РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ В МАССООБМЕННОЙ КОЛОННЕ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B01D3/32 B01D53/18 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее изобретение в основном относится к колоннам, в которых происходят массообмен и теплообмен и, более конкретно, к распределителям жидкости, используемых в таких колоннах, и к способам распределения жидкости с использованием таких распределителей жидкости.

[0002] Как используют в настоящем документе, термин «массообменная колонна» относится к колонне, в которой происходит массообмен и/или теплообмен. Примеры массообменных колонн включают дистилляционные, абсорбционные, отгоночные и экстракционные колонны.

[0003] В массообменных колоннах один или несколько потоков жидкости и/или пара приводят в контакт друг с другом для того, чтобы вызывать массообмен и/или теплообмен между потоками жидкости и/или пара. Слои структурированного или неупорядоченного наполнителя обычно используют в таких массообменных колоннах для того, чтобы содействовать тесному контакту между потоками жидкости и/или пара и тем самым усиливать желаемый массообмен и/или теплообмен между потоками. В системах жидкость/пар поток жидкости нисходит через слой наполнителя, а поток пара восходит через слой наполнителя. Аналогичным образом, в системах жидкость/жидкость и пар/пар более плотная фаза нисходит через слой, а менее плотная фаза восходит через слой.

[0004] Равномерное распределение нисходящего потока жидкости по всему горизонтальному сечению слоя структурированного или неупорядоченного наполнителя является важным для того, чтобы поддерживать равномерное взаимодействие между потоком жидкости и восходящим потоком пара. Распределители жидкости различных типов используют в попытке обеспечить равномерное распределение потока жидкости, когда он входит в верхнюю часть слоя материала наполнителя. В распределителе жидкости одного типа питающая коробка или разделительная коробка получает поток жидкости из вышележащего коллектора или питающей линии и распределяет его среди множества удлиненных и параллельных желобов, которые располагаются снизу или проходят горизонтально от разделительной коробки. Разнесенные отверстия формируют в боковых стенках желобов для того, чтобы позволить жидкости выходить из желобов в индивидуальные потоки жидкости. Брызговые отражатели отнесены наружу от и параллельно боковым стенкам желобов для того, чтобы отдельные потоки жидкости, выходящие из желобов через отверстия, направлять на брызговые отражатели. Затем отдельные потоки жидкости нисходят вдоль и распределяют по брызговым отражателям, прежде чем стекать каплями с нижнего края отражателей в слой материала наполнителя. Примеры распределителей жидкости этого типа представлены в патентах США №№ 6722639 и 7125004.

[0005] При конструировании распределителей жидкости, описанных выше, число и размер отверстий в боковых стенках желоба выбирают на основе предполагаемой объемной скорости потока для потока жидкости в желоба. Общую открытую площадь, представленную отверстиями, следует конструировать для того, чтобы делать возможным развитие достаточного напора жидкости внутри желобов и, тем самым, генерировать необходимую силу для того, чтобы заставлять отдельные потоки жидкости выходить из отверстий с достаточным моментом для того, чтобы достигать отнесенные наружу брызговые отражатели. Когда проектируемая объемная скорость потока жидкости мала, общую пропускную способность отверстий следует уменьшать для того, чтобы сделать возможным развитие достаточного напора жидкости в желобах. Этого уменьшения пропускной способности можно достичь посредством уменьшения размера отверстий и/или посредством увеличения пространства между смежными отверстиями для того, чтобы снижать общее число отверстий. Оба этих варианта создают потенциальные недостатки. Если выбирают меньшие отверстия, они с большей вероятностью засорятся, тем самым создавая области на брызговых отражателях и в подлежащем наполнителе, которые не увлажняют отдельными потоками жидкости. Аналогичным образом, если увеличивают расстояние между отверстиями, отдельные потоки жидкости могут не сливаться по мере схождения вдоль и распространения по брызговым отражателям. Таким образом, развилась потребность в распределителе жидкости, который преодолевает эти потенциальные недостатки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В одном из аспектов настоящее изобретение направлено на распределитель жидкости для приема и распределения потока жидкости, например, на нижележащий слой массообменных устройств. Распределитель жидкости содержит множество удлиненных основных желобов, расположенных бок о бок и в целом параллельно, каждый из основных желобов имеет разнесенные боковые стенки, соединенные дном для приема и возможности накопления части потока жидкости внутри каждого основного желоба. Множество отверстий для выпуска жидкости предоставляют в по меньшей мере одной из боковых стенок каждого из указанных основных желобов с тем, чтобы часть потока жидкости, которая накоплена внутри каждого основного желоба, можно было выбрасывать из соответствующего желоба в отдельных основных выпускаемых потоках. Распределитель жидкости также содержит множество вторичных желобов, которые имеют разнесенные боковые стенки, соединенные с помощью дна для приема и возможности накопления части основных выпускаемых потоков внутри каждого вторичного желоба. Каждый вторичный желоб располагают смежно с одним из основных желобов в определенном местоположении для того, чтобы принимать по меньшей мере некоторые из отдельных основных выпускаемых потоков из одного из основных желобов. Множество отверстий для выпуска жидкости предоставляют по меньшей мере в одной из боковых стенок каждого из вторичных желобов для того, чтобы часть отдельных основных выпускаемых потоков, которая накоплена каждым вторым желобом, можно было выбрасывать из соответствующего вторичного желоба в отдельных вторичных выпускаемых потоках. Распределитель жидкости дополнительно содержит брызговые отражатели, отнесенные на предварительно выбранное расстояние от по меньшей мере некоторых из множества отверстий для выпуска жидкости в боковых стенках вторичных желобов, чтобы принимать по меньшей мере некоторые из отдельных вторичных выпускаемых потоков и обуславливать их латеральное распространение в виде отдельных вторичных выпускаемых потоков, нисходящих вдоль брызговых отражателей и стекающих каплями с их нижних краев.

[0007] В другом аспекте изобретение направлено на способ распределения жидкости в слой в массообменных устройствах с использованием распределителя жидкости, как описано выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] На фиг.1 представлен вид в перспективе сбоку массообменной колонны с удаленными частями оболочки массообменной колонны, чтобы показать распределитель жидкости по настоящему изобретению и слой в массообменных устройствах в открытой внутренней области;

[0009] на фиг.2 представлен вид в перспективе сбоку варианта осуществления распределителя жидкости, представленного на фиг.1, с удаленными частями разделительной коробки, чтобы показать внутренние детали;

[00010] на фиг.3 представлен вид с торца в перспективе для одного из вариантов осуществления основного и вторичного желобов и брызговых отражателей, используемых в распределителе жидкости, с удаленными частями основного желоба, чтобы показать внутренние детали;

[00011] на фиг.4 представлен вид спереди в перспективе для варианта осуществления основного и вторичного желобов и брызгового отражателя, представленных на фиг.3, с удаленными частями брызгового отражателя и вторичного желоба;

[00012] на фиг.5 представлен вид с торца в вертикальном разрезе, который иллюстрирует поток жидкости через вариант осуществления основного и вторичного желобов, представленных на фиг.3 и 4; и

[00013] на фиг.6 представлен вид сверху в перспективе для альтернативного варианта осуществления распределителя жидкости.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[00014] Далее обратимся фигурам более подробно, сначала к фиг.1, на которой массообменная колонна в целом представлена позицией 10 и содержит вертикальную цилиндрическую оболочку 12, которая определяет открытую внутреннюю область 14. Распределитель 16 жидкости по настоящему изобретению располагают в открытой внутренней области 14 и используют для того, чтобы распространять нисходящий поток жидкости единообразно по верхнему концу одного или более слоев 18 массообменных устройств, таких как структурированный, решетчатый или неупорядоченный материал наполнителя. Затем поток жидкости нисходит через слой(и) 18 массообменных устройств для переноса массы и/или тепла с потоком пара, восходящим через слой(и) 18 массообменных устройств.

[00015] Массообменная колонна 10 относится к такому типу, который используют для того, чтобы обрабатывать потоки жидкости и пара, чтобы добиваться фракционирования или других продуктов. Несмотря на то, что оболочка 12 колонны 10 представлена в цилиндрической конфигурации, можно использовать другие геометрические формы. Оболочка 12 имеет любой подходящий диаметр и высоту, и ее конструируют из жестких материалов, которые предпочтительно являются инертными или, иным образом, совместимы с текучими веществами, температурами и давлением, присутствующими внутри колонны 10.

[00016] Потоки 20 жидкости направляют в колонну 10 через питающие линии 22a и 22b, расположенные в подходящих местоположениях вдоль высоты колонны 10. Питающая линия 22a обычно несет только жидкость, а питающая линия 22b может нести жидкость, пар и смесь жидкости и пара. Несмотря на то, что на фигурах для простоты иллюстрации показаны только две питающие линии 22a и 22b для жидкости, следует принимать во внимание, что при желании можно использовать дополнительные питающие линии для жидкости. Аналогичным образом, проиллюстрирована только одна питающая линия для пара 24, несущая поток пара 26, но дополнительные питающие линии для пара могут содержаться в случае необходимости или желания для обработки пара и жидкости, проходящей внутри колонны 10. Также следует принимать во внимание, что поток пара 26 можно генерировать внутри колонны 10 вместо того, чтобы вводить в колонну 10 через питающую линию 24. Колонна 10 дополнительно содержит линию 28 верхней разводки для удаления парообразного продукта или побочного продукта 30 из колонны 10. Нижняя отводная линия 32 для потока предоставлена для удаления жидкого продукта или побочного продукта 34 из колонны 10. Другие компоненты колонны, такие как линии потока обратной циркуляции, нагреватели, конденсационные устройства, паровой рог и т.п., могут присутствовать, но не проиллюстрированы, поскольку они пригодны по своей природе и не считаются необходимыми для понимания настоящего изобретения.

[00017] Дополнительно обратимся к фиг. 2-5, один из вариантов осуществления распределителя 16 жидкости по настоящему изобретению содержит удлиненную центральную разделительную коробку 36, которая принимает нисходящий поток жидкости, такой как поток 20 жидкости, который доставляют с помощью питающей линии 22a в открытую внутреннюю область 14 внутри оболочки 12 колонны 10. Разделительная коробка 36 не должна принимать поток 20 жидкости непосредственно из питающей линии 22a. Вместо этого поток 20 жидкости можно сначала подвергать одной или более стадиям обработки и затем собирать посредством стандартного коллектора жидкости (не показан) для последующей доставки в разделительную коробку 36.

[00018] В одном из вариантов осуществления разделительная коробка 36 проходит в первом направлении вдоль центральной горизонтальной оси или диаметра оболочки 12 колонны 10. Разделительная коробка 36 имеет продольную длину, которая приблизительно равна диаметру оболочки 12 или существенной части диаметра. Вместо одной разделительной коробки 36 можно использовать более чем одну разделительную коробку 36, и в этом случае разделительные коробки 36 проходят параллельно и копланарно вдоль воображаемых хорд оболочки 12.

[00019] Разделительная коробка 36 имеет прямолинейное сечение с параллельными и разнесенными боковыми стенками 38 и 40, которые проходят вдоль измерения разделительной коробки 36, и параллельными и разнесенными боковыми стенками 42 и 44, которые проходят вдоль короткого измерения или концов разделительной коробки 36. Дно 46 соединяют с нижними краями и необязательную крышку 48 соединяют с верхними краями боковых стенок 40, 42, 44 и 46. Необязательная крышка 48 содержит отверстие 50, через которое поток 20 жидкости доставляют во внутреннюю часть разделительной коробки 36.

[00020] Разделительная коробка 36 подает жидкость во множество удлиненных основных желобов 52, которые проходят разнесенно, в целом параллельно и копланарно друг другу. Основные желоба 52 проходят вдоль их продольной длины под углом, таким как угол 90°, к продольной длине разделительной коробки 36. Каждый из основных желобов 52 имеет продольную длину, достаточную для того, чтобы идти по всему или существенной части сечения оболочки 12 в их установочном положении. Число и латеральное расстояние между смежными основными желобами 52 выбирают для того, чтобы предоставлять желаемую плотность точек стекания жидкости каплями в нижележащий слой 18 массообменных устройств.

[00021] В одном из вариантов осуществления каждый основной желоб 52 имеет в целом прямолинейное сечение, и его конструируют с использованием параллельных и разнесенных боковых стенок 54 и 56, которые проходят вдоль измерения основного желоба 52, параллельных и разнесенных боковых стенок 58 и 60, которые проходят вдоль короткого измерения или концов основных желобов 52, и дна 62, которое соединяют с нижними краями боковых стенок 54, 56, 58 и 60.

[00022] В проиллюстрированном варианте осуществления разделительную коробку 36 располагают поверх основных желобов 52, и жидкость в разделительной коробке 36 доставляют во внутреннюю часть основных желобов 52 через отверстия 63, расположенные в дне 46 разделительной коробки 36. Отверстия (не показаны) могут быть предоставлены в боковых стенках 38 и 40 разделительной коробки 36 для того, чтобы предоставлять дополнительный или альтернативный путь для того, чтобы жидкость выходила из разделительной коробки 36 и текла вниз в основные желоба 52.

[00023] В другом варианте осуществления разделительная коробка 36 и основные желоба 52 могут быть расположены в целом копланарно с основными желобами 52, идущими наружу от боковых стенок 38 и 40 разделительной коробки 36. В этом варианте осуществления отверстия предусмотрены в боковых стенках 38 и 40 разделительной коробки 36 для того, чтобы позволять жидкости течь из разделительной коробки 36 в основные желоба 52.

[00024] Множество отверстий 64 для выпуска жидкости предусмотрено на том же уровне над дном 62 в одной или обеих из более длинных боковых стенок 54 и 56 каждого основного желоба 52. Отверстия 64 для выпуска жидкости могут иметь любую желаемую геометрическую форму, например, круглую, треугольную или вертикально удлиненную. Размер, число и расстояние между отверстиями 64 для выпуска жидкости выбирают для того, чтобы вмещать расчетную объемную скорость потока жидкости в основные желоба 52, с тем, чтобы жидкость не поднималась выше верхней части основных желобов 52 при нормальных рабочих условиях. Перепускные отверстия 66 или щели могут быть предусмотрены в боковых стенках 54 и 56 на уровне выше отверстий 64 для выпуска жидкости, чтобы сделать возможным контролируемый выпуск избыточной жидкости, которая накапливается в основных желобах 52, когда скорость потока жидкости в основные желоба 52 превышает пропускную способность отверстий 64 для выпуска жидкости.

[00025] Каждый основной желоб 52 спарен со вторичным желобом 68, который располагают для того, чтобы принимать жидкость, выходящую из основного желоба 52 через отверстия 64 для выпуска жидкости в боковой стенке 54 или боковой стенке 56. Когда обе боковые стенки 54 и 56 основного желоба 52 содержат отверстия 64 для выпуска жидкости, вторичные желоба 68 располагают вдоль обеих боковых стенок 54 и 56 или один вторичный желоб 68 располагают для того, чтобы принимать жидкость из отверстий 64 для выпуска жидкости в обеих боковых стенках 54 и 56. Каждый вторичный желоб 68 в целом является прямолинейным в сечении и имеет продольную длину, которая равна или приблизительно равна таковой у спаренного основного желоба 52. Каждый из вторичных желобов 68 имеет разнесенные и параллельные боковые стенки 70 и 72, которые проходят вдоль длинного измерения вторичных желобов 68, разнесенные и параллельные боковые стенки 74 и 76, которые проходят вдоль короткого измерения или концов вторичных желобов, и дно 78, которое соединяют с нижним краем боковых стенок 70, 72, 74 и 76.

[00026] В одном из вариантов осуществления боковая стенка 70 вторичного желоба 68, которая обращена к и является смежной с боковой стенкой 54 или 56 основного желоба 52, имеющего отверстия 64 для выпуска жидкости, находится в контакте с и соединена с боковой стенкой 54 или 56 основного желоба 52. В другом варианте осуществления боковая стенка 70 вторичного желоба 68 расположена близко от боковой стенки 54 или 56 основного желоба 52 на расстоянии, которое все еще позволяет жидкости выходить из отверстий 64 для выпуска жидкости, чтобы входить в спаренный вторичный желоб 68. Боковая стенка 70 вторичного желоба имеет впускные отверстия 80, выровненные с отверстиями 64 для выпуска жидкости в боковой стенке 54 или 56 основного желоба 52. Альтернативно, верхний край боковой стенки 70 располагают ниже уровня отверстий 64 для выпуска жидкости в боковой стенке 54 или 56 основного желоба 52 для того, чтобы жидкость, выходящая из основного желоба 52 через отверстия 64 для выпуска жидкости, входила во вторичный желоб 68 через его открытую верхнюю часть.

[00027] Боковая стенка 72 каждого вторичного желоба 52, которая противоположна боковой стенке 70, которая смежна с основным желобом 52, имеет множество отверстий 82 для выпуска жидкости. Отверстия 82 для выпуска жидкости могут иметь любую желаемую геометрическую форму, например, круглую, треугольную или вертикально удлиненную. Размер, число и расстояние между отверстиями 82 для выпуска жидкости выбирают для того, чтобы вмещать расчетную объемную скорость потока жидкости во вторичные желоба 68 для того, чтобы жидкость не переливалась через верх вторичных желобов 68 при нормальных рабочих условиях. Каждое из отверстий 82 для выпуска жидкости располагают на желаемом и обычно на одном и том же уровне в боковой стенке 72. В проиллюстрированном варианте осуществления отверстия 82 для выпуска жидкости располагают в нижней части 84 боковой стенки 72, которая отогнута от вертикальной плоскости под предварительно выбранным углом к противоположной боковой стенке 70 и основному желобу 52. Дно 78 наклонено вниз от противоположной боковой стенки 70 в направлении нижней части 84 боковой стенки 72 для того, чтобы дно 78 направляло жидкость в направлении отверстий 82 для выпуска жидкости. Перепускные отверстия 86 или щели могут быть предусмотрены в боковой стенке 72 на уровне выше отверстий 82 для выпуска жидкости для того, чтобы сделать возможным контролируемый выпуск избыточной жидкости, которая накапливается внутри вторичных желобов 68, когда скорость потока жидкости во вторичные желоба 68 превышает пропускную способность отверстий 82 для выпуска жидкости.

[00028] Множество разнесенных впадин 88 проходят вниз на оборотной поверхности дна 78 и нижней части 84 боковой стенки 72. Впадины 88 помещают между смежными отверстиями 82 для выпуска жидкости для того, чтобы создавать точки стекания каплями, которые нарушают продольный поток жидкости вдоль оборотной поверхности дна 78 и нижней части 84 боковой стенки 72. Отверстия 82 для выпуска жидкости также можно формировать посредством пробивки для того, чтобы создавать небольшую неровность, окружающую отверстия 82 для выпуска жидкости, для того, чтобы снижать возможность сбегания жидкости по внешней поверхности боковой стенки 72.

[00029] Брызговой отражатель 90 располагают смежно с каждым вторичным желобом 52 в определенном местоположении для того, чтобы принимать жидкость, которая выходит из вторичного желоба 52 через отверстия 82 для выпуска жидкости. Брызговой отражатель 90 проходит продольно вдоль всей или по существу всей продольной длины вторичного желоба 52. В одном из вариантов осуществления брызговой отражатель 90 имеет плоский верхний сегмент 92, который проходит вертикально вдоль боковой стенки 72, плоский промежуточный сегмент 94, который находится под углом к подлежащему вторичному желобу, и плоский нижний сегмент 96, который проходит вертикально вниз ниже соответствующего основного желоба 52 и имеет зубчатый нижний край. Разделительные впадины 98, которые выступают наружу из боковой стенки 72 вторичного желоба 68, находятся в контакте с верхним сегментом 92 брызгового отражателя 90 для того, чтобы создавать небольшое пространство между верхним сегментом 92 и боковой стенкой 72.

[00030] Верхний сегмент 92 брызгового отражателя 90 проходит на предварительно выбранное расстояние ниже вторичного желоба 68 с тем, чтобы промежуточная часть 94 брызгового отражателя 90 отстояла на предварительно выбранном расстоянии ниже отверстий 82 для выпуска жидкости. Это расстояние между промежуточной частью 94 и отверстиями 82 для выпуска жидкости создает зазор выпуска для выхода жидкости из отверстий 82 для выпуска жидкости. В вариантах осуществления, где нижнюю часть 84 боковой стенки 72 не отгибают от вертикали, дополнительное пространство следует предусматривать между отверстиями 82 для выпуска жидкости и верхней частью брызгового отражателя 90, чтобы обеспечивать необходимый зазор выпуска.

[00031] Плоский вертикальный отражатель 100 проходит вниз от боковой стенки 56 каждого основного желоба 52 на достаточное расстояние с тем, чтобы ее нижняя область горизонтально отстояла от нижнего сегмента 96 брызгового отражателя 90 для того, чтобы формировать удлиненный выпуск 102 для выпуска жидкости, который лежит под продольной длиной основного желоба 52. В вариантах осуществления, где вторичные желоба 68 располагают вдоль обеих боковых стенок 54 и 56 основного желоба 52, отражатель 100 не используют и выпуск 102 для выпуска жидкости формируют с помощью нижних сегментов 96 двух брызговых отражателей 90, которые представляют собой зеркальные изображения друг друга.

[00032] Вторичные желоба 68 могут находиться в той же плоскости, что и основные желоба 52, или вторичный желоб 68 можно несколько смещать от плоскости основных желобов 52 с тем, чтобы по меньшей мере часть вторичных желобов 68 проходила ниже основных желобов 52. Внутренний объем вторичного желоба 68 в одном из вариантов осуществления меньше, чем у основных желобов 52. Полная пропускная способность для жидкости у отверстий 64 для выпуска жидкости в боковых стенках 54 и/или 56 основных желобов 52 может быть такой же, больше, чем или меньше, чем у отверстий 82 для выпуска жидкости в боковых стенках 72 вторичных желобов 68. Однако обычно число отверстий 82 для выпуска жидкости в боковых стенках 72 вторичных желобов 68 больше, чем число отверстий 64 для выпуска жидкости в боковых стенках 54 и/или 56 основных желобов 52 с тем, чтобы вторичные желоба 68 действовали в качестве нагнетателей потока, чтобы увеличивать латеральное распределение жидкости на брызговых отражателях 90.

[00033] Как показано на фиг.2, две балки 108 в равной мере разнесены в противоположные стороны разделительной коробки 36 и приварены или иным образом закреплены на верхних краях основных желобов 52. Балки 108 поддерживают и выравнивают основные желоба 52. Опорные зажимы 110 располагают на концах балок 108 и разделительной коробки 36 и можно закреплять на опорном кольце (не показано) или другой структуре, которую прикрепляют к оболочке 12 колонны 10. Другие способы поддержания распределителя 16 жидкости, такие как сетчатые опоры, помещенные на нижележащем слое 18 массообменных устройств, можно использовать вместо или в дополнение к опорным зажимам 110. Балки 108 и опорные зажимы 110 не показаны на фиг.1 для упрощения этой иллюстрации распределителя 16 жидкости.

[00034] Как можно видеть, со ссылкой на фиг.5, жидкость, которая доставлена в один из основных желобов 52 с помощью разделительной коробки 36 (не показана на фиг.5), накапливается внутри основного желоба 52. Когда уровень накопленной жидкости достигает или превышает уровень отверстий 64 для выпуска жидкости в боковой стенке 54, происходит выпуск жидкости во вторичный желоб 68 через отверстия 64 для выпуска жидкости и через впускные отверстия 80. Выпуск жидкости происходит в виде отдельных основных потоков жидкости, обозначенных стрелкой 104. Жидкость из отдельных основных потоков 104 жидкости накапливается внутри вторичных желобов 68 и направляется с помощью дна 78 в отверстия 82 для выпуска жидкости в нижнюю часть 84 боковой стенки 72. Затем жидкость выбрасывают из вторичных желобов 68 через отверстия 82 для выпуска жидкости в виде отдельных вторичных потоков жидкости, обозначаемых стрелкой 106. Любой перелив из вторичных желобов 68 выходит через перепускные отверстия или щели 86 и нисходит в пространство между боковой стенкой 72 и верхним сегментом 92 брызгового отражателя 90.

[00035] Отдельные вторичные потоки жидкости 106 направляются на брызговой отражатель 90 и затем нисходят и распределяются латерально вдоль поверхности брызгового отражателя 90. В одном из вариантов осуществления поверхность брызгового отражателя 90 обрабатывают с использованием текстурирования поверхности для того, чтобы содействовать латеральному распределению жидкости. В другом варианте осуществления текстурирование поверхности предусмотрено на более тонком слое материала, который легче обрабатывать, который затем ламинируют на поверхность брызгового отражателя 90. Когда жидкость достигает нижнего выпуска 102 для выпуска, она образует непрерывную завесу из жидкости, которая стекает каплями или течет в нижележащий слой 18 массообменных устройств (не показано на фиг.5).

[00036] Можно видеть, что использование вторичных желобов 68 делает возможным предоставление более крупных отверстий 64 для выпуска жидкости, которые разнесены дальше, в боковых стенках 54 и/или 56 основных желобах 52, даже в применениях, когда распределитель 16 жидкости сконструирован для условий малого потока жидкости. Более крупные отверстия 64 для выпуска жидкости благоприятны в том отношении, что они менее подвержены закупориванию, например, мусором или отложениями. Вторичные желоба 68 служат для того, чтобы обеспечивать большее латеральное распределение жидкости на брызговых отражателях 90, чем иным образом будет получено от течения жидкости непосредственно с основных отражателей 52 на брызговые отражатели 90.

[00037] Далее обратимся к фиг.6, на которой другой вариант осуществления распределителя жидкости по настоящему изобретению представлен и обозначен в целом позицией 216. Распределитель 216 жидкости имеет много тех же компонентов, что распределитель 16 жидкости, описанный ранее, и те же номера позиций с приставкой «2» используют для того, чтобы обозначать похожие компоненты. Распределитель жидкости содержит разделительную коробку 236, сконструированную аналогичным образом, как разделительная коробка 36, описанная ранее, и основные желоба 252, которые аналогичны основным желобам 52. Распределитель 216 жидкости дополнительно содержит вторичные желоба 268, которые в целом имеют ту же конструкцию, что и вторичные желоба 68, за исключением того, что они проходят перпендикулярно основным желобам 252 и жидкость не подают во вторичные желоба 268 через впускные отверстия в боковой стенке 270 вторичных желобов 268, как в случае со вторичными желобами 68 по первому варианту осуществления.

[00038] Вместо этого, в одном из вариантов осуществления жидкость подают во вторичные желоба 268 через открытый конец вторичного желоба 268, который упирается в боковую стенку 254 или 256 основного желоба 252. Отверстия 264 для выпуска жидкости в боковых стенках 254 и 256 основного желоба 252 позволяют жидкости выходить из основных желобов 252 в виде отдельных основных потоков жидкости и входить в соответствующие вторичные желоба 268. В проиллюстрированном варианте осуществления вырез 269 предусмотрен в боковых стенках 70 и 72 каждого вторичного желоба 268 для того, чтобы принимать основной желоб 252 с тем, чтобы жидкость дополнительно была способна входить во вторичные желоба 268 через отверстия (не показаны) в дне 262 каждого основного желоба 252. Затем жидкость выходит из вторичных желобов 268 и сталкивается с и течет вниз по брызговым отражателям 290 аналогичным образом, как описано ранее для доставки непрерывной завесы жидкости в нижележащий слой (не показан) массообменных устройств. Два брызговых отражателя 290 предоставлены для каждого вторичного желоба 268, когда жидкость выбрасывают из обеих боковых стенок 270 и 272. Когда жидкость выбрасывают только через одну из боковых стенок 270 или 272, один брызговой отражатель 290 используют в комбинации с плоским отражателем, таким как отражатель 100, используемый в распределителе 16 жидкости, описанном выше.

[00039] Поскольку вторичные желоба проходят под прямым или другим углом к основным желобам 252 в распределителе 216 жидкости, число вторичных желобов 268 можно выбирать независимо от числа основных желобов 252. В обоих вариантах осуществления распределителя 16 и 216 жидкости отдельные вторичные желоба 68 и 268 могут быть связаны с каждым из отверстий 64 для выпуска жидкости и 264 в соответствующих основных желобах 52 и 252.

[00040] Из приведенного выше видно, что это изобретение хорошо адаптировано для того, чтобы достигать все цели и решать все задачи, изложенные выше в настоящем документе, вместе с другими преимуществами, которые присущи структуре.

[00041] Понятно, что пригодны определенные признаки и подкомбинации, и их можно использовать без ссылки на другие признаки и подкомбинации. Это предусмотрено объемом изобретения и входит в него.

[00042] Поскольку можно создавать многие возможные варианты осуществления изобретения, не отступая от его объема, следует понимать, что все изложенное в настоящем документе или показанное на сопроводительных фигурах следует интерпретировать в иллюстративном и неограничивающем смысле.

Изобретение предназначено для распределения жидкости в массообменной колонне. Распределитель жидкости имеет множество удлиненных основных желобов и множество вторичных желобов, которые располагают смежно с основными желобами в определенных местоположениях для того, чтобы принимать по меньшей мере некоторые из отдельных основных выпускаемых потоков из основных желобов. Брызговые отражатели отстоят на предварительно выбранном расстоянии от отверстий для выпуска жидкости в боковых стенках вторичных желобов для того, чтобы принимать по меньшей мере некоторые из отдельных вторичных выпускаемых потоков и обуславливать боковое их распределение по мере того, как отдельные вторичные выпускаемые потоки нисходят вдоль брызговых отражателей, и стекание каплями по их нижним краям. Технический результат: обеспечение равномерного распределения жидкости. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Распределитель жидкости для приема и распределения потока жидкости, содержащий:

множество удлиненных основных желобов, расположенных бок о бок и в целом параллельно, каждый из основных желобов имеет разнесенные боковые стенки, соединенные дном, для того, чтобы принимать и допускать накопление части потока жидкости внутри каждого основного желоба;

множество отверстий для выпуска жидкости в по меньшей мере одной из боковых стенок каждого из основных желобов, через которые часть потока жидкости, которая накоплена внутри каждого основного желоба, может быть выпущена из соответствующего желоба в отдельных основных выпускаемых потоках;

множество вторичных желобов, которые имеют разнесенные боковые стенки, соединенные дном, для того, чтобы принимать и допускать накопление части основных выпускаемых потоков внутри каждого вторичного желоба, каждый вторичный желоб располагают смежно с одним из основных желобов в положении для приема по меньшей мере некоторых отдельных основных выпускаемых потоков из одного из основных желобов;

множество отверстий для выпуска жидкости в по меньшей мере одной из боковых стенок каждого из вторичных желобов, через которые часть отдельных основных выпускаемых потоков, которая накоплена каждым вторичным желобом, может быть выпущена из соответствующего вторичного желоба в отдельных вторичных выпускаемых потоках; и

брызговые отражатели, отстоящие на предварительно выбранном расстоянии от по меньшей мере некоторых из множества отверстий для выпуска жидкости в боковых стенках вторичных желобов, для того, чтобы принимать по меньшей мере некоторые из отдельных вторичных выпускаемых потоков и вызывать их латеральное распределение в виде отдельных вторичных выпускаемых потоков, нисходящих вдоль брызговых отражателей и капающих с их нижних краев.

2. Распределитель жидкости по п. 1, в котором каждый из указанных вторичных желобов проходит параллельно с и соединен с одним из указанных основных желобов или находится вблизи него.

3. Распределитель жидкости по п. 1, в котором каждый из указанных вторичных желобов проходит под углом к одному из указанных основных желобов.

4. Распределитель жидкости по п. 1, в котором каждый из указанных вторичных желобов проходит перпендикулярно одному из указанных основных желобов.

5. Распределитель жидкости по п. 1, в котором указанные брызговые отражатели содержат текстурирование поверхности для того, чтобы содействовать указанному латеральному распределению отдельных вторичных выпускаемых потоков.

6. Распределитель жидкости по п. 1, в котором каждый из указанных брызговых отражателей содержит опорный лист и текстурированный лист, соединенный с опорным листом.

7. Распределитель жидкости по п. 1, в котором оборотная поверхность указанного дна вторичных желобов содержит структуры для того, чтобы препятствовать потоку жидкости вдоль указанной оборотной поверхности.

8. Распределитель жидкости по п. 7, в котором указанные структуры содержат впадины.

9. Распределитель жидкости по п. 1, который содержит впускные отверстия в боковых стенках вторичных желобов смежно с боковыми стенками основных желобов, указанные впускные отверстия выровнены с отверстиями для выпуска жидкости в боковых стенках основных желобов.

10. Распределитель жидкости по п. 1, в котором боковые стенки вторичных желобов содержат указанные отверстия для выпуска жидкости, каждая содержит нижнюю панель, которая находится под углом к соответствующему основному желобу, и причем отверстия для выпуска жидкости в боковых стенках вторичных желобов расположены в указанной нижней панели.

11. Распределитель жидкости по п. 1, который содержит проставочные элементы, расположенные между боковыми стенками вторичных желобов и брызговыми отражателями.

12. Распределитель жидкости по п. 11, в котором проставочные элементы содержат впадины, сформированные в боковых стенках вторичных желобов.

13. Способ распределения жидкости в слое массообменных устройств, расположенных в массообменной колонне, с использованием распределителя жидкости, имеющего множество удлиненных основных желобов, расположенных бок о бок и в целом параллельно, и множество вторичных желобов, каждый из указанных вторичных желобов располагают смежно с одним из указанных основных желобов, указанный способ включает:

прием потока жидкости в основных желобах распределителя жидкости и предоставление потоку жидкости возможности накапливаться внутри основных желобов;

выпуск потока жидкости из основных желобов через отверстия для выпуска жидкости, предусмотренные в по меньшей мере одной боковой стенке каждого основного желоба;

прием во вторичные желоба потока жидкости, выпущенного из основных желобов, и предоставление потоку жидкости возможности накапливаться внутри вторичных желобов;

выпуск потока жидкости из вторичных желобов через отверстия для выпуска жидкости, предусмотренные в по меньшей мере одной боковой стенке каждого вторичного желоба;

прием потока жидкости, выпущенного из вторичных желобов, на брызговые отражатели, отстоящие на предварительно заданном расстоянии от отверстий для выпуска жидкости, предусмотренных в одной боковой стенке вторичных желобов;

обеспечение латерального распределения потока жидкости, принимаемого на брызговые отражатели, по мере того, как он нисходит на брызговые отражатели; и

стекание потока жидкости каплями с нижних краев брызговых отражателей и в нижележащий слой массообменных устройств.

14. Способ по п. 13, который включает прием указанного потока жидкости в разделительную коробку, расположенную поверх основных желобов, и доставку потока жидкости в основные желоба из указанной разделительной коробки.

15. Способ по п. 13, в котором указанный поток жидкости выпускают из указанных основных желобов во множестве отдельных основных выпускаемых потоков.

16. Способ по п. 15, в котором указанный поток жидкости выпускают из указанных вторичных желобов через отдельные вторичные выпускаемые потоки.

17. Способ по п. 16, в котором отдельные основные выпускаемые потоки входят в указанные вторичные желоба через впускные отверстия в боковых стенках вторичных желобов, противоположных указанной по меньшей мере одной из боковых стенок вторичных желобов, содержащей отверстия для выпуска жидкости.

18. Способ по п. 16, в котором отдельные основные выпускаемые потоки входят в указанные вторичные желоба через открытую верхнюю часть вторичных желобов.

19. Способ по п. 16, который включает выпуск указанного потока жидкости из указанных вторичных желобов через отверстия для выпуска жидкости, предоставленные в двух боковых стенках каждого вторичного желоба.