横向间隔的通道。通道30的横截面为U-形,因而其上面是开的以接收液体。如图1中所示,通道30横跨各填充区倾斜,以致在任何情况下通道中所收集的液体都将流向较低的通道开端。因此,如图1所示所有双数填充区16、18和20的分离器通道30均在左侧开口,而单数区17、19和21的通道在右侧开口。
导管26和通道30在它们的端部与内壁32和34相连,内壁包括合适的口以接收导管和通道的端部。例如,图2示出包括在例如两段18和19中的部分壁34。对比图1和2表明:在区18中由壁34所接收的通道30的端是这些通道的较低的开口端,而在区19中由同一壁所接收的通道的端是这些通道的较高的封闭端。类似地,在填充区18中由壁34所接收的分布器导管26的端是封闭的,而在区19中由同一壁所接收的导管的端是开口的。
设有流动通路用于将液体送至每个导管26的开口端。图1中所有填充区的流动通路均由如图1中所示的室10右侧的外壁14和内壁32协同提供,和由室左侧的外壁14和内壁34协同提供。如此形成的流动通路或降液管36也用于输送分离器24中收集的液体。此外,通向最高填充段16的分布器中的导管26的开口端的流动通路36接收在箭头C处引入填充体系12的液体;从最低填充段21的分离器24导入的流动通路传送液体在箭头D处离开填充体系12。
横跨流动通路36在选定位置设有密封38,以引导液体的输送。特别地,横跨刚好位于双数填充区16、18和20中分布器导管26的右开口端之下,和刚好位于单数填充区17、19和21中分布器导管的左开口端之下的流动通路36放置密封38。如此安排流动通路36和密封38以将任何分离器中所收集的液体导引至直接位于收集液体的分离器之下的分布器22之下的位置,即导引至包含收集液体的分离器的填充区之下的位置。除最低填充区21的分离器24之外的所有情况下,分离器中所收集的液体被送至直接位于收集液体的分离器的填充区之下的填充区中分布器22的导管26的开口端。最低填充区21的分离器24中所收集的液体在D处从填充体系12输出。而在C处引入填充体系12的液体沿流动通路36输送至最高填充区16的分布器22的导管26的开口端。
参考图2可知,通道30以四层排列在每个分离器24中,每层中的通道相对于相邻层中的通道横向交错排列,从而给定层中通道的底是以直接位于其下的层中相邻通道之间的通路为中心的,而没有直线向上的路径通过分离器。此外,如图1和2所示,一排折流板40位于每个分离器24中顶层通道30之上。折流板40是平行于通道30的斜面的细长条,通过与两个内壁32和34相连而固定。每个条形折流板40以顶层通道中两个相邻通道30之间的通路为中心放置,以折射达到折流板高度的任何气-液混合体,和促进顶层通道中液体与气-液混合体的分离。由于存在折流板40,通道30上的压力增加,增强了液体从通道向流动通路的流动。
在壁32或34中折流板40之上每个分离器24的通道30的开口端设有排气口42。排气口42释放流动通路36中产生的任何压力,以确保流动通路中的压力低于分离器24中的压力。
如图1和2所示,一排折流板44位于每个分布器22中的一排导管26之上。折流板44是平行于导管26的细长条,通过与两个内壁32和34相连而固定。每个条形折流板44是以各分布器中两个相邻导管26之间的通路对中放置,以折射和在分布器的气体和液体的混合中产生湍流而增强该混合过程。优选折流板44的宽度比相邻导管26之间的横向间距大约三分之一。每个分布器22之上可设置多层平行的折流板44(未示出),各层交错排列以致折流板是以下面一层中相邻折流板之间的间距为中心的。
参考图3和4可知包括在图1和2的填充体系12中的类型的分布器22的进一步细节。每个导管26均为大体上矩形横截面的细长管,在导管上有一带凹槽的盖形成浅槽46。在导管26内由一排板48形式的流动调节器提供分散梯,板48是沿导管的长度在间隔的位置从导管的盖内侧向下延伸的。裙板或隔板50从导管26的开口端上部向下延伸,在此处导管与内壁34相连。
操作中,液体沿流动通路36向下输送至每个导管26的开口端,流入裙板50下面的导管中,裙板50与液体协作形成密封防止流过导管内部和流动通路之间的开口的任何种气体。分散板48趋于减缓导管26内液体的移动,以提高液体沿导管长度均匀分布,并暴露于口28。当气体在分布器22中的导管26中上升时,液体通过口28从导管中流出,以与气体混合和相互作用。导管26之间的窄间距导致流过其中气体加速,从而确保液体被气流向上夹带。折流板44趋于在离开导管26向上流动的气体和气-液混合体中产生湍流,以加强液体和气体之间的接触。一部分液体收集在凹槽46中,用于进一步的液体分布和暴露于通过导管26列向上移动的气体中。结果是当气-液混合体从分布器22向上前进时,气体和液体的混合和接触增强。
图5和6中示出根据本发明的另一种类型的分布器,总体上以52表示,其可代替图3和4中详述的分布器22用于填充体系12。与图1和2的导管26的情况相同,分布器52包括多个导管54,其特征在于一端开口用于接收液体而相对端封闭,导管安装在填充区的内壁32和34之间。每个导管54均是细长管,其横截面的特征在于在导管的上部中的宽度减小,形成两个延伸至导管长度的外肩56。垂直侧壁58在每个肩56之上延伸,外壁60位于每个肩之上,从相应的壁58移开并面对相应的壁58。包含的每个导管54中的口或堰62位于壁58中、肩56上并与面对口的外壁60相对。口62为契形的,从而,对于给定的压力条件,当导管中液体量较大时,液体趋于以较快的速率从导管54排出。由一排板64形式的流动调节器在每个导管54内提供分散梯,板64沿导管长度在间隔的位置从导管底部内侧向上延伸。裙板或隔板(未示出)从每个导管54开口端的顶部向下延伸,在此处导管与填充体系的内壁相连。
例如,与图2和3中导管26的操作情况相同,操作中,液体被输送而流入导管54中,分散板64增强了液体沿每个导管长度的均匀分布。当气体上升通过分布器52中的导管54之间的间隙时,液体通过口62从导管中排出而与气体混合和相互作用。未立即与气体混合而与气体一起离开的液体,被外壁60向壁58折射而收集在肩56上。如此收集在肩56上的液体继续暴露于在导管54之间向上流动的气体中,以与气体接触和相互作用。
图7-9示出用于根据本发明的填充体系中的再另一种形式的液体分布器,总体上以66表示。与图1和2的导管26的情况相同,分布器66包括多个导管68,其特征在于一端开口以接收液体而相对端封闭,导管安装在填充区的内壁32和34之间。每个导管68均为有大体上矩形横截面的细长管,导管的顶上有带凹槽的盖形成浅槽70。包含于每个导管68中的口或堰72位于导管的盖中、槽70内。分散梯(未示出)可如上所述以如图3和4中的向下延伸的板48的形式、或如图5和6中的向上延伸的板64的形式设在每个导管68内,以增强液体沿导管的均匀分布。裙板或隔板(未示出)从每个导管68开口端的顶部向下延伸,在此处导管与填充体系的内壁相连。
如图8中所示,一排折流板74位于分布器66中的导管68之上。折流板74为平行于导管68的细长条,例如,如图1和2所示,通过与填充体系的两个内壁32和34相连而固定。如上面关于图1-4中折流板44所论述的,每个条形折流板44以两个相邻导管68之间的通路为中心,以折射并在气体和液体在分布器的混合中产生湍流从而增强混合过程。
与上面所述的导管26和54的操作情况相同,操作中,液体被输送而流入导管68中,分散板(未示出)增强了液体沿每个导管的均匀分布。当气体上升通过分布器66中的导管68之间的间隙时,液体通过口72从导管中排出而与气体混合和相互作用。未立即与气体混合的液体收集在槽70中,在此液体继续暴露于在导管68之间向上流动的气体中,以与气体接触和相互作用。折流板74趋于在离开导管68向上流动的气体和气-液混合体中产生湍流,以增强液体和气体之间的接触。结果是当气-液从分布器66向上前进时,增强了气体和液体的混合和接触。
如图9中所示,用于形成分布器66的导管排68可以易于组装(如在调色板上)的组件形式提供。实际上,本文所述的任何分布器均可如此构造。为易于安装导管,导管68的端部延伸超过调色板76的端部,从而导管的端部可安装在内壁32和34中合适的孔中。例如,图1、3和7中示出导管端部进入填充体系内壁32和34的附带的延伸。
上述任何不同类型的分布器导管可采用所述不同类型分散梯中任一种。然而,似乎分散板位于接近导管中口的水平效果更好。例如,图3中示出优选的分散板位置,其中口28和分散板48均位于接近导管26顶部的同一水平。图7所示类型的分布器中,口72在导管68的盖中,应选择图3的高分散板48的位置。然而,如果图3的口28位于接近导管26的底部,则将优选图5和6的低分散板64的位置。
参考图10和11可理解本发明分离器的进一步细节。分离器24包括四层通道30a、30b、30c和30d,当然在此种分离器中可使用任何层数的通道。通道30a-30d大体上为矩形的,所有通道的宽度E相同。而且,所有情况下相邻通道之间的间距F相同。然而,虽然给定层中所有通道的深度是相同的,但在分离器24中给定层中的通道的深度大于每个较高层中通道的深度。此外,对于所有层,相邻通道层之间的垂直间距S可相同。最后,裙板或隔板从每个通道的开口端顶部向下延伸,在此处通道与填充体系中的内壁如34相连,以与通道中的液位共同作用提供密封防止气体流入流动通路36。如图10中所示,通道还伸入内壁32或34以安装在填充体系中。如图11所示,折流板40的宽度为G。
气-液混合体从分离器下面的分布器(未示出)上升,当其在通道之间通过时加速。同时流体混合体撞击通道30a-30d的底及折流板40,以在通道周围盘旋。随着流体混合体在分离器24上来回移动,液体从混合体中分出而收集在上开口的通道30a-30d中,气体继续向上。收集的液体沿倾斜的通道30a-30d向下朝其开口端流动而放入通路36中。最低的通道30a因在除去液体之前首先暴露于流体混合体中,所以收集的液体最多。随后的每个较高的通道暴露于液体含量比较低的通道少的流体混合体中,因而收集的液体量较少。所以,通道30a-30d的深度、进而容量均随其在分离器24中位置的增高而减少。
在通道开口端的裙板的长度根据通道的深度改变。如图10中所示,最低的通道30a最深,有最长的裙板78;下一个较高的通道30b较深,有较短的裙板80;再下一个较高的通道30c较浅,有更短的裙板82;和最高的通道30d最浅,有最短的裙板84。从最低通道30a至最高通道30d,每个裙板78-84的下边与各通道30a-30d的底之间的间距减少,以适应在较低的通道中将要收集的液体较深的情况。裙板78-84表示在图11中每层中一个通道上。
在保持间距F为E的约75%和保持垂直间距S为E的约117%的同时,随着通道宽度E的降低,分离器24从向上通过分离器的气-液混合体中除去液体的能力逐渐增强。尺寸E应不大于1.5厘米,和在需要很高的分离器性能时应为0.75或更小。因此,对于通道宽度E不大于1.5厘米的分离器,通道间距F优选不大于1.125厘米,而层间距S优选不大于1.75厘米。折流板宽度G保持在与E近似相同的值。
图12中所示的总体上以86表示的工艺塔,包括根据本发明的填充体系,总体上以88表示,其由组件形式构成。塔86将填充体系88包围在圆筒形外壁90中。填充体系88包括排列在两个塔中的十二个填充区,总体上以92、94、96、98、100和102表示的区层叠在一个塔中,总体上以104、106、108、110、112和114表示的区层叠在第二个塔中,所有区均一般为有斜角端形状的,以安装在圆筒形塔壁90内。在一个塔中的每个填充区92-102均以有与外壁90密封的延伸的侧边的内壁116和118为特色。在另一个塔中的每个填充区104-114也均以有与外壁90密封的延伸的侧边的内壁120和122为特色。内侧壁124和126分别在内壁116和118之间、和在内壁120和122之间延伸。垂直的内壁127将区92-102和104-114的两个塔分开。设置架板128形式的密封,以便刚好在填充区92-114的液体分布器中导管的开口端之下使内壁116-122与外壁90隔绝。从而,在外壁90和内壁116-122之间形成流动通路,以将分离器中收集的液体输送至包含收集液体的各分离器的填充区的分布器之下的位置。
例如,填充区104包括总体上以130表示的液体分布器,包括一排导管132和导管之上的一层折流板134。导管132可以是上述的任何类型。图12中导管132的封闭端是可见的。在区104中的分离器136位于分布器130之上,包括四层通道138和在通道之上的一层折流板140。排气口142位于折流板140之上。通道138的较低的开口端在图12中是可见的。在箭头H处液体通过流动通路进入塔86,向下导至第一密封128和区104中的分布器导管132的开口端(不可见)。气体进入填充体系88的底部。在区104中上升通过分布器130的气体与从分布器排出的液体相互作用,气-液混合体升入同一区的分离器136。在区104的分离器136中,在气体继续向上离开该填充体系的同时,从气-液混合体中收集的液体从在外壁90和内壁122至密封128之间的分离器的通道的开口端流出,而进入下一较低填充区106的分布器146的导管144的开口端。
上升通过区106的分布器146的气体与从该分布器的导管144中排出的液体相互作用,所得的气-液混合体升入同一区的分离器150中的通道148。收集在通道148中的液体从这些通道的开口端(在图12中朝后)流出,进入在外壁90和内壁120之间形成的流动通路,下至密封128,在此液体进入下一区108中分布器导管的开口端。区106的分布器146和分离器150还分别包括折流板152和154,排气口位于分离器之上(未示出)。
对两个塔和所有区重复该过程,结果,已经重复地与在填充体系88中上升的气体相互作用的液体在体系底部(以I表示)排出,而已经重复地与液体相互作用的气体上升离开填充体系。
填充区108和112与填充区104相同,填充区110和114与区106相同。而且,填充区92、96和100分别为填充区104、108和112的镜像,而区94、98和102分别为区106、110和114的镜像。
图13中示出根据本发明的另一填充体系,总体上以156表示。体系156包括填充区的四个塔158、160、162和164,每个塔含有四个填充区166、168、170和172,总共十六个填充区。液体通过两个流动通路174和176的顶部进入体系156,分别以箭头J和K表示。气体通过四个塔158、160、162和164的底部进入体系,分别以箭头O、P、Q和R表示,气体通过塔顶离开,分别以箭头S、T、U和V表示。每个填充区均可以是本文所述的任何类型的,包括分离器178和分布器180。还设有一组中心的流动通路182和两组周边的流动通路184和186。流动通路的密封188位于流动通路174、176、182、184和186之中,刚好在分布器导管的开口端之下的位置。填充区166-172的操作与前面关于图1-11所示设备的描述相同,例如,一个区的分离器中所收集的液体向下输送至下一较低区的分布器中。然而,在从区166进入区168或从区170进入区172的过程中,在中心流动通路182内向下流动的液体将在塔160和162之间通过。类似地,在从区168进入区170的过程中,在通路174内向下流动的液体将在塔158和160之间通过,和在从区168进入区170的过程中,在流动通路176内向下流动的液体将在塔162和164之间通过。
本发明的以上公开和描述是对其说明和解释,在不背离本发明精神的情况下,在所附的权利要求的范围内,可对方法步骤及设备细节做各种各样的改变。

Claims (53)

1.用于一种工艺室的设备,在所述工艺室中,使气体向上流动通过所述室,液体从室顶部引入总体上向室底流动,而且和其中所述气体和所述液体可相互作用,所述设备包括:
a.一液体分布器,包括多个相互间隔的导管,沿着所述导管液体可大体上水平地横跨所述室流动,而且在导管之间气体可流动;
b.一气-液分离器,一般地位于所述分布器之上,包括多个相互间隔的通道,在通道之间气-液混合体可从下面的分布器上升,从而混合体的气体和液体可分离,而且液体可收集在所述通道中;和
c.至少一个流动通路,其从所述分离器的通道延伸至所述分布器之下的一位置,从而可输送通道中所收集的液体;
d.每个导管被盖住并有多个口,从而导管中的液体可从导管中排出以与在导管外流动的气体混合。
2.如权利要求1的设备,在每个导管内还包括分散梯,在每个分散梯中包括沿各导管长度分布的多个流动调节器。
3.如权利要求2的设备,其中每个流动调节器包括从所述流动调节器所在的导管的盖向下伸出的障碍。
4.如权利要求2的设备,其中每个流动调节器包括从所述流动调节器所在的导管的底向上伸出的障碍。
5.如权利要求1的设备,还包括折流板,每个折流板位于两个相邻导管之间的间隙之上。
6.如权利要求1的设备,其中所述导管的口位于沿各导管的侧壁。
7.如权利要求6的设备,其中所述口为契形的,每个契形的顶点在各口的下部。
8.如权利要求6的设备,其中每个导管还有至少一个外部的面向上的肩,所述导管的至少一些口位于所述肩之上,和一从每个这样的肩向上并面对其上的口放置的外壁。
9.如权利要求6的设备,还包括一般地沿每个导管的每个侧壁延伸的面朝上的肩,在导管的每个侧壁上有口位于各侧壁上的肩之上,和一一般地沿导管的每个侧壁延伸的外壁,该壁放置在每个肩之上并面对其上的口。
10.如权利要求9的设备,其中所述导管的肩由导管宽度的减少形成。
11.如权利要求1的设备,其中每个导管的盖有凹槽。
12.如权利要求11的设备,其中所述导管的口沿各导管的盖设置。
13.如权利要求1的设备,还包括在导管入口处从每个导管的盖向下延伸的壁,从而所述导管中的液体与所述壁协作在导管入口形成气密。
14.如权利要求1的设备,其中所述分离器的通道排列成多个大体上垂直间隔的层,每层包括多个横向间隔的通道。
15.如权利要求14的设备,其中在一层中所有通道的深度相同,并大于所述分离器中每个较高层中通道的深度。
16.如权利要求14的设备,其中所述分离器中每个通道的宽度不大于1.5厘米,每层中相邻通道之间的横向间距不大于1.125厘米,和相邻层通道之间的垂直间距不大于1.75厘米。
17.如权利要求14的设备,还包括折流板,每个折流板位于分离器中顶层通道中两个相邻通道之间的间隙之上。
18.如权利要求1的设备,其中所述的分离器通道朝向流动通路向下倾斜取向。
19.如权利要求1的设备,还包括在从通道至流动通路的出口处从每个通道的顶部向下延伸的壁,从而所述通道中的液体与所述壁协作在从通道的所述出口处形成气密。
20.如权利要求1的设备,还包括在所述流动通路内部和所述分离器上面的区域之间的排气口。
21.如权利要求1的设备,还包括多个在所述室内垂直间隔开的分布器、多个一般地位于每个分布器之上的气-液分离器、和多个流动通路,至少一个流动通路从每个分离器的通道延伸至紧邻各分离器之下的分布器之下一位置,从而收集在一个分离器中的液体可被输送至刚好在此收集液体的分离器之下的分布器之再下面的分布器,来自最低分离器的流动通路在最低的分布器之下延伸,用于将液体送出所述室。
22.如权利要求1的设备,还包括一包括至少两个区的组件,其中每个区包括一位于分布器之上的分离器、一个从所述分离器的一端向下延伸由此收集在分离器的通道中的液体可被输送的第一流动通路、和一个从液体可在此进入分布器的分布器的一端向上延伸的第二流动通路,以及其中一个区位于另一个区之上,以致来自较高区的分离器的所述第一流动通路继续作为至较低区的分布器的所述第二流动通路。
23.如权利要求22的设备,还包括多个组合成一组的这种组件。
24.一种在一个室中操作气体和液体之间的工艺过程的方法,包括以下步骤:
a.在所述室中大体上垂直间隔的位置提供多个液体分布器,每个液体分布器包括多个相互间隔的导管,沿导管液体可大体上水平地横跨所述室流动,而气体可在导管之间流动;
b.提供多个位于每个分布器之上的气-液分离器,每个分离器包括多个相互间隔的通道,以多层通道排列,在所述通道之间来自下面分布器的气液混合体可上升,从而所述混合体的气体和液体可分离,而液体可收集在各分离器的通道中;
c.提供多个流动通路,至少一个流动通路从每个分离器的通道延伸至刚好在各分离器之下的分布器之下一位置,由此可输送收集在所述通道中的液体,从而收集在一个分离器中的液体如此输送至刚好在如此收集所述液体的分离器之下的分布器之再下面的分布器中,来自最低分离器的流动通路将液体输送至最低的分布器之下用于从所述室中输出,和提供至少一个至最高分布器的流动通路,液体可由之引入所述室;
d.还提供多个被盖住并有多个口的导管,由所述口各导管中的液体可从导管中排出而与在导管外流动的气体混合;和
e.将液体从顶部引入所述室,和将气体从底部引入所述室,以致气体在室中大体上向上上升,在分布器中的导管之间和分离器的通道之间通过,而液体在分布器的导管中大体上横跨所述室分布,在每个分布器的导管之间通过的气体与从各分布器的导管的口排出的液体混合,这种气-液混合体升入上面的下一个分离器,在那里液体与气体分离而被收集在所述分离器的通道中,和气体进一步升至所述分离器之上。
25.如权利要求24的方法,还提供在所述分布器的导管内由此调节液体沿所述导管的流动的分散梯。
26.如权利要求24的方法,还提供位于所述分布器的导管之间的间隔之上由此折射来自各分布器的气体和液体的上升的折流板。
27.如权利要求24的方法,还提供在所述分布器中的导管,在所述各导管的侧壁中开口之下有外肩,而且在每个肩之上面对其上的开口设有外壁,由此折射来自所述开口的液体以落在所述肩上。
28.如权利要求24的方法,还提供在所述分离器中的通道,其宽度不大于1.5厘米,和相邻通道之间的横向间距不大于1.5厘米。
29.如权利要求24的方法,还提供朝向各流动通路向下倾斜取向的所述分离器的通道。
30.如权利要求24的方法,还提供折流板,该板位于每个分离器中顶层通道中通道之间的间隙之上,由此折射来自所述各分离器的气-液混合体的上升。
31.如权利要求24的方法,还提供一排气口,该口在每个分离器之上的区域和相邻流动通路内部之间。
32.用于一种工艺室的设备,在所述工艺室中,使气体向上流动通过所述室,液体从室顶部引入总体上向室底流动,和其中所述气体和所述液体可相互作用,所述设备包括:
a.在大体上垂直间隔的位置放置在所述室中的多个液体分布器,每个分布器包括多个相互间隔的导管,沿着所述导管液体可大体上水平地横跨所述室流动,和在导管之间气体可流动;
b.多个气-液分离器,一般地位于每个分布器之上,每个分离器包括多个相互间隔的通道,在通道之间气-液混合体可从下面的分布器上升,从而混合体的气体和液体可分离,和液体可收集在各分离器的通道中;和
c.多个流动通路,至少一个流动通路从每个分离器的通道延伸至刚好在各分离器之下的分布器之下一位置,由此可输送收集在所述通道中的液体,从而收集在一个分离器中的液体如此输送至刚好在如此收集所述液体的分离器之下的分布器之再下面的分布器中,来自最低分离器的流动通路将液体输送至最低的分布器之下用于从所述室中输出,和提供至少一个至最高分布器的流动通路,液体可由之引入所述室;
d.每个导管被盖住并且沿其长度有多个开口,从而各导管中的液体可从导管中排出而与在导管外流动的气体混合。
33.如权利要求32的设备,在所述导管内还包括分散梯,在每个分散梯中包括沿各导管长度分布的多个流动调节器。
34.如权利要求32的设备,还包括折流板,位于所述分布器的导管之间的间隙之上。
35.如权利要求32的设备,还包括作为所述导管的部分的外肩,每个肩位于各导管侧壁中的开口之下,和作为导管的部分的外壁,每个壁位于各肩之上并面对其上的开口。
36.如权利要求32的设备,其中每个分离器的所述通道排列成多个大体上垂直间隔的层,每层包括多个相互间隔的通道。
37.如权利要求36的设备,其中在一个分离器的一层通道中所有通道的深度相同,并大于所述各分离器的每个较高层通道中通道的深度。
38.如权利要求32的设备,其中所述分离器中每个通道的宽度不大于1.5厘米,和相邻通道之间的横向间距不大于1.5厘米。
39.如权利要求32的设备,其中所述分离器的通道朝向各流动通路向下倾斜取向。
40.如权利要求32的设备,还包括位于所述分离器之上的折流板。
41.如权利要求24的方法,还提供所述导管的开口,位于沿所述各导管的侧壁。
42.如权利要求24的方法,还提供有带凹槽的盖的所述导管。
43.如权利要求24的方法,还提供所述导管的开口,位于沿所述各导管的盖。
44.如权利要求24的方法,还提供在所述分离器中的通道,其宽度不大于1.5厘米,每层中相邻通道之间的横向间距不大于1.125厘米,和在一个分离器中相邻层通道之间的垂直间距不大于1.75厘米。
45.如权利要求24的方法,还提供在所述导管的入口处从每个导管的所述盖向下延伸的壁,由此所述导管中的液体与所述壁协作在所述导管的入口形成气密。
46.如权利要求24的方法,还提供在所述导管的出口处从每个通道的顶部向下延伸的壁,由此所述通道中的液体与所述壁协作在所述通道的出口形成气密。
47.如权利要求32的设备,其中所述导管的开口位于沿各导管的侧壁。
48.如权利要求32的设备,其中所述导管的盖有凹槽。
49.如权利要求48的设备,其中所述导管的开口位于沿各导管的盖。
50.如权利要求32的设备,还包括一排气口,在每个分离器之上的区域和从所述各分离器的通道延伸的流动通路内部之间。
51.如权利要求32的设备,其中所述分离器中通道的宽度不大于1.5厘米,每层中相邻通道之间的横向间距不大于1.125厘米,和在一个分离器中相邻层通道之间的垂直间距不大于1.75厘米。
52.如权利要求32的设备,还包括在所述导管的入口处从每个导管的所述盖向下延伸的壁,由此所述导管中的液体与所述壁协作在所述导管的入口形成气密。
53.如权利要求32的设备,还包括在所述导管的出口处从每个通道的顶部向下延伸的壁,由此所述通道中的液体与所述壁协作在所述通道的出口形成气密。
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