專利名稱：錯流盤及其實施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中發(fā)生流體流之間的質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱量交換的柱狀物，更具體地 說涉及用在此種柱狀物中的錯流盤，以及使用此種盤實現(xiàn)質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱量傳遞的方法。
背景技術(shù)：
已開發(fā)各種類型的錯流盤，以便于接觸且由此提高在處理柱狀物內(nèi)流動的流體流 之間的質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱量交換。通常多個此種盤用在此種柱狀物的打開內(nèi)部區(qū)域內(nèi)，而 每個盤水平地延伸穿過柱狀物的橫截面，且相鄰的盤被垂直隔開。此種盤包括其中設有多 個開口的臺面，以使通常是蒸汽流的上升流體流能通過臺面，并且與水平地流動穿過臺面 的液流相互作用。包含這些開口的臺面通常稱為工作區(qū)域。在臺面的該工作區(qū)域上發(fā)生的 蒸汽_液體相互作用形成泡沫，該泡沫便于在液體流和蒸汽流之間進行所希望的質(zhì)量轉(zhuǎn)移 和/或熱量交換。這些蒸汽_液體錯流盤通常還包括較大的開口和稱為降液管的相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，這 些開口和相關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)使液流能自一個盤上的臺面排出，并引至下置盤的臺面上的進口區(qū) 域。該進口區(qū)域通常無孔，從而防止液體在未首先行進穿過工作區(qū)域的情形下下降通過臺 面，并且防止蒸汽上升通過降液管。在稱為單通道設置的一個設計中，接納自上置降液管排 出的液體的進口區(qū)域和降液管的自盤排出液體的開口或進口定位在每個盤的相對端部處。 在雙通道設置中，單個降液管定位在一個盤中心，而兩個降液管定位在下置盤的相對端部 處。還使用多通道降液管。已為高流量和高效率應用而開發(fā)使用多個圓柱形罐的蒸汽_液體錯流盤。這些圓 柱形罐自臺面向上延伸，并且圍繞形成在臺面中的蒸汽開口。使用定位在罐內(nèi)的渦輪葉片 賦予在罐內(nèi)上升的蒸汽以渦流運動。通過定位在罐壁下部中的槽或其它開口將臺面上流動 的液體引入罐。一個或多個降液管定位在每個盤上，以自一個盤排出液體，并且將液體輸送
至下直ο渦流蒸汽上升通過這些罐并且與自臺面進入罐的液體相互作用，以引起產(chǎn)生高分 離效率的有力的蒸汽-液體相互作用。渦流蒸汽還致使大部分液體飛濺抵靠每個罐的內(nèi)壁 表面，液體在此通過罐壁中的垂直槽和水平槽。在通過這些槽之后，該液體下降至臺面，然 后沿臺面行進至用于通至下置盤的一個或多個降液管。蒸汽離開設在每個罐中的打開頂部 或其它開口，然后向上流動通過設在上方盤的臺面上的蒸汽開口和罐。上述具有大容量盤的一個問題在于臺面上的液體均勻地分配至每個罐。在低的 液體流量下，存在于每個罐的液體量變得容易夾帶于蒸汽流中，并形成噴霧，該噴霧使盤的 分離效率降低。與這些大容量的盤的設計相關(guān)聯(lián)的另一問題在于液體傾向于在每個罐中循環(huán)， 而不是以所想要的柱塞流動型式流過盤。因此，已發(fā)展有用于解決上述問題的改進盤設計的需要。
發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明涉及一種用在柱狀物中的錯流盤，以便于該柱狀物中的流體流之 間進行質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換。該盤包括大體平坦的盤臺面和降液管，該降液管在盤臺面 上具有進入開口，用于自盤臺面排出液體。定位在盤臺面中的多個蒸汽開口使蒸汽能向上 通過盤臺面。多個罐定位在盤臺面上，并且具有圍繞蒸汽開口的壁。進入開口定位在罐的 壁中，用于使液體能自盤臺面進入罐。排出開口設在所述罐的壁中，以使液體在與罐內(nèi)的蒸 汽相互作用之后能離開罐。堰定位在盤臺面上第一區(qū)域中的第一組罐和盤臺面上第二區(qū)域 中的第二組罐之間。堰用于使液體在被輸送至第二組罐之前能被輸送至第一組罐中的罐， 由此減小液體以低液體流量不希望地夾帶在蒸汽中的機會。排出開口還主要或完全定位 在罐的下游側(cè)，從而通過排出開口離開的液體被攜帶越過堰并被引導到第二區(qū)域的盤臺面 上，由此減小液體在其所離開的罐中再循環(huán)的機會。在每組罐內(nèi)相鄰罐之間延伸的噴濺壁 也用于減小液體再循環(huán)的機會。另一方面，本發(fā)明涉及一種便于其中的流體流之間進行質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換的 柱狀物。該柱狀物包括直立外殼和多個上述類型的錯流盤，該直立外殼限定打開內(nèi)部區(qū)域， 而這些錯流盤以垂直隔開關(guān)系定位在外殼的打開內(nèi)部區(qū)域中。又一方面，本發(fā)明涉及一種使用上述錯流盤的方法，以便于柱狀物中的流體流之 間進行質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換。該方法包括以下步驟將液體引導到盤臺面的進口區(qū)域上， 并使所述液體沿下游方向在所述盤臺面上流動。使用所述堰，以使液體在第一區(qū)域中在盤 臺面上積聚，直至到達足以通過設在所述第一組罐的壁中的進入開口、進入第一區(qū)域中第 一組罐的水平為止。使進入第一組罐的液體與所述罐內(nèi)上升的渦流蒸汽混合，以使液體和 蒸汽之間進行質(zhì)量和/或熱量傳遞。使已與第一組罐內(nèi)的蒸汽混合的液體通過設在第二組 罐的壁中的排出開口離開罐。由于排出開口主要或完全定位成面向下游方向，并且噴濺壁 定位在相鄰罐之間，因而使大部分或所有的離開液體在第二區(qū)域中的盤臺面上下降之前被 引導越過堰。然后，該液體在第二區(qū)域中在盤臺面上積聚，直至到達足以通過設在第二組罐 的壁中的進入開口、進入第二區(qū)域中第二組罐的水平為止。使進入第二組罐的液體與罐內(nèi) 上升的渦流蒸汽混合，以使液體和蒸汽之間進行質(zhì)量和/或熱量傳遞。然后，液體通過設 在第二組罐的壁中的排出開口自第二組罐排出，并且能以上述方式將該液體引至附加組的 罐，或者能將該液體直接引至用于輸送至下置盤的降液管。


附圖形成說明書的一部分并且應結(jié)合這些附圖來進行閱讀，在附圖中，相似的附 圖標記用于指代各個附圖中的類似部件圖1是柱狀物的立體圖，其中柱狀物外殼的部分被切除，以示出定位在柱狀物打 開內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的本發(fā)明的錯流盤；圖2是垂直剖取并以放大比例示出的柱狀物的局部側(cè)視圖；圖3是水平剖取的柱狀物的俯視平面圖；圖4是沿箭頭方向沿圖3的剖線4-4垂直剖取的柱狀物的局部正視圖；圖5是本發(fā)明的其中一個錯流盤的立體圖；以及
圖6是用在錯流盤上的罐的側(cè)部立體圖，并示出罐的壁中排出開口的替代實施 例。
具體實施方式
現(xiàn)在更詳細地轉(zhuǎn)向附圖并首先參照圖1，適合于用在質(zhì)量轉(zhuǎn)移和熱交換處理中的 柱狀物總地由附圖標記10來表示。柱狀物10包括在構(gòu)造上是大體圓柱形的直立外殼12， 然而可以是其它的構(gòu)造(包括多邊形)，并且這些構(gòu)造在本發(fā)明的范圍內(nèi)。殼12具有任何 合適的直徑和高度，并且由一種或多種剛性材料構(gòu)成，該材料理想地對于柱狀物10的操作 過程中存在的流體和條件不起作用或者與該流體和條件相適應。柱狀物10具有處理流體流(通常是液流和蒸汽流)所用的類型，以獲得分級產(chǎn)品 和/或在流體流之間發(fā)生質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換。柱狀物10的殼12限定打開內(nèi)部區(qū)域 14，在該區(qū)域中流體流之間發(fā)生所希望的質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換。通常，流體流包括一個或 多個上升蒸汽流和一個或多個下降液流。或者，流體流可包括上升和下降的蒸汽流或上升 氣流和下降液流。流體流通過任何數(shù)量的饋送管路16引至柱狀物10，這些饋送管路16沿柱狀物10 的高度定位在適當位置處。一個或多個蒸汽流還可在柱狀物10內(nèi)產(chǎn)生，而不是通過饋送管 路引入柱狀物10。柱狀物10通常還包括架空管路18和底部流去除管路20，架空管路用于 排出蒸汽產(chǎn)物或副產(chǎn)物，而底部流去除管路20用于自柱狀物10排出液體產(chǎn)物或副產(chǎn)物。通 常存在諸如回流管路、再沸器、冷凝器、蒸汽喇叭之類的其它柱狀物部件，由于這些部件在 性質(zhì)上是慣用的，因而在附圖中并未示出這些部件，且對于本發(fā)明的理解來說，并不認為必 須對這些部件進行說明。此外轉(zhuǎn)至圖2-6，根據(jù)本發(fā)明，多個水平延伸的錯流盤22以垂直隔開關(guān)系定位在 柱狀物10的打開內(nèi)部區(qū)域14內(nèi)。錯流盤22包括通常由多個單獨的板構(gòu)成的臺面24，這些 板能以各種已知方式中的任何方式連結(jié)在一起。每個盤22包括至少一個降液管28，該降液 管28具有進口 30和一個或多個壁32，進口 30由臺面24中的開口形成，而壁32形成用于 將液體輸送至下置盤22的通路。在所示的實施例中，柱狀物10的殼12形成降液管28的 其中一個壁32。在另一實施例中，殼12并不需要形成降液管28的一部分。在所示的實施例中，每個盤22具有定位在臺面24 —端處的降液管28，而相鄰盤 22上的降液管28定位在盤22的相對端處。每個盤22的臺面24還包括進口區(qū)域36，該進 口區(qū)域置于上置盤22的降液管28的下方，從而自上置降液管28排出的液體被引到進口區(qū) 域36上，然后沿下游方向經(jīng)過盤臺面24流至降液管28。呈自臺面24向上延伸的直立壁 形式的可選進口堰38可定位在進口區(qū)域36附近，從而在液體溢出進口堰38并且自進口堰 38沿臺面24的位于下游流動方向的部分行進之前，使液體在進口區(qū)域36上積聚至與進口 堰38的高度相對應的水平。在所示的單通道設置中，進口區(qū)域36和降液管進口 30定位在 每個盤22上的相對端處。應理解的是，本發(fā)明還可應用于雙通道或多通道的設置。每個盤22包括多個均勻隔開的罐40，這些罐自臺面24向上延伸并支承在該臺面 24上。較佳地以諸如三角形或正方形節(jié)距之類的預選均勻型式將這些罐40放置于臺面24 上。每個罐40由大體圓柱形的壁42所形成，然而可使用其它構(gòu)造。在一實施例中，壁42 的高度小于相鄰盤22之間的垂直距離，從而每個壁42的頂緣離上置盤22向下隔開預選距離。在其它實施例中，壁42可向上延伸至接觸并支承上置盤22。如果壁42與上置盤22接 觸并圍繞上置盤22的臺面24中的蒸汽開口 44，則合適開口置于壁42的上部中，以使蒸汽 能自周圍容積進入罐40，并通過上置盤22的臺面24中的蒸汽開口 44上升。類似的是，如 果壁42與上置盤22接觸，然而卻與上置盤22的臺面24中的蒸汽開口 44偏離，則開口置 于壁42的上部中，以使蒸汽能離開罐40，并通過上置盤22中的蒸汽開口 44上升。以任何 合適的方式將壁42的底緣固定于臺面24，例如通過焊接或者通過自壁42的底緣向下延伸、 并插過形成在臺面24中的槽的突片將該底緣固定于臺面。然后這些突片可彎曲抵靠臺面 24的下側(cè)，以使罐40固定于臺面24。每個罐40的壁42圍繞設在臺面24中的蒸汽開口 44，該蒸汽開口 44使蒸汽能向 上通過臺面24并進入相關(guān)聯(lián)的罐40。每個蒸汽開口 44的直徑通常略小于壁42的內(nèi)直徑， 從而向上通過臺面24的所有蒸汽通過罐40?？墒褂枚鄠€較小開口 44，而不是使用單個較 大開口 44來將蒸汽饋送至每個罐40。將罐40的數(shù)量和直徑以及開口 44的尺寸選定成 為所預期的蒸汽_液體相互作用提供理想的蒸汽流量和理想容積。一組或多組渦流器46定位成使蒸汽在每個罐40內(nèi)產(chǎn)生離心渦流。一組渦流器46a 通常定位在臺面24的平面中的每個蒸汽開口 44中，從而當蒸汽向上通過臺面24并進入罐 40時在蒸汽中產(chǎn)生渦流運動。另一組渦流器46b能在每個罐40內(nèi)定位在離渦流器46a(定 位于臺面24的平面內(nèi))向上隔開預選距離的位置處。每組渦流器46包括多個徑向延伸的 平坦或彎曲葉片48。下方組渦流器46a中的葉片48a可將形狀設計成和/或傾斜成與上方 組渦流器46b中的葉片48b相同或不同。作為一個示例，下方葉片48a可彎曲成使來自垂 直流動方向的蒸汽能逐漸過渡至具有基本徑向流動矢量的蒸汽。由于上方葉片48b具有以 徑向流動矢量流動的蒸汽，因而比起下方葉片48a，上方葉片48b可以是平坦的或具有較小 程度的彎曲。渦流器46可設置成蒸汽在盤臺面24上的每個罐40中以相同旋轉(zhuǎn)方向打旋。或 者，一些罐40中的旋轉(zhuǎn)方向能與其它罐40的旋轉(zhuǎn)方向不同。盤臺面24上的液體通過諸如定位在每個罐40的壁42中的槽之類的進入開口 50 進入罐40。進入開口 50的尺寸設計成并且在壁42中定位成使所希望的液體能流入每個 罐40，且與此同時使罐40保持所希望的結(jié)構(gòu)剛度。進入開口 50通常以預選距離放置在盤 臺面24的平面上方，從而液體在進入罐40的壁42中的進入開口 50之前、必須圍繞罐40在 盤臺面24上積聚至預選高度。進入開口 50的尺寸設計成使液體能以所希望的體積流量流 入每個罐40，并且該進入開口 50理想地定位在下方組渦流器46a上方，從而當液體進入罐 40時，液體與已以渦流運動進行運動的蒸汽相遇。然后，渦流蒸汽和液體在混合區(qū)域中在罐 內(nèi)上升，在該混合區(qū)域，該蒸汽和液體之間發(fā)生強烈的相互作用和質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換。 上方組渦流器46b (如果使用的話)在混合區(qū)域中定位在進入開口 50的平面上方，以使蒸 汽和液體產(chǎn)生附加渦流。 當渦流蒸汽和液體在罐40內(nèi)上升時，液體的較大動量致使大部分液體被拋靠于 每個罐40的壁42的內(nèi)表面。然后，液體沿壁42上升，并通過壁42中的排出開口 52離開 罐40。排出開口 52可以是諸如簡單孔之類的各種形式。在圖1-5所示的實施例中，排出 開口 52呈定向氣窗52a的形式，這些氣窗向內(nèi)延伸進入相關(guān)聯(lián)的罐40并且定向成對沿罐 40的壁42向上行進的液體進行捕獲。在圖6所示的實施例中，排出開口 52呈向外彎曲突片52b的形式，這些突片向下傾斜，以使離開液體沿向下方向朝盤臺面24偏斜。本發(fā)明考 慮排出開口 52的其它實施例，且這些實施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。為了使液體能自進口區(qū)域36更均勻地流動經(jīng)過盤臺面24直至降液管28，一系列 中間堰54a、54b以及54c定位在盤臺面24上。這些堰54a_c設置成大體橫向于液體流動 經(jīng)過 盤臺面24的總體方向，并且以隔開關(guān)系定位。因此，這些堰54a-c用于將盤臺面24分 割成多個區(qū)域56a-c，每個區(qū)域包含一組罐40。每組罐40中的罐40的數(shù)量通常在每個區(qū) 域56a-c中相同，然而在一些應用中，可希望使一些區(qū)域中包括的罐40多于其它區(qū)域中包 括的罐。雖然示出三個區(qū)域56a-c，然而可理解的是，通過使用一個或任何多數(shù)數(shù)量的堰可 提供兩個或兩個以上的區(qū)域。除了實現(xiàn)更均勻的液體流動以外，這些堰54a_c用于迫使液體進入定位在每個堰 54a-c正上游區(qū)域56a-c中的罐40。在液體溢出堰并進入下一區(qū)域56b或56c之前，液體 必須在盤臺面24上積聚至堰54a、54b或54c的高度。這些堰54a_c各自較佳地具有如下 高度它們的頂緣在罐40的壁42中的進入開口 50的水平上方，并且在最低排出開口 52的 水平下方。這些堰54a-c可各自具有相同高度，或者堰可沿液體流動經(jīng)過盤臺面24的方向 增大或減小高度。堰54a_c的存在使液體能均勻地在每個區(qū)域56a_c內(nèi)進行分配，從而給 予定位在特定區(qū)域54a、54b或54c內(nèi)的每個罐40以相同的液體量。由于液體首先僅僅分 配至區(qū)域56a中的罐40，而不是分配至盤臺面24上的所有罐，因而低流量的液體較不可能 被夾帶于蒸汽流中并被攜帶至上置盤22。相反，液體更傾向于流經(jīng)相關(guān)聯(lián)的盤臺面24，以 與其它區(qū)域54b和54c中的罐40中的蒸汽流相互作用，然后進入用于輸送至下置盤22的 降液管28。理想的是，這些堰54a_c離相應區(qū)域56a_c中一些或所有罐40的壁42沿下游隔 開預選距離。堰54a-c和罐40之間的距離使臺面24上的液體能圍繞罐40的整個周緣循 環(huán)，并且通過進入開口 50進入罐40，這些進入開口 50圍繞罐40的周緣成陣列。在所示的 實施例中，堰54a-c包括與罐40的外形相適應的半球形截面58，從而堰54a_c離罐40的下 游側(cè)隔開均勻距離。使液體能與一部分蒸汽流一起通過罐40的壁42離開的排出開口 52完全或主要 定位在每個罐40的下游側(cè)，并定位在相鄰堰54a、54b或54c的頂部上方。排出開口 52構(gòu) 造成通過開口 52離開罐40的液體在下降到下游區(qū)域56b或56c中的盤臺面24上之前、 由蒸汽流攜帶越過相鄰堰54a、54b或54c。于是，通過開口 52離開每個罐40的大部分或所 有液體則由相鄰堰54b或54c所阻擋，防止該液體能返回其所離開的罐40而再循環(huán)。應理 解的是，這些堰54a-c需與相鄰罐40間隔地充分近，以使離開液體能在其向下下降過程中 對所關(guān)聯(lián)堰54a、54b或54c的頂部進行清洗。與此同時，這些堰54a_c必須遠離相鄰罐40 隔開充分距離，以使盤臺面24上的液體能圍繞罐40的周緣循環(huán)。罐40的下游側(cè)上的堰54a_c和開口 52的放置用于減小離開特定罐40的液體的 如下機會該液體在相同罐中循環(huán)或在與其所離開的罐相同的區(qū)域56a、56b或56c中的其 它罐40中循環(huán)。因此，該液體能以更均勻的方式運動經(jīng)過盤臺面24，由此增強盤臺面24上 的質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換效率。圖3和4可最佳示出，噴濺壁60在每個區(qū)域56a_c內(nèi)的側(cè)向相鄰罐40之間以及 殼12和相鄰罐40之間延伸，以形成大體橫向于液體流動的下游方向延伸的屏障，這作為抑制液體在盤臺面24上和上方再循環(huán)的又一措施。噴濺壁60的高度大約與罐40的高度相 同，然而在較少考慮盤性能的應用中可使用較低的高度。通過排出開口 52離開罐40的液 體由噴濺壁60阻擋，防止該液體沿與所述下游方向相反的上游方向運動，由此防止液體在 其所離開的相同罐40中再循環(huán)或在與其所離開的罐40相同的區(qū)域56a、56b或56c中的其 它罐40中再循環(huán)。每個噴濺壁60的下端定位在盤臺面24上方或者設有切口 61 (圖5)，以 使盤臺面24上的液體能圍繞罐40的整個周緣循環(huán)。 下轉(zhuǎn)唇形環(huán)62也定位在每個罐40的頂部，從而沿壁42離開罐40的頂部的液體 由該唇形環(huán)62重新引導朝向盤臺面24。唇形環(huán)62具有內(nèi)壁64、彎曲上部段66以及外壁 68，內(nèi)壁62定位在相關(guān)聯(lián)的罐40的壁42內(nèi)部，彎曲上部段66在壁42的頂緣上方略微隔 開，而外壁68定位在罐40的壁42外部。環(huán)62由突片70保持就位，該突片自壁42的頂緣 向上延伸，并且接納在唇形環(huán)60的上部段64中的槽72內(nèi)。在柱狀物10的使用過程中，將液流引到盤臺面24的進口區(qū)域36上，該液流在此 積聚直至到達溢出進口堰38的水平為止。然后，液體流入第一區(qū)域56a，在此液體進入定 位在區(qū)域56a內(nèi)的罐40?；蛘?，可省略進口堰38，液體則直接從進口區(qū)域36流入第一區(qū)域 56a。堰54a使液體在區(qū)域56a中的盤臺面24上積聚，直至其到達足以通過罐40的壁42 中的進入開口 50進入罐40的高度為止。進入罐40的液體由通過盤臺面24中的蒸汽開 口 44進入罐40的蒸汽流所拾取。渦流器46對蒸汽和液體施加離心渦流運動，以使蒸汽和 液體在罐40內(nèi)緊密混合。作用在液體上的離心力使液體拋靠于壁42的內(nèi)表面，液體在該 內(nèi)表面處升起、直至其遇到壁42中的排出開口 52為止。液體由一部分蒸汽流攜帶通過排 出開口 52。通過排出開口 52離開的液體和蒸汽的動量足以將液體攜帶越過相鄰堰54a或 54b，并且攜帶到下游區(qū)域56b或56c中的盤臺面24上。蒸汽流的剩余部分通過罐40的打 開頂部或者通過設在罐40的壁42上部中的開口離開，并通過上置盤22的盤臺面24中的 蒸汽開口 44上升。上置盤22的蒸汽開口 44可與下置盤22上的罐40對準，從而蒸汽能直 接上升進入蒸汽開口 44，或者蒸汽開口 44可與罐40偏離，從而蒸汽在進入蒸汽開口 44之 前必須側(cè)向行進預選距離。任何在其沿壁42向上行進時繞過排出開口 52的液體由唇形環(huán) 62所捕獲，并被重新向下引至盤臺面24。輸送至區(qū)域56b的液體由于堰54b的作用而積聚在盤臺面24上，并通過進入開口 50進入?yún)^(qū)域56b中的罐40，用于以與上述方式相同的方式與蒸汽流相互作用。然后，液體 以相同方式前進至后續(xù)區(qū)域56c和可提供的任何附加區(qū)域，然后進入降液管28的進口 30， 用于向下通至下置盤22?？梢姷氖?，這些堰54a_c使盤臺面24上的液體能依次輸送至多個區(qū)域56a_c的每 個區(qū)域中的罐40的組。這樣，液體依次前進至較少的罐40，由此使液體(尤其是以低的液 體流量)不希望地夾帶在蒸汽流中的機會減小。堰54a-c與主要或完全定位在罐40的下 游側(cè)的排出開口 52結(jié)合還會減小液體在罐40中再循環(huán)的機會，由此使液體能更柱塞狀地 流動經(jīng)過盤，且盤臺面24上的液體和蒸汽之間能產(chǎn)生更有效的質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換。由于在不偏離本發(fā)明范圍的前提下，本發(fā)明可具有很多可能實施例，因而應理解 的是，在附圖中闡述或示出的本文所有事項應理解成說明性的而沒有限制的意思。
權(quán)利要求
1.一種用在柱狀物中的錯流盤，以便于所述柱狀物中的流體流之間進行質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/ 或熱交換，所述錯流盤包括大體平坦的盤臺面；進口區(qū)域，所述進口區(qū)域定位在所述盤臺面上，液體在所述進口區(qū)域處被引導到所述 盤臺面上；降液管，所述降液管在所述盤臺面上具有進入開口，用于在所述液體自所述進口區(qū)域 沿所述盤臺面沿下游方向流動之后、自所述盤臺面排出所述液體；多個蒸汽開口，所述多個蒸汽開口在所述盤臺面中，用于使蒸汽能通過所述開口向上 通過所述盤臺面；多個罐，所述多個罐定位在所述盤臺面上，并且具有圍繞所述蒸汽開口的壁，從而通過 所述盤臺面的所述蒸汽在所述罐內(nèi)上升，其中，第一組罐在所述盤臺面上定位在第一區(qū)域 中，而第二組罐在所述盤臺面上定位在第二區(qū)域中，所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域的所 述下游方向；渦流器，所述渦流器定位成對在所述罐內(nèi)上升的所述蒸汽施加渦流運動；進入開口，所述進入開口在所述罐的所述壁中，用于使液體能自所述盤臺面進入所述罐；排出開口，所述排出開口定位在所述罐的壁中的所述進入開口上方，以使液體在所述 罐內(nèi)與利用渦流運動上升的所述蒸汽相互作用之后離開所述罐；以及堰，所述堰定位在所述盤臺面上第一區(qū)域中的所述第一組罐和所述盤臺面上第二區(qū)域 中的所述第二組罐之間。
2.如權(quán)利要求1所述的錯流盤，其特征在于，所述堰包括與所述罐的外形適應的半球 形截面，并且沿所述下游方向離所述罐隔開均勻距離，以使所述盤臺面上的液體能繞所述 罐循環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述的錯流盤，其特征在于，所述堰具有上緣，所述上緣定位在所述罐 的壁中所述進入開口上方的一定水平處。
4.如權(quán)利要求3所述的錯流盤，其特征在于，所述堰的上緣定位在所述罐的壁中所述 排出開口下方的一定水平處。
5.如權(quán)利要求1所述的錯流盤，其特征在于，所述第一組罐和所述第二組罐中具有相 同數(shù)量的罐。
6.如權(quán)利要求1所述的錯流盤，其特征在于，所述第一組罐和所述第二組罐中具有不 同數(shù)量的罐。
7.如權(quán)利要求1所述的錯流盤，其特征在于，所述排出開口在所述第一組罐中主要或 完全定位在所述罐的下游側(cè)，并面向所述下游方向，從而通過所述排出開口離開所述罐的 液體在返回所述盤臺面之前、沿所述下游方向被攜帶越過所述堰。
8.如權(quán)利要求7所述的錯流盤，其特征在于，所述堰中的第二堰定位在所述第二區(qū)域 中所述第二組罐的所述下游方向。
9.如權(quán)利要求8所述的錯流盤，其特征在于，所述排出開口在所述第二組罐中主要或 完全定位在所述罐的下游側(cè)，并面向所述下游方向，從而通過所述排出開口離開所述罐的 液體在返回所述盤臺面之前、沿所述下游方向被攜帶越過所述第二堰。
10.如權(quán)利要求1所述的錯流盤，其特征在于，所述錯流盤包括噴濺壁，所述噴濺壁在 相鄰罐之間延伸，以對通過所述排出開口離開所述罐的所述液體進行阻擋，防止所述液體 被攜帶而沿與所述下游方向相反的上游方向運動。
11.如權(quán)利要求10所述的錯流盤，其特征在于，所述噴濺壁具有的高度大約與所述罐 的高度相等。
12.一種便于其中的流體流之間進行質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換的柱狀物，所述柱狀物包括直立外殼，所述直立外殼限定打開內(nèi)部區(qū)域；多個錯流盤，所述多個錯流盤以垂直隔開關(guān)系定位在所述外殼的所述打開內(nèi)部區(qū)域 中，每個所述錯流盤包括大體平坦的盤臺面；進口區(qū)域，所述進口區(qū)域定位在所述盤臺面上，液體在所述進口區(qū)域處被引導到所述 盤臺面上；降液管，所述降液管在所述盤臺面上具有進入開口，用于在所述液體自所述進口區(qū)域 沿所述盤臺面沿下游方向流動之后、自所述盤臺面排出所述液體；多個蒸汽開口，所述多個蒸汽開口在所述盤臺面中，用于使蒸汽能通過所述開口向上 通過所述盤臺面；多個罐，所述多個罐定位在所述盤臺面上，并且具有圍繞所述蒸汽開口的壁，從而通過 所述盤臺面的所述蒸汽在所述罐內(nèi)上升，其中，第一組罐在所述盤臺面上定位在第一區(qū)域 中，而第二組罐在所述盤臺面上定位在第二區(qū)域中，所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域的所 述下游方向；渦流器，所述渦流器定位成對在所述罐內(nèi)上升的所述蒸汽施加渦流運動；進入開口，所述進入開口在所述罐的壁中，用于使液體能自所述盤臺面進入所述罐；排出開口，所述排出開口定位在所述罐的壁中的所述進入開口上方，以使液體在所述 罐內(nèi)與利用渦流運動上升的所述蒸汽相互作用之后離開所述罐；以及堰，所述堰定位在所述盤臺面上第一區(qū)域中的所述第一組罐和所述盤臺面上第二區(qū)域 中的所述第二組罐之間。
13.如權(quán)利要求12所述的柱狀物，其特征在于，所述堰包括與所述罐的外形適應的半 球形截面，并且沿所述下游方向離所述罐隔開均勻距離，以使所述盤臺面上的液體能繞所 述罐循環(huán)。
14.如權(quán)利要求13所述的柱狀物，其特征在于，所述堰具有上緣，所述上緣定位在所述 罐的壁中所述進入開口上方的一定水平處。
15.如權(quán)利要求14所述的柱狀物，其特征在于，所述堰的上緣定位在所述罐的壁中所 述排出開口下方的一定水平處。
16.如權(quán)利要求12所述的柱狀物，其特征在于，所述第一組罐和所述第二組罐中具有 相同數(shù)量的罐。
17.如權(quán)利要求12所述的柱狀物，其特征在于，所述第一組罐和所述第二組罐中具有 不同數(shù)量的罐。
18.如權(quán)利要求12所述的柱狀物，其特征在于，所述排出開口在所述第一組罐中主要或完全定位在所述罐的下游側(cè)，并面向所述下游方向，從而通過所述排出開口離開所述罐 的液體在返回所述盤臺面之前、沿所述下游方向被攜帶越過所述堰。
19.如權(quán)利要求18所述的柱狀物，其特征在于，所述堰中的第二堰定位在所述第二區(qū) 域中所述第二組罐的所述下游方向。
20.如權(quán)利要求19所述的柱狀物，其特征在于，所述排出開口在所述第二組罐中主要 或完全定位在所述罐的下游側(cè)，并面向所述下游方向，從而通過所述排出開口離開所述罐 的液體在返回所述盤臺面之前、沿所述下游方向被攜帶越過所述第二堰。
21.如權(quán)利要求12所述的柱狀物，其特征在于，所述柱狀物包括噴濺壁，所述噴濺壁在 相鄰罐之間延伸，以對通過所述排出開口離開所述罐的所述液體進行阻擋，防止所述液體 被攜帶而沿與所述下游方向相反的上游方向運動。
22.如權(quán)利要求21所述的柱狀物，其特征在于，所述噴濺壁具有的高度大約與所述罐 的高度相等。
23.一種便于蒸汽和液體在柱狀物內(nèi)相互作用的方法，所述柱狀物包含多個錯流盤，所 述多個錯流盤以垂直隔開關(guān)系定位在所述柱狀物的打開內(nèi)部區(qū)域內(nèi)，每個所述錯流盤具有 其上定位有多個罐的盤臺面，所述罐具有圍繞所述盤臺面中蒸汽開口的壁，其中，第一組罐 在所述盤臺面上定位在第一區(qū)域中，而第二組罐在所述盤臺面上定位在第二區(qū)域中，所述 第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域的所述下游方向，其中，堰定位在所述盤臺面上第一區(qū)域中的 所述第一組罐和所述盤臺面上第二區(qū)域中的所述第二組罐之間，所述方法包括以下步驟將液體引導到所述盤臺面的進口區(qū)域上，并使所述液體沿下游方向在所述盤臺面上流動；使用所述堰，以使所述液體在所述第一區(qū)域中在所述盤臺面上積聚，直至到達足以通 過設在所述第一組罐的壁中的進入開口、進入所述第一區(qū)域中的所述第一組罐的水平為 止；使進入所述第一組罐的液體與所述罐內(nèi)具有渦流運動的蒸汽混合，以使所述液體和所 述蒸汽之間進行質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱量傳遞；將已與所述第一組罐內(nèi)的蒸汽混合的液體引導通過設在所述第一組罐的壁中的排出 開口，所述排出開口定位成使所述液體引導越過所述堰，并引到所述第二區(qū)域中的盤臺面 上；使所述液體在所述第二區(qū)域中在所述盤臺面上積聚，直至到達足以通過設在所述第二 組罐的壁中的進入開口、進入所述第二區(qū)域中的所述第二組罐的水平為止；使進入所述第二組罐的液體與所述罐內(nèi)具有渦流運動的蒸汽混合；以及使已與所述第二組罐內(nèi)的所述蒸汽混合的液體通過設在所述第二組罐的壁中的排出 開口排出。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟將已與所述第二 組罐內(nèi)的蒸汽混合的液體引導通過設在所述第二組罐的壁中的排出開口，所述排出開口定 位成沿所述下游方向弓丨導所述液體。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟將所述蒸汽自其 中一個錯流盤上的所述罐輸送至所述錯流盤的上置錯流盤，并且將自所述一個錯流盤上的 所述第二組罐排出的液體輸送至所述錯流盤的下置錯流盤。
全文摘要
一種設有盤臺面和由堰隔開的罐組的錯流盤。這些罐具有圍繞盤臺面中蒸汽開口的壁。這些開口設在壁中，以使液體能自盤臺面進入罐。附加開口設在壁中，以使液體能離開罐。定位在罐內(nèi)的渦流器使蒸汽和液體產(chǎn)生離心渦流運動，以便于罐內(nèi)的蒸汽和液體之間進行質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或熱交換。
文檔編號B01D17/038GK102105201SQ200980130295
公開日2011年6月22日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者C·A·格瑞塞爾, I·紐沃德特 申請人:科氏-格利奇有限合伙公司