TWI279246B - Radial-crossflow distillation trays for divided wall column applications - Google Patents

Description

1279246 九、發明說明： 發明所屬之技術領域 本^月/步及用於熱及/或質量交換工藝的分隔壁交換柱 =液體-蒸汽接觸塔盤。本發明尤其應用於採用蒸餘的低溫 空氣分離工藝’但它也可用於採用這種塔盤的其他熱及/或 質量的交換工藝。 本文所用術語“柱，，（或“交換柱”）意為蒸顧的或分

顧的柱或區帶，即一個柱或區帶，在其内液相和汽相對流 接觸以實現流體混合物的分離，如在柱内使汽相和液相在 填充物上接觸或在裝在柱内的一系列垂直間隔開的塔盤或 板上接觸。 一 先前技術 空氣的低溫分離是使液體和蒸汽通過蒸餾柱對流接觸 來完成的。混合物中的汽相上升，其中較揮發的組分（例 •如氮）的濃度不斷增加，而混合物中的液相下降，其中揮 發較少的組分（例如氧）的濃度不斷增加。各種填ς物和 塔盤可被用來使混合物中的液相和氣相接觸以完成相位間 質量的交換。 分隔壁交換柱就原理上說是傳熱互聯的蒸餾柱系統的 -種簡化形式。在分隔壁交換柱中’分隔壁被設在杈的内 部空間内。分隔壁一般是垂直的。兩種不同質量交換的分 離可在分隔壁的任一側發生。 交換柱通常含有某些形式的蒸汽_液體的接觸裝置，兮 5 1279246 裝置可以是填充物的 者e八# 、 少工如雜亂的或有結構的填充物，或 t疋分顧塔盤的形：^ db , 的區诚、t /、型的分餾塔盤具有一個大而平坦 &域被稱為曱板或該塔盤 μ # ^ 现的接觸曱板，另外還具有使液 豆足上一 土合盤發放到木拔如 施。 。送及使液體移往下一塔盤的設 從塔盤中移走的液俨、、古 i瓜動通過該塔盤的一個被稱為洩 液管的部分。洩液管A _

、 、 吕用來將液體向下輸送到接觸 a在該父換柱的下部產生的蒸汽向上流動通過曱板内的 。午夕小孔’而液體從一塔盤向下流動到另一塔盤與蒸汽的 流動方向相反。㈣“跨流動塔盤，，時㈣先從上_塔盤 的茂液管流動到本塔盤，然後流動橫越本塔盤的甲板，最 後通過本塔盤的外㈣液管流出。美國專利M45,35〇 (授 予Steacy曾公開“跨流動塔盤，，的一種型式。 :板平面上的一個開，。在有线液管中，茂液管壁的 個部分可延伸到該平面之上，該部分被稱為出口堰而 該汽液管延伸到該平面之下的部分被稱為嶋的下垂 :。但出口堰通常為分開的機械零件而且並非必需是沒液 官壁的延伸部。實際上，該塔盤可被設計成不帶出口堪。 正常操作時，收集在一塔盤上的液體流動遍及甲板上制 有許多小孔的平面，在那裏它和向上流動通過這些小孔的 羔汽接觸，然後該液體流動越過出口堰進入洩液管並來到 下一塔盤的多孔平面的接受區上，如此等等。兩個相鄰塔 盤並不直接放置成一上一下，而是在側向間隔開（或錯開） 為的是防止液體直接下落到下一塔盤的洩液管内。 6 1279246 現有技術曾採用-種“跑道”塔盤型式的設計，該型式 的液體是在一環形區域上流動，洩液管也被設置在徑向 上。例如美國專利丨，950,313號（授予Unde)曾公開一種 “跑道”塔盤。 人們希望有-個用於分隔壁交換柱的改良塔盤能夠克 服現有技術的許多困難和缺點，提供較好和更為有利的效 - 果。 • 人們還希望有一個改進的低溫空氣分離薇，該廠有用於 分隔壁交換柱的改良塔盤能夠克服現有技術的許多困難和 缺點，提供較好和更為有利的效果。 發明内容 本發明是由在-個分隔壁交換柱内的多個垂直間隔的 分德塔盤組成的元件。本發明還包括含有這種塔盤元件的 分隔壁交換柱、裝配這種塔盤元件的方法、以及由這種塔 盤元件建立的各種流體·流體或液體.蒸汽的接觸工藝^ 法。本發明有許多種實施例，這些實施例又有許多種變-型。 在一分隔壁交換柱内的多個垂直間\ ^ 間隔的分餾塔盤的元 件的第一實施例中，該交換柱具有一 辟 ,、 鬥桎壁、一個分隔 土、一個橫戴面面積及一個在内柱壁和

Ipg璧之間的内部 工間。塔盤元件包括設置在該内部空間 m ^ ^ ^ 鬥的弟一塔盤和設 置在该内部空間内第一塔盤之下的第二啟 目士 σ籩。该弟一塔盤 有至少-個徑向泡液管和-個第一液體接受區。該至少 一個徑向洩液管與該分隔壁鄰接並沿徑 ^ 门Μ弟一顯著距離 7 1279246 越過该橫截面積向該内柱 土夂评该弟一液體接受區有一 二向轴線與該分隔壁成第一 I 双弟角度並向該内柱壁徑向延伸越 過該松截面積一第—顧裳 ^ 、弟〜1者距離。弟-液體接受區從上面接 又的液至少有一部分從第一 弟’夜體接叉區越過第一塔盤的 —部分流到該至少一個彳<τ< & 管、高… m夜官。該至少-個徑向洩液 吕適且接受並向下轉送至少 、主夕邛刀所况液流。該第二塔盤呈 有至少一個其他线液管， 总 一 /、 辟 …洩液&有一徑向軸線與該分隔 土成第一角度並以第三顯 ,^ 一頌者距離沿徑向越過該橫截面面積 向该内柱壁延伸。該至小_ 、 侦 ^ ^ it VL ^ ―液體接受區與該分隔壁 砷接並沿徑向以第四顯著距 „ ❿4杈截面積向該内柱帶 延伸，該至少一個第二液體 ^ 兮s丨 夜體接又區適宜接受至少一部分從 個徑向浅液管向下轉送的所說液流。第二液體接 =接受的液流至少有一部分會從第二接 分流到該至少-個其他茂液管。該至少一個其： 為液㈣宜接受並向下轉送至少部分所說液流。、他 度中至^盤^一件的第—實施例的變型中’第一角度和第二角 第二角声中至小古乂 另—個，楚型中，第一角度和 又中至一有―個大於9〇〇。在還有另一個 —角度和第二角度中至少有一個小於90。。 弟 在塔盤組件的第_實施例 無π " . 貝例的另一個變型中，第一液I#垃 又區從上面接雙的液ώ 豆接 又日h夜机的第一部分從該 順時針方向流動而所說液流 "又區以 了針方向流動。在還有另一個 — 他 接受液产的第，弟二液體接受區所 戈又展机的弟一部分以逆時針 了 τ万向向該至少一個其他洩液 1279246 其動而所說液流的第二部分以順時針方向向該至少一個 ^他洩液管流動。在再有另一個變型中，誃至少一部分液 二、、义一方向流動越過該第一塔盤的一部分而該至少一部 刀乂液流還以與第一方向相反的第二方向流動越過該第二塔 盤的一部分。 ^ ^ Q盤元件的第二實施例與第一實施例相似，只是在該 第一塔盤和該第二塔盤中至少一個塔盤的至少一部分内或 鲁其上還包括多個孔目艮或其他蒸汽傳送設施。 塔盤元件的第三實施例與第一實施例相似，只是還包括 至夕一個液體混合器，該液體混合器適宜混合多個液體組 刀並且與該至少一個徑向洩液管和該至少一個其他洩液管 中的至少一個在液流上連通。 塔盤元件的第四實施例與第一實施例相似，只是還包括 個與刀m壁鄰接的分隔底座，其中該至少一個徑向茂液 官和該至少一個其他洩液管都從該分隔底座沿徑向延伸到 _ 該内柱壁。 塔盤元件的第五實施例與第一實施例相似，只是在與該 至少一個經向洩液管鄰接的第一塔盤上還包括至少一個出 口堰。 丨合盤元件的第六實施例與第一實施例相似，只是在與該 至少一個其他洩液管鄰接的第二塔盤上還包括至少一個出 口堰。 塔盤元件的第七實施例與第一實施例相似，只是包括幾 個增添的元件和特點。在第七實施中，在第一塔盤的至少 1279246 一部分内或其上有多個孔眼或其他蒸汽通過設施，並且第 -液體接受區從上面接受到的液流的第—部分以順時針的 方向從該第一液體接受區流動，而所說液流的第二部分以 逆時針的方向從該第一液體接受區流動。另外在第1 =盤 的至少一個部分内或其上有多個孔眼或其他蒸汽通過設 施，並且第二液體接受區所接受的液流的第一部分以逆時 針的方向向至少一個其他浪液管（“中央”洩液管）流動， 而所說液流的第二部分以順時針方向向至少—個其他 (“中央”）洩液管流動。 塔盤元件的第八實施例與第一實施例相似，但還包括幾 個增添的元件和特點。在第一塔盤和第二塔盤的至少一個 部分内或其上都冑多個孔眼或其他蒸汽通過設施。第一塔 盤的徑向茂液管和第一液體接受區都在徑向上延伸，但^ 向基本㈣，另外第二塔盤的其他洩液管和第二液體接受 區都在徑向上延伸，但方向基本減。再者，至少一部分 液流以：-方向流動越過第一塔盤的一部>，而至少一部 分液流還以與第—方向相反的第二方向流動越過第二塔盤 的一部分。 塔盤70件的第九實施例與第一實施例相似，但包括幾個 增添的元件和_ ㈣有多《隔開的#向㈣管 和多個第-液體接受區，每一個第一液體接受區都位在兩 個徑向浪液管之間並與 妾苐一塔盤有多個間隔開 的其他洩液管和多個饬舻 — 夕個液體接X區，每一個第二液體接受區 都位在兩個其他茂液管之間並與它們鄰接。 10 1279246 本發明的另一方面為一分隔壁交換柱 多個垂直間隔的塔盤元件 /，、内具有 放了用來進行分餾。該項撳妒-σ以採用上面論述的塔盤 、遠兀 插 件的各種貫施例或其變型中 的任何-種。就本發明的這方面而言 1中 内部空間，該空間被—八 、#八有—個 縱長空間具有一個盥 工間弟一 /、刀Ρ同土的第一側鄰接的第一 積，第二縱長空間具有一個盥 _ /、截 , /、刀隔土的弟二側鄰接的第二 镇-^ 知截面積大於或基本等於 弟一杈截面積。在另一個變 橫截面積。 i中弟-‘、截面積大於第一 _本士發明的另—方面為將多個垂直間隔開的分餾塔盤的 元件裝配在分隔壁交拖知# 又換柱内的方法。該分隔壁交換柱如同 上面論述過的那_ 5f# , ^ ^ ^ ^ 而该衣配方法包括將塔盤元件安裝 在該分隔壁交換㈣，料盤元件可用上面論述過的各種 實施例和變型中的任何一種。 本發明的其他方面為使用所述塔盤元件的實施例和變 型中任-種塔盤元件的卫藝方法…種這樣的卫藝方法為 二氣的低刀離，包括使蒸汽和液體在一含有至少一個質 里又換▼的刀]^壁父換柱内對流接觸’該對流接觸是由多 個垂直間隔開的塔盤建立起來的。另-個這種工藝方法是 在兩種流體之間交換質及/或熱的工藝方法，包括使遑兩種 ⑺L體對々H·接觸，而這種接觸是由上述塔盤元件建立起來 的。塔盤元件可用上述實施例或變型中的任一種。 11 1279246 實施方式 用 塔

在現代的空氣分離m結構的填充物是最為常 的較好的質量交換裝置，但在特殊環境下為特殊用途， 盤仍被使用。對於有些用途可在分隔壁交換柱的分隔壁 -侧使用有結構的填充物’而在分隔壁的另一側使用塔 “當分隔壁將分隔壁交換柱劃分成扇形部時，造成的 φ “D”形會給塔盤的設計帶來很多困難。而本發明是徑向_ 跨流動設計的塔盤的元件具有徑向的汽液管，能最有效地 使用D形’同4可以有效地設計所有的蒸顧塔盤構件。 “典型的分隔壁交換柱技術實質上使用的是傳統跨流動 〜盤的|。k種方法的缺點是，由於需要使合適設計的 塔盤得出足夠長的溢流口，在交換柱殼壁處㈣液管必須 具有比理論上需要還要大的面積。 本發明將残液管設置在徑向上，從柱的内側向柱壁延 鲁伸，可最有效地使用現有面積。與傳統的跨流動塔盤的佈 置相比，這種佈置能給蒸汽流動產生更大1〇%的面積，這 是在制定蒸餾塔盤的大小時的關鍵參數。當塔盤和工廠的 大小變大時，效益可變為最大。當交換柱未被分隔成兩個 相等的半另時，效益也是顯著的，因為徑向佈置能較有效 地使用現有面積。當柱的直徑在約2米之下時，效益會降 低。 本發明的塔盤7L件能有效地使用按徑向模式佈置的跨 流動塔盤，對不同的實施例可有不同的流道數（下面還要 12 1279246 詳述）。沿著靠近柱壁的塔盤的外部區域流動的液體比沿著 靠近分隔底座的塔盤的内侧流動的液體具有較長的流動路 徑。這個在路徑長度上的差異將造成在外壁和在靠近分隔 底座的内側進入洩液管的液體具有不同的組成。這時可= 液體混合器來混合到達洩液管時組成可能不同的液體。

具有柱壁11的交換柱可含有一系列垂直間隔的塔盤如 圖1和2所示的兩個塔盤（1〇、20)。圖工示出一個上塔盤 10’而圖2示出一個下塔盤20。 芩閱圖1，塔盤1〇設在交換柱的柱壁u和分隔壁η 之間。有一中央洩液管16將液體從上面的另一塔盤（未示 出）下傳到塔盤10。茂液管12將液體從這個上塔盤= 送到下塔盤2〇(圖2)。中央浅液管16㈣液管12都被定 位在徑向上從分隔底座13延伸到柱壁u。如同越㈣㈣ 的方向箭頭所示，液體從中㈣液管16流向出口堪15, §亥溢出口是從洩液管12向上突起的。 參閱圖2,下塔盤2〇設在交換柱的分隔壁14和柱壁q 之間。鴻液管U將液體從上塔盤1〇 (圖υ傳送到下塔趣 〇。液體從改液管12向中央 ： 26將液體傳送到塔盤20之下心…動…液官 體流動越過， 另一塔盤（未示出）。該液 ^其、口堪25進入中央线液管。浅液管12和中央 J圖I都破沿徑向定位在分隔底座23和柱壁11之間。 隔壁"處：：，液體從上塔盤1〇的兩㈣液管12靠近分 處w向下塔盤2〇的中 的方向箭頭Λ 如橫越塔盤20 外近的上％盤J 0上，液體分裂成兩個 13 1279246 :本相等的部分並且沿著基本為半圓的路徑流向洩液管u #近刀壁14處。&個交替變化的模式在該交換柱内繼續 通過一系列的塔盤。 '蒸汽向上流動通過每一個塔盤（10、20)上的起泡區域。 起泡區域可以是多孔的過篩材料，或可含有泡軍、塔盤闊、 或本領域公知的任何其他能加強質量交換的裝置。在圖i - 和2中，起泡區域用多孔或孔眼（18、28)示出。 • 這些塔盤（10、20)可用連結在柱壁U和分隔壁14 上的傳統的塔盤環（未示出）支承。取決於交換柱的大小， 在塔盤和洩液管的底下可以需要或不需添加支承（未示 出）。 π本發明另一實施例在圖3和4中示出。這個實施例可能 最好適用於直徑較小的交換柱。 參閱圖3’上塔盤10被設在交換柱内柱壁丨丨和分隔壁 14之間。洩液管36從上面另一塔盤（未示出）將液體下 # 傳到塔盤10。液體流動越過塔盤10上的内流溢出口 37並 且繼續橫越該塔盤（如方向箭頭所示）流到出口堰3 5，在 那裏液體越過出口堰並流到洩液管32内。在所示實施例 内，线液管32與分隔壁14鄰近並沿徑向從分隔底座33延 伸到柱壁η。洩液管32將液體從上塔盤1〇傳送到下塔盤 20 (圖 4)。 。皿 參閱圖4,下塔盤20被設在交換柱的分隔壁14和柱壁 11之間。洩液管32將液體從上塔盤10傳到下塔盤2〇。液 體流動越過内流溢出口 47橫越塔盤20 (如方向箭頭所示、 14 1279246 來到出口堰45,在那裏 下一挞舷f、 匕/益出口進入洩液管30並流到 σ i〈禾不出）。、、由# 座43和柱壁u之間/之官32和36均沿徑向設在分隔底 如同圖3和4中、为μ + & ι〇上液/夜體、机動的方向箭頭所示，在上塔盤 時針::二逆:針方一 像塔盤的鏡与那樣：業的仃豕將會認識到流動方向是可以 塔盤上=:;。樣被倒轉的(即在上塔盤上順時針而在下 實施Γ'6示出採用“多流道，，塔盤的本發明還有另-個 k個貫施例可能最適合用於直徑較大的交換柱。 辟14=Γ5 ’上塔盤10被設在交換柱内的柱壁11和分隔 土 4之間。拽液管56將液體從上面的 :傳到…。㈣52將液體從上塔盤1〇傳送未二) 盤2〇(圖6)。將液體從上-塔盤下傳到上塔盤二i 官:6和將液體下傳到下塔盤續液管52都被設在半徑 上從分隔底座53延伸到柱壁u。與圖i中的模式相似，在 =5中上塔盤1〇上的液體是從洩液管％流向鄰近的洩液 ^如同圖中液體流動的方向箭頭所示。為了進入每—個 洩液g 52，液體要流動越過一個出口堰55。（但本行業的 行家將會認識到設計一個不用出口堰便可操作的塔盤也β 可能的。） 疋 苓閱圖6,下塔盤2〇被設在交換柱内的分隔壁和柱 土 11之間。洩液官52將液體從上塔盤丨〇傳送到下塔般 2〇。與圖2相似，圖6中在下塔盤2〇上的液體（如方二 15 1279246 頌所示）均從每一個洩液營 4 、由、六一 從& 52 /瓜向鄰近的洩液管όό，該 茂液官66將液體下傳到塔盤 σ遴2〇下面的另一塔盤（未示 出）。液體越過出口堰65進入到一個缔、六— 们洩液官66内。將液體 攸上％盤1 〇傳到下拔般々 ° 的洩液官52和將液體從塔盤 傳到下面另一塔盤的洩液管 _ , 戈從e 66均沿徑向設在分隔底座 63和柱壁η之間。

如同圖！和2所示實施例，在圖3和4所示實施例（用 於直徑較小的柱）中和在圖5和6所示的實施例（用於直 控較大的柱）中，蒸汽也是向上流動通過在每—塔盤上的 起泡區域。該起泡區域可以是多孔的過_材料，或者可包 含泡罩、塔盤閥、或本領域公知的任 其A Α知的任何其他增強質量交換 的裝置。在圖3和4中及^ -r. ^ , 甲及在圖5和6中，該起泡區域均用 夕孔或孔眼（38、48; 58、68)示出。 本行業的行家將會認識到，&了圖w所示夕卜，本發明 還有許多其他的實施例和變型。雖然在圖丨_6中曾用對稱 方式來-般示出並說明本發明’但這種對稱方<(雖然較 好）並不需要，本發明也不受其限制。 在圖1-6中分隔壁將交換柱的内部空間劃分成相等的 兩半（因為分隔壁是在圓柱的直徑上）。但分隔壁也可是在 直徑以外的-個弦i，這樣就在分隔壁的兩側造成不等的 内部空間。另外，交換柱的形狀可以不是圓柱形。但由於 蒸餾枉幾乎總是壓力容器（正壓或負壓（真空））’交換柱 由於機械設計的考慮，典型地被設計成圓的。 由於某些原因，本文所用術語“徑向，，與一般詞典的定 16 1279246 義略有不同。本文所用“徑向，，意為大致從分隔壁的中部 到柱壁的方向。 對圓筒形柱而分隔壁在其直徑上時，分隔壁的中央即圓 筒的中心。所有徑向線當從該中心點沿徑向伸出。但本發 明並不要求這種完全對稱的幾何形狀。 在圖1-6中，洩液管和液體接受區都是從分隔底座延伸 到柱壁。但本行業的行家將會認識到本發明的塔盤並非必

而或要求使用分隔底座。分隔底座固然提供結構支承和穩 定性Μ旦可省略或用其他結構㈣替代。然而分隔底座: 使用還有另一個實際的目的。如果沒有像分隔底座這樣的 構件將胃發生多個泡液管延伸時密集在柱中心的問題。 如果它們過於互相接近，那麼液體可能會很快地從一個進 入的洩液管走到另一個出來的洩液管，這樣就只有極短的 時間可以發生質量交換了。如果崎不向内延伸而又沒 有分隔底i，那麼會造成一個液體滯留而不有效地流動： 過流動路徑的區帶。 一在下面的申請專利範圍中將會提到相對於分隔壁而測 篁的各種角度。例如在圖1中’“中央，，茂液管16被認為 與分隔壁成90。的角度。但本杆紫的—〜^ 為 ,， 本订業的订豕將會認識到該“中 央”茂液管可相對於該分隔壁被定位為其他 9〇°的角度。 J万' 。。：二1右t側的酬液管12被認為相對於分隔壁成 妾於分隔壁。但本行業的行家將會認識到該徑 向戌液㈣徑向軸線實際上的角度略大於G。並且不需真正 17 1279246 鄰接於分隔壁而是可以從該分隔壁略為移動或逆時針 轉離，仍能起作用。 類似地，圖1中左手側的洩液管12被認為相對於分隔 壁成180。並“鄰接於”分隔壁。但本行業的行家將會認識 到實際成角度略小於180。並且不需真正“鄰接於，，分隔壁 而是可從該分隔壁略為移動或順時針轉離，仍能起作用。 參考圓或圓柱的形狀，一條成〇。的光線被認為與一條 成180°的光線直接相反。因此圖3中徑向洩液管32的徑向 軸線被認為成角度180。或者與圖3中液體接受區36的徑向 軸線直接相反，即使所說洩液管和液體接受區的徑向軸線 各自所成角度並不恰好是1 80。和〇。，因此並不恰好“相 反”。由於幾何形狀並不精確，因此本文使用“基本，，— 我們說第二方向與第一 詞。例如在申請專利範圍中 “基本相反”。

洩液管。 當” 一根長而連續的 18 1279246 除了上述在對稱方面的變化以外，本行業的#家將會認 識到如同㈣管和液體接受區那樣的構件在形狀和大小發 生變化時，本發明仍可起作用。例如在圖5和6中，所有 對應的構件例如標號56和52都具有相同的大小和相似的 形狀。但本行業的行家將會認識到那些構件在本發明的變 型中可被製成大小和形狀各不相似的，但仍能起作用，因 此這些變化都被下面的申請專利範圍所覆蓋。 因此雖然本文已就某些具體實施例圖示並說明，本發 明不能受這些示出細節的限制。在申請專利範圍和i等二

物的範圍卜在不偏離本發明的精神的情況下，可 作出各種修改。 、P 圖式簡單說明 本發明將結合附圖用例詳細說明，圖中·· 圖1為本發明的-個實施例的塔盤的平面略圖。 圖2為本發明的一個 圖 今拔…的另一個塔盤的平面略 一與圖1所示塔盤在垂直方向間隔開。 圖3為本發明另_個眘 個實鉍例的塔盤的平面略圖。 圖4為本毛明另一個實施例的另 塔盤與圖3所示塔盤在垂直方向間隔開。”面略圖，該 圖5為本發明再-個實施例的塔盤的平面略圖。 圖6為本發明再一個實施例的另 塔盤與圖5戶斤示塔 —的千面略圖，該 ° i在垂直方向間隔開。 19 1279246 主要元件之符號說明 10 上塔盤 11 12 洩液管 13 14 分隔壁 15 16 洩液管 18 20 下塔盤 23 25 出口堰 26 28 孔眼 32 33 分隔底座 35 36 洩液管 37 38 多孔 43 45 出口堰 47 48 多孔 52 53 分隔底座 55 56 洩液管 58 63 分隔底座 65 66 洩液管 68 柱壁 分隔底座 出口堰 多孔 分隔底座 洩液管 洩液管 出口堰 出口 分隔底座 出口 洩液管 出口堰 孔眼 出口堰 孔眼

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Claims (1)

1279246 十、申請專利範圍： 1. -種由在-分隔壁交換柱内的多個垂直間隔的分镏 塔盤組成的元件，交換柱具有—個内柱壁、—個分隔壁、 個％^截面積、矛口 .個在讀' 肉hj 不 社Λ内柱壁和分隔壁之間的内部空 間，該元件具有：

設在該内部空間内的一第一塔盤，該第一塔盤具有： 至少一個禋向洩液管，與該分隔壁鄰接，並向該内柱壁 徑向延伸，越過該橫截面積，一第一顯著距離；和 一第一液體接受區’其徑向軸線與該分隔壁成第一角 度，亚向該内柱壁延伸，越過該橫截面積一第二顯著距離， 其中自第一液體接受區以上接受的液流的至少一部分 從該第一液體接受區越過該第一塔盤的一部分流到該至少 一個徑向戌液管，該洩液管適宜接受並向下轉送至少部分 所說液流；及 設在該内部空間内該第一塔盤之下的一第二塔盤，該第 二塔盤具有： 至少另一洩液管，其徑向軸線與該分隔壁成第二角度， 並向該内柱壁徑向延伸，越過該橫截面積一第三顯著距 離，和 至少一個第二液體接受區，與該分隔壁鄰接，並向該内 柱壁徑向延伸，越過該橫截面積一第四顯著距離，該至少 一個第二液體接受區適宜接受至少一部分從該至少一個徑 向洩液管向下轉送的所說液流， 其中在該第二液體接受區上接受的至少一部分液流從 21 1279246 該第二接受區越過該第二塔盤的-部分流到該至少另一洩 液管，該至少另—$液管適宜接受並向下轉送至少部分 說液流。 2·如申請專利範圍帛1項的元件，其特徵在於，該第 一角度和第二角度中至少有一個角度約為9〇。。 3·如申請專利範圍f i項的元件，其特徵在於，該第 一角度和第二角度中至少有一個角度大於9〇。。 4·如申請專利範圍第1項的元件，其特徵在於，該第 一角度和第二角度中至少有一個角度小於90。。 5·如申請專利範圍第丨項的元件，其特徵在於，從在 該第一液體接受區上方接受的該液流的第一部分從該第一 液體接文區以順時針方向流動，而所說液流的第二部分~ 該第一液流接受區以逆時針方向流動。 刀攸 6.如申請專利範圍第件，其特徵在於， 第二液體接受區所接受該液流的第一部分以逆時 ： 該至少另一洩液管流動，而 肉向 〇液的弟一部分以摩日年# 方向向該至少另一洩液管流動。 |貝4針 如申請專利範圍第1項的元件，其特徵在於，該至 22 1279246 卜部分液流以第-方向橫越該第一塔盤的-部分流動， 而广：少一部分液流以與第一方向相反的第二方向橫越該 第二塔盤的一部分流動。 如申請專利範圍第1項的元件，其特徵在於，還包 括在該第一塔盤和該第二塔盤中至少一個塔盤的至少一部 刀内或其上多個孔眼或其他蒸汽傳送設施。 9.如申請專利範圍第1項的元件，其特徵在於，還包 括至個液體混合器，該至少一個液體混合器適宜混合 多個液體組分，並且與該至少一個徑向洩液管和該至少另 一洩液管中的至少一個成液流連通。 I 0 _如申请專利範圍第1項的元件，其特徵在於，還包 括一個與該分隔壁鄰近的一分隔物底座，其中該至少一個 φ 徑向洩液管和該至少另一個洩液管都從該分隔物底座沿徑 向向該内柱壁延伸。 II ·如申請專利範圍第1項的元件，其特徵在於，還包 括至少一個設在該第一塔盤上與該至少一個徑向洩液管鄰 接的出口堰。 12 ·如申請專利範圍第1項的元件，其特徵在於，還包 括至少一個設在該第二丨合盤上與該至少另一個浪液管鄰接 23 1279246 的出口堰。 13. -種由在—分隔壁錢柱内的多個垂直間隔的分 顧塔盤構成的元件’交換柱具有一個内柱壁、一個分隔壁、 -個橫截面積、和一個在該内柱壁和分隔壁之間的内部空 間，該元件具有： 設在該内部空間内的一第一塔盤，該第一塔盤具有： 至少-個徑向岐管，與該分隔壁鄰接，並向該内柱壁 徑向延伸，越過該橫截面積一第一顯著距離，和 第液體接X區，其徑向軸線與該分隔壁成第—角 度，並向該内柱壁徑向延伸，越過該橫截面積一第二顯著 距離，和 設在該第一塔盤的$ y丨、 々至^ 一邛为内或其上的多個孔眼或 其他蒸汽傳送設施， /、中自第液體接党區以上接受的液流的至少一部分 從該第-液體接受區越過該第_塔盤的—部分流到該至少 個仏向4液g，④$液管適宜接受並向下轉送至少部分 所說液流，並且 ”中從忒第液體接受區以上接受的該液流的第一部 分從該第一液體接♦ | 獲^ £ Μ順時針方向流動，而所說液流的 第二部分從該第—液體接受區以逆時針方向流動；及 設在該内部空問肉兮 内為弟一塔盤之下的一第二塔盤，該第 二塔盤具有： 至乂個中央洩液管，其徑向轴線與該分隔壁成第二角 24 1279246 度，並向該内柱壁徑向延伸，越過該橫截面積一第三顯著 距離， 至少一個第二液體接受區，與該分隔壁鄰接，並向該内 柱壁徑向延伸，越過該橫截面積一第四顯著距離，該至少 一個第二液體接受區適宜接受至少一部分從該至少一個徑 向洩液管向下轉送的所說液流，和

設在該第二塔盤的至少一部分内或其上的多個孔眼或 其他蒸汽傳送設施， 士 #二中在°玄第一液體接受區上接受的至少一部分液流從 人' 接又區越過该第二塔盤的一部分流到該至少一個中 央、;曳液管，該至少—乂山 中央洩液管適宜接受並向下轉送至 夕冲分液流，並且 ，、中在該第二液體為 一 逆時1 ^ 接又£上接受的液流的第一部分 第-1八v , 個中央洩液管流動，而所說液流 币一⑷分以順時 卞方向向該至少一個中央洩液管流動。 14 · 一種由在—八『辟 隔的分顧塔盤構成交換柱内的多個沿垂直方向 的内部空間，> —、 個在該内柱壁和分隔壁之 1工間，該兀件具有·· :在違内部空間内的一第 至少一個徑向洩潘总 飞弟塔盤具有 徑向延伸，以第_ B與該分隔壁鄰接，並向該内柱> -第-液體接受=越該橫截面積一第-顯著距離 D〇 "僅向軸線與該分隔壁鄰接，並Γ 25 1279246 該内柱壁徑向延伸，以與第一方向基本相反的第二方向橫 越該橫截面積一第二顯著距離，和 設在該第一塔盤的一部分内或其上的多個孔眼或其他 蒸汽傳送設施， 其中自第一液體接受區以上接受的液流的至少一部分 從該第一液體接受區越過該第一塔盤的一部分流到該至少 一個徑向洩液管，而該至少一個徑向洩液管適宜接受並向 下轉送至少部分所說液流；及 設在該内部空間内在該第一塔盤之下的一第二塔盤，該 第二塔盤，該第二塔盤具有： 至少另一個洩液管，其第二徑向軸線與該分隔壁鄰接， 並向該内柱壁徑向延伸，沿第三方向橫越該橫截面積一第 三顯著距離， 至少一個第二液體接受區，與該分隔壁鄰接，並沿向該 内柱壁徑向延伸沿與第三方向基本相反的第四方向橫越該 橫截面積-第四顯著距離，該至少一個第二液體接受區適 宜接受從該至少一個徑向洩液管向下轉送的至少部分所說 液流，和 設在該第二塔盤的至少一部内或其上的多個孔眼或其 他蒸汽傳送設施， 其中在該第二液體接受區接受的液流至少有一部分從 忒第一接文區越過該第二塔盤的一部分流到該至少另一洩 液管’該至少另1液管適宜接受並向下轉送至少部分所 說液流，並且 26 1279246 其中該液流的至少一部分沿第一方向越過該第—塔盤 部分流動，同時該液流的至少一部分济盘给 弟一方向相反的 第二方向越過遠第一〖合盤部分流動。 一 一 ^ π夕沿垂直方向間 隔的分顧塔盤構成的元件，交換扣里女 又秧柱具有一個内柱壁、一個 分隔壁、一個橫截面積、和一個Α兮出丄 和個在該内柱壁和分隔壁之間 的内部空間，該元件具有： 設在該内部空間内的一第一塔盤，該第一塔盤且有： 多個間隔的徑向汽液管，每-個徑向汽液管向該内柱壁 徑向延伸’越過該橫截面積一第一顯著距離或另一顯著距 離，和 多個第-液體接受區，每-個第_液體接受區被定位在 兩個徑向㈣管之間且與之鄰接，並向該内柱壁徑向延 伸’越過該橫截面積-第二顯著距離或另—顯著距離，和 在該第一塔盤的至少一部分内或其上的多個孔眼或盆 他蒸汽傳送設施， /、 立八中母個第一液體接受區之上接受的液流的至少一 ^刀從所說第-液體接受區越過該第—塔盤的—部分流到 X兩個鄰接的徑向洩液管中的一個，所說徑向洩液管適宜 接受並向下轉送至少部分所說液流，並且 -立其^中在至少一個第一液體接受區之上接受的液流的第 -:分從所說第一液體接受區以順時針方向流動，而所說 液流的第二部分從所說第一液體接受區以逆時針方向流 27 1279246 動；及 設在該内部空間内在該第一塔盤之下的一第二塔盤，該 第二塔盤具有： 多個間隔的其他洩液管，每一個其他洩液管向該内柱壁 徑向延伸’越過該橫截面積一第三顯著距離或另一距離， 和

夕個第_液體接受區’每一個第二液體接受區被定位在 兩個其他浪液管之間與之鄰接，並向該内柱壁徑向延伸， 越過该橫截面積一第四顯著距離或另一距離，每一個所說 第二液體接受區適宜接受從徑向洩液管中的一個向下轉送 的至少部分所說液流，和 在該第二塔盤的至少一部分内或其上的多個孔眼或其 他療汽傳送設施， 其中在每一個第二液體接受區上接受的液流的至少一 邛刀從所說第二接受區越過該第二塔盤的一部分流到該兩 個鄰接的其他攻液官中的—個内，所說其他浅液管適宜接 受並向下轉送至少部分所說液流，並且 八中在所5兄第二接受區上接受的液流的第一部分以逆 寺、十方向机向所說至少另一洩液管，而所說液流的第二部 分以順時針方向流向所說至少另一洩液管。 16· 一種設備，具有： 一個有一 間隔的内壁， 主縱軸線的交換柱， 從而在該内壁和該 一個環繞該縱軸線而與之 主縱軸線之間有一内部空 28 1279246 間； 一個設在該内部空間内的分隔壁，該分隔壁有一第一側 和一第二側，並將該内部空間劃分成至少一個具有一第一 橫截面積而與該分隔壁的第一侧鄰接的第一縱|空間和一 個具有第二橫截面積而與該分隔壁的第二側鄰接的第二縱 長空間； 一個被設在該第一縱長空間内的第一塔盤，該第一塔盤 具有： 至少一個與該分隔壁鄰接並向該内柱壁徑向延伸，越過 該第一橫截面積一第一顯著距離的徑向洩液管，和 一一個有一徑向軸線與該分隔壁成第一角度並向該内柱 壁徑向延伸越過該第-橫截面積―第二顯著距離的一第一 液體接受區， "其中從該第-讀妾受區之上接受的液流的至少一部 分從該第一液體接受區越過該第一塔盤的一部分流到該至 /個徑向戍液官’胃至少一個g向浅液管冑宜接受並向 下轉送至少部分所說液流；及 —個被設在該第一縱長空間内在該第一塔盤之下的一 第二塔盤，該第二塔盤具有： 至少另一個有一徑向軸線與該分隔壁成第二角产並 =:徑Γ伸，越過該第-橫截面積-第三顯;距離 至一少；個與該分隔壁鄰接並向該内柱壁徑向延伸越過 秘戴面積一第四顯著距離的第二液體接受區，該至 29 1279246 夕個第一液體接受區適宜接受至少部分從該至少一個徑 向洩液管向下轉送的所說液流， 二 其中在該第二液體接受區上接受的液流的至少一部分 從該第二#受區越過該第二塔盤的一部&流到f亥至少另一 戌液管，該至少另-浅液f適宜接受並向τ轉送至少部分 所說液流。 • I7.如申請專利範圍第16項的設備，其·特徵在於，該 第一橫截面積大於或基本等於該第二橫截面積。 18.如申請專利範圍第16項的設備，其特徵在於，該 苐一 4頁截面積大於該第一橫截面積。 19· 一種將一個由多個垂直間隔分餾塔盤組成的元件 裝配在一分隔壁交換柱内的方法，包括下列步驟： • 提供一個具有一根主縱軸飨沾 > 桃4 平田緣的父換柱，一個與該主縱軸 線間隔並環繞該主縱軸線的内帶士槎， J 口莖，攻樣在該内壁和該主縱 軸線之間有一内部空間； ' 將一分隔壁裝在該内部空間由^β在士 工間内，該分隔壁有一個第一側 和一個第二側，並將該内部空門查 |二間劃分成至少一個具有第一 橫截面積而與該分隔壁的第一铜澈垃沾楚一七 1則鄰接的第一縱長空間和具 有第二橫截面積而與該分隔壁的笛-彳丨抑拉 太的弟一側鄰接的第二縱長空 間； 將第一塔盤安裝在該第一縱具办 歜長空間内，該第一塔盤具 30 1279246 有： 至夕個與該分隔壁鄰接並向該内柱壁徑向延伸越過 ^ 戴面積一第一顯著距離的徑向鴻液管，和 /、k向袖線與該分隔壁成第一角度並向該内柱壁徑向 I伸越過"亥第—橫截面積一第二顯著距離的一第一液體接 受區， 1 八"其中+從該第一液體接受區之上接受的液流的至少一部

刀衫X第液體接受區越過該第一塔盤的一部分流到該至 少一個徑向％、为# 一 、、， 鬼液s，该至少一個徑向洩液管適宜接受並向 下轉=至少部分所說液流；及 將第二塔盤安裝在該第-縱長空間内，在該第一塔盤之 下，該第二塔盤具有： 至少另 内柱壁徑向 液管’和 一個其徑向軸線與該分隔壁成第二角度並向該 延伸越過該第一橫截面積一第三顯著距離的洩 ·___ 访马 v、 該第—橫截二同讀接並向該内柱壁#向延伸越過 少一個第_、、、"'弟四顯著距離的第二液體接受區，該炱 下轉送的：液體接受區適宜接受從該至少-徑向浪液管向 下轉廷的至少部分所說液流， 其中在該第二液鞅心 ^ 從兮筮吐 _接叉區上接受的液流的至少一部分 攸忒苐二接受區越 1刀 個茂液管，該至少：弟」合盤的一部分流到該至… 部分所說液流。 自纽官適宜接受並向下轉送至少 31 1279246 20· —種低溫空氣分離方法，包括在一含有至少一個質 量交換區帶的分隔壁交換枉內使蒸汽和浪體對流接觸，其 中液體-蒸汽的接觸是按申請專利範園第1項所說的由多個 垂直間隔的塔盤組成的一元件產生的。 2 1 · —種在兩個流體之間進行質量及/或熱交換的方 法，包括在一分隔壁交換柱内使所說一些液體接觸，其中 流體-流體的接觸是按申請專利範圍第丨項所說的由多個垂 直間隔的塔盤組成的一元件產生的。

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