汽液接触器和低温气体分离装置以及气体分离方法制造方法及图纸

在用于沿着填充物的表面下落液体并使得该液体与上升的蒸气接触的汽液接触器４ａ中，其改进在于，所述填充物为非增强流体分配型结构填充物Ａ↓［１］和Ａ↓［２］，其中确定上述液体或蒸气流动方向的各种薄片或管在垂直方向被层压和布置，所述接触器包括至少一个由大致分配液体的粗分配部分Ｃ↓［１］、Ｃ↓［２］和精确并等量地分配液体的精分配部分Ｂ↓［１］、Ｂ↓［２］形成的液体分配单元Ｅ↓［１］、Ｅ↓［２］。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Vapor liquid contactor and cryogenic gas separation device and gas separation method

In the surface of the liquid filler along the whereabouts and the vapor-liquid contactor 4A the liquid contact with the steam rising, the improvement is that the filler for non reinforced structure fluid distribution type filler A: 1 and A: 2, which determine the thin liquid or vapor flow direction or tube is laminated and arranged in the vertical direction, the contactor comprises at least one liquid distribution is roughly divided by thick part 1: C, C: 2 and accurately and equally distribute the liquid fine distribution part 1: B, B: 2 the formation of liquid distribution unit 1: E, E: 2.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽液接触器，用于进行汽液接触，从而在低温蒸馏下分离气体混和物，特别涉及用于低温气体分离装置的汽液接触器，低温气体分离装置用于进行氮气、氧气、氩气从空气中低温分离，特别涉及使用汽液接触器的低温气体分离装置，涉及使用汽液接触器的气体分离方法。在低温气体分离装置等中使用的蒸馏塔包括填充塔、筛盘塔等。其中，填充塔与筛盘塔相比具有压力损失低(压降小)和操作成本低的优点。另外，填充塔还具有其他优点，即因为压力损失低，通过设定较小的工作压力，可使得空气的每个成分之间的相对挥发性增加；塔的长度可延长；因此制成的产品较纯，特别是较高纯度的氩气。通常，填充塔之中包括由填充物形成的汽液接触部分、液体分配器等。这样的材料结构在本说明书中称为汽液接触器。自增强流体分配型结构填充物广泛地用作上述汽液接触器中使用的填充物。自增强流体分配型结构填充物这样形成对铝等制成的金属片进行适当的弯曲加工，在至少其一部分与垂直轴倾斜的条件下对金属片层压和布置，以便使得液体在与垂直轴成一角度的填充物表面流动来分配该液体。另外，通过在金属片的表面上形成波纹和/或凹凸和/或孔，可增强液体的分配。自增强流体分配型结构填充物的具体例子可包括自增强流体分配型结构填充物71、81，如图6和7所示。图6为日本特许公开昭57-36009公开的例子，图7为日本特许公开昭54-16761。另外，自增强流体分配型结构填充物公开在日本特许公开平7-113514。日本公开专利昭50-11001中公开的填充物属于上述自增强流体分配型结构填充物的范围。这样的填充物示于图8至附图说明图10。该填充物由多个薄片网格a、b、c…制成；每个网格a、b、c…被弯成大致的Z字形，并由薄片13’～17’形成，其相对网格段A、B、C…倾斜；这些薄片13’～17’与一弯曲18’形成一体，该网格的平面横截面形成于其上。为了制成这样的填充物，由薄金属片制成的带28’被切成由多个分段29’相连的平行条30’。此处，与邻近的条30’相连的切出的线部31’有同样的长度，并且只有一半长度相对于邻近的切出线部31’偏离。此后，条31’可分开。但是，与具有相同的液体和气体负载的筛盘塔型汽液接触器相比，上述填充塔型汽液接触器的缺点是需要较高的塔，装置的生产和建构成本高。因此需要开发一种能增加负载的汽液接触器，提高液体和气体负载的上限而不发生满溢。另外也希望开发一种可在较大的范围内改变生产率的汽液接触器。本专利技术的目的是消除上述现有技术的问题，提供一种能增加负载的汽液接触器。本专利技术人使用与空气成分中的低温材料例如氮、氧、氩的粘性相似的氟利昂进行了广泛的实验。结果，本专利技术人发现上述的低温空气成分的低粘度液体容易散布在填充物的表面，这样可获得高效率的汽液接触装置。当使用具有自增强流体分配型结构填充物的汽液接触器，很难使得液体在填充物的倾斜部分的向下表面(向后表面)上流动，从而汽液的接触效率降低。本专利技术基于上述发现。在本专利技术中，汽液接触器的特征在于，使用非增强流体分配型结构填充物，其中用于决定液体或流体的流动方向的各种薄片或管被层压和布置成与垂直方向一致，包括至少一个流体分配单元，其包括一粗分配部以大致分配液体，以及一精分配部，用于精密和等量地分配液体。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物具有大于350m2/m3的表面积系数。另外，本专利技术的特征还在于精密和等量分配液体的精分配部带有自增强流体分配型结构填充物。另外本专利技术的特征还在于精密和等量分配液体的精分配部可由在塔的轴向层压至少一种非增强流体分配型结构填充物和平行的平面片组，平行平面片组可以是金属。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物带有薄金属片组或金属管组。该薄金属片包括铝、铝合金、铜、铜合金、各种不锈钢等，其中金属片网有至少10个网眼。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物带有各种塑料基薄片组或管组。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物具有成角度的流动通道截面形式的形状。成角度的形状包括各种形状的多边形、锯齿形等。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物具有三角形流动通道截面形式。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物具有四边形流动通道截面形式的形状，例如方形、矩形、梯形、菱形。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物为六边形流动通道截面形式。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物包括由弯曲表面形成的波浪形薄片。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物具有从三角形、四边形和六边形中选出的多于两个的截面形式。另外，本专利技术的特征还在于所述非增强流体分配型结构填充物包括多个通过垫片布置的薄片。另外，本专利技术的特征还在于所述薄片或垫片具有波浪形、槽、弯折、交替的峰谷和/或孔中的至少一种形状。另外，本专利技术的特征还在于至少一个分配气体的蒸气分配器设置在所述非增强流体分配型结构填充物的底部。另外，本专利技术的特征还在于所述蒸气分配器带有自增强流体分配型结构填充物。另外，本专利技术的特征还在于所述低温空气分离单元使用所述汽液接触器。根据本专利技术，提供一种气体分离方法，该方法包括使用汽液接触器从至少两种气体组分混和物中分离蒸气混和物组分的步骤。其特征在于所述汽液接触器具有非增强流体分配型结构填充物，其由各种薄片或管沿垂直于所述混和物的流动方向布置，垂直地引导所述混合物的流动；所述非增强流体分配型结构填充物具有大于350m2/m3的表面积系数；所述蒸气混和物和其低温材料在0.08-0.4MPa的压力下相对于填充物的表面逆向流动，进行汽液接触；蒸气和液体的负载这样确定，表面F因数大于1.8m/s(kg/m3)1/2。另外，根据本专利技术，提供另一种气体分离方法，该方法包括使用汽液接触器从至少两种气体组分混和物中分离蒸气混和物组分的步骤。其特征在于所述汽液接触器具有非增强流体分配型结构填充物，其由各种薄片或管沿垂直于所述混和物的流动方向布置，垂直地引导所述混合物的流动；所述非增强流体分配型结构填充物具有大于350m2/m3的表面积系数；所述蒸气混和物和其低温材料在0.4-2.0MPa的压力下相对于填充物的表面逆向流动，进行汽液接触；蒸气和液体的负载这样确定，表面F因数大于1.0m/s(kg/m3)1/2。本专利技术的效果如上所述，根据本专利技术的汽液接触器使用非增强流体分配型结构填充物作为填充物，薄片或管被沿着垂直方向层压或布置，其中在薄片或管的垂直方向形成各种决定所述液体流和蒸气流的方向的形状。汽液接触器包括至少一个由大致分配液体的粗分配部分和精确且等量地分配液体的精分配部分构成的液体分配器。因此，在该液体分配器中，下落液体在塔的整个截面均匀分布。而后，在非增强流体分配型结构填充物中，在流动的垂直方向形成的薄片或管被沿着垂直方向层压或布置，通过进行汽液接触可保证足够的上升蒸气流通道，在整个区段保持下落液体在填充物表面平滑均匀地流动。填充物的整个表面被有效利用。为此，由于上升蒸气的流动阻力增加而造成的压力损失增加可减小，可防止满溢，可保证足够的汽液接触区，可进行有效的蒸馏。因此，液体和蒸气的负载可设定为较高。另外，塔高可降低，生产和设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽液接触器，其中液体在塔中沿着填充物的表面向下流，与上升蒸气接触，其包括：ａ）“非增强流体分配型”结构填充物，其中引导所述液体和蒸气垂直流动的各种薄片或管被布置成与垂直流动方向一致；ｂ）至少一个液体分配器，其包括粗分配部以大致分 配液体，以及精分配部，用于精密和等量地分配液体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林田茂，水原均，川上浩，
申请(专利权)人：日本酸素株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]