專(zhuān)利名稱(chēng)：進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在填充型交換柱內(nèi)進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，上述兩相在通過(guò)交換柱時(shí)產(chǎn)生反向流動(dòng)。
在以下的陳述和后附的權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“填充型交換柱”一般應(yīng)理解為一種裝置，在其內(nèi)部設(shè)置多個(gè)不同形狀和尺寸的元件(填料)，在它的表面上液相和氣相產(chǎn)生相互接觸，以進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)移；這種類(lèi)型的裝置廣泛地使用于化工廠，即用于分解、吸收、蒸餾以及洗滌化學(xué)制品。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)上述方法的填充型交換柱，以及改造現(xiàn)有交換柱使其轉(zhuǎn)變?yōu)榘凑毡景l(fā)明的填充型交換柱的方法。
在以下的陳述和后附的權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“改造”應(yīng)理解為在原位改進(jìn)現(xiàn)有的填充型或板片型交換柱，以改進(jìn)其性能，例如，增加其液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的容量和／或效率，以及降低能耗。
眾所周知，在此領(lǐng)域內(nèi)越來(lái)越多地感覺(jué)到需要提供易于實(shí)現(xiàn)的方法，它既要以一種簡(jiǎn)單和有效的方式進(jìn)行液相和氣相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，又要投資和使用費(fèi)用低廉以及能耗低。
為了滿(mǎn)足上述要求，在此領(lǐng)域內(nèi)提出了一些用于促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，其液相和氣相通過(guò)填充型交換柱內(nèi)分別向下和向上(實(shí)質(zhì)上沿軸向)流動(dòng)。
現(xiàn)有的這些方法雖然易于實(shí)現(xiàn)，但這些方法存在問(wèn)題，主要是由于氣相通過(guò)填料時(shí)遭受的大的壓力降引起的。
事實(shí)上，填料被放置在實(shí)質(zhì)上是圓筒形交換柱內(nèi)，它具有大的高度-直徑比，以保證各相足夠時(shí)間的相間接觸來(lái)增強(qiáng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
這樣一來(lái)，在流經(jīng)填料的過(guò)程中，氣相產(chǎn)生很大的壓力減少(壓力降)，它限制了能夠供入交換柱的氣體量，從而降低了交換柱的工作容量。
由于壓力降，供入交換柱的氣相的流率必須保持低于預(yù)定值，氣相的超量供入會(huì)導(dǎo)致不希望的“液阻”現(xiàn)象，這時(shí)交換柱充滿(mǎn)了由來(lái)自氣相的摩擦阻力使向下移動(dòng)的液相受阻。應(yīng)該理解，在這種情況下交換柱無(wú)法工作，因?yàn)槲镔|(zhì)轉(zhuǎn)移實(shí)際已降至零點(diǎn)。
換句話說(shuō)，通過(guò)填料時(shí)氣相大的壓力降已成為實(shí)現(xiàn)上述現(xiàn)有方法時(shí)通過(guò)交換柱氣相流率的限制因素，以及兩相之間有效的物質(zhì)轉(zhuǎn)移的阻礙。
為了抵銷(xiāo)氣相的壓力降，以及借此增加現(xiàn)有技術(shù)填充型交換柱的能力，已經(jīng)提出了某些具有高孔隙率的特殊填料，在氣相流通過(guò)時(shí)沒(méi)有大的壓力降。
雖然這種填料可使供入交換柱的氣相的流率有某種增加，但它們并不能提供兩相之間完全滿(mǎn)意的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，因?yàn)橥ㄟ^(guò)交換柱的氣相的壓力降仍相當(dāng)大，成為上述液阻現(xiàn)象引起的操作的限制。
被稱(chēng)為板片型的交換柱具有多個(gè)在交換柱內(nèi)水平放置的帶孔板片，用于代替填充型交換柱。
在這種情況下，用于進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法包括在板片內(nèi)混合兩相，這些板片典型地設(shè)計(jì)為增強(qiáng)兩相的相互接觸。
板片型交換柱適用于低液相流率用途，但它傾向于液阻，截?cái)嗔艘合嗪蜌庀嘀g任何進(jìn)一步有效的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
考慮到上述缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)用于進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法無(wú)論在兩相之間轉(zhuǎn)移的總效率、能耗，以及實(shí)現(xiàn)這些方法所用交換柱的使用和投資費(fèi)用方面，均不能提供滿(mǎn)意的性能(它們?nèi)缟纤觯嬖谌舾上拗?。
所有這些說(shuō)明，盡管這種技術(shù)已在不同的化工用途中使用多年，而在此領(lǐng)域內(nèi)仍越來(lái)越多地感到上面提到的需要。
本發(fā)明的目的是提供用于液相和氣相之間進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，這種方法以簡(jiǎn)單和有效的方式提供各相之間的高效的轉(zhuǎn)移，同時(shí)投資和使用費(fèi)用低廉以及能耗低。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，按照本發(fā)明提供了在填充型交換柱內(nèi)進(jìn)行上述液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，該交換柱具有外殼，用以容納至少一個(gè)填料盛籃，上述兩相以反向流動(dòng)通過(guò)盛籃，本方法的特點(diǎn)是包括通過(guò)透氣的網(wǎng)籃表面供給上述氣相至上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的步驟，透氣的網(wǎng)籃表面大于網(wǎng)籃的橫截面。
這樣一來(lái)，借助使氣相流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的透氣表面，而透氣的表面最好制成大于網(wǎng)籃的橫截面，在上述氣相通過(guò)填料流動(dòng)時(shí)獲得了壓力降相應(yīng)的減少，它使得氣相的流率增加，以及與此同時(shí)在比現(xiàn)有技術(shù)方法慢的速率工作，從而大大地增強(qiáng)了各相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
提供給氣相的透氣表面越大，物質(zhì)轉(zhuǎn)移的改進(jìn)效率的利益越顯著。
在此方面，解決上述問(wèn)題的一種特別有效的方式是在填充型交換柱內(nèi)進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，該交換柱具有外殼，用以容納至少一個(gè)填料盛籃，它的橫截面小于上述外殼的橫截面，上述方法包括以下步驟-供給上述液相和氣相進(jìn)入上述填充型交換柱；-使液相沿實(shí)質(zhì)上軸向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃；-使氣相沿主要徑向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃；-從上述填充型交換柱排出上述液相和氣相。
按照本發(fā)明的方法，特別是使氣相主要沿徑向流過(guò)填料，而不是象現(xiàn)有技術(shù)方法所述，沿軸向流動(dòng)，可使透氣或通道表面大大擴(kuò)展，以一種簡(jiǎn)單和有效的方式正面增加兩相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，從而大大提高了設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本方法的交換柱的工作容量，它優(yōu)于按照上述現(xiàn)有技術(shù)方法工作的同尺寸的交換柱。
換一種方式說(shuō)，對(duì)于給定的工作容量而言，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的交換柱的尺寸，實(shí)質(zhì)上小于現(xiàn)有技術(shù)方法的交換柱的尺寸。
這一結(jié)果主要是因?yàn)橥ㄟ^(guò)填料徑向流動(dòng)的氣相產(chǎn)生的壓力降，與通過(guò)填料軸向流動(dòng)的氣相產(chǎn)生的壓力降比較是微不足道的，因此，本發(fā)明的方法可以在不希望的液阻現(xiàn)象產(chǎn)生之前以比現(xiàn)有技術(shù)更高的氣相流率進(jìn)行，從而增強(qiáng)了液相和氣相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
特別是本發(fā)明的方法可用極為簡(jiǎn)單和有效的方式，實(shí)際消除通過(guò)交換柱的氣相的壓力降及有限流率的限制，使在希望的氣相和液相流量和流速下工作，以便最佳地利用填料的交換表面面積，促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
有利的是借助本方法，使用填充型交換柱可獲得兩相之間高效的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，這種交換柱不僅具有最高的效率，而且投資和工作費(fèi)用低廉以及能耗低。
氣相主要沿徑向流動(dòng)通過(guò)填料可大大增強(qiáng)兩相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的事實(shí)，與通?，F(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)極為矛盾，后者認(rèn)為氣相相對(duì)于液相橫向流動(dòng)，從物質(zhì)轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)出發(fā)，比兩相按實(shí)際反向關(guān)系的軸向流動(dòng)不利。
另外，由于主導(dǎo)兩相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的條件和化學(xué)／物理過(guò)程可隨流動(dòng)形式不同而變化，按照本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)，不是全部可以預(yù)見(jiàn)的。
只有本申請(qǐng)人進(jìn)行的研究工作表明，出乎意料的是具有主要徑向的氣相流動(dòng)，與液相實(shí)際的軸向流動(dòng)反向，則主導(dǎo)兩相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的驅(qū)動(dòng)力可以比真實(shí)的反向流動(dòng)更有效地作用，以及從而使物質(zhì)轉(zhuǎn)移的效率和強(qiáng)度有利地增強(qiáng)。
使氣相沿實(shí)質(zhì)上徑向，實(shí)質(zhì)上軸向-徑向或?qū)嵸|(zhì)上橫向流過(guò)至少一個(gè)網(wǎng)籃獲得了特別滿(mǎn)意的結(jié)果。
優(yōu)選地，通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的氣相的主要徑向流動(dòng)是離心的，或向心的，或交替的離心和向心型。
在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施例中，使液相和氣相在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃內(nèi)流過(guò)多個(gè)相鄰疊置區(qū)域，液相和氣相分別供入上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的上部區(qū)域和下部區(qū)域，以及分別由其下部區(qū)域和上部區(qū)域排出。
將填料分配至氣相主要沿徑向經(jīng)過(guò)的一組區(qū)域，可以獲得氣流徑向分量的增加，以及隨之有可能進(jìn)一步增強(qiáng)氣相的流率，從而改進(jìn)兩相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，以及借此改進(jìn)實(shí)現(xiàn)本方法所用交換柱的工作容量。
替代的方案是，使液相和氣相分別沿實(shí)質(zhì)上軸向和主要沿徑向通過(guò)多個(gè)疊置的盛填料網(wǎng)籃，也可獲得同樣的結(jié)果。
最好，按照上述實(shí)施例，本發(fā)明的方法還包括以下步驟-在順序的網(wǎng)籃之間收集和再分配上述液相。
這樣一來(lái)，有可能保持全部填料經(jīng)常地被液相流過(guò)，從而避免了液相沿優(yōu)先路徑流下，那樣僅能流過(guò)填料的局部區(qū)域，導(dǎo)致參與物質(zhì)轉(zhuǎn)移的有效面積大為減少。
優(yōu)選地，引起氣相徑向流動(dòng)通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的相鄰區(qū)域或沿相對(duì)方向通過(guò)順序的網(wǎng)籃，從而在交換柱內(nèi)為氣相提供一條曲折的通道，這樣從結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)看是有利的。
為了實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明提供了進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的填充型交換柱，它具有-一個(gè)外殼；-在外殼內(nèi)延伸的至少一個(gè)填料盛籃，上述液相和氣相以反向流關(guān)系完全穿過(guò)上述至少一個(gè)盛籃；-供給上述液相和上述氣相進(jìn)入上述交換柱的相應(yīng)的裝置；-由上述交換柱排出上述液相和上述氣相的相應(yīng)的裝置；該交換柱的特點(diǎn)是上述至少一個(gè)網(wǎng)籃帶有透氣的表面供氣相通過(guò)，它比交換柱的橫截面大。
優(yōu)選地，按照本發(fā)明的交換柱的特點(diǎn)是上述至少一個(gè)網(wǎng)籃具有比外殼橫截面小的橫截面，以及具有相對(duì)的透氣的側(cè)壁，其特點(diǎn)是它還具有使上述氣相沿主要徑向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的裝置。
按照一個(gè)最佳實(shí)施例，交換柱最好具有-實(shí)質(zhì)上呈圓筒形的外殼；-至少一個(gè)圓形填料盛籃，它在上述外殼內(nèi)同軸地設(shè)置，以及具有相對(duì)的透氣的內(nèi)圓壁和外圓壁，上述液相沿實(shí)質(zhì)上軸向流動(dòng)穿過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃；-第一自由空間，它被限定在外殼的內(nèi)壁和網(wǎng)籃的上述外壁之間；-第二自由空間，它限定在網(wǎng)籃的上述內(nèi)壁向內(nèi)；-供給上述液相和上述氣相進(jìn)入上述交換柱用的相應(yīng)的裝置；-使至少上述氣相主要部分通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃流動(dòng)，由上述第一自由空間至上述第二自由空間，或繞另一條路的裝置；-由上述交換柱排出上述液相和上述氣相用的裝置。
根據(jù)另外的最佳實(shí)施例，交換柱最好具有-一個(gè)外殼；-至少一個(gè)填料盛籃，它在上述外殼內(nèi)同軸地設(shè)置，以及具有相對(duì)的側(cè)壁，優(yōu)選地為透氣的平板形，上述液相沿實(shí)質(zhì)上軸向流動(dòng)穿過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃；-第一和第二自由空間，它們相互對(duì)立和被限定在上述外殼的內(nèi)壁及網(wǎng)籃的上述側(cè)壁之間；
-供給上述液相和上述氣相進(jìn)入上述交換柱用的裝置；-使至少上述氣相的主要部分通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃流動(dòng)，由上述第一自由空間至上述第二自由空間或繞另一條路的裝置；-由上述交換柱排出上述液相和上述氣相用的裝置。
按照另一方面，本發(fā)明提供了改造進(jìn)行液相和氣相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移的交換柱的方法，交換柱是填充型或是板片型交換柱，這種方法的特點(diǎn)是包括以下步驟-在上述交換柱內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)填料盛籃，它具有供氣相通過(guò)的透氣表面，所述的透氣表面大于網(wǎng)籃的橫截面。
借助上述的改造現(xiàn)有交換柱的方法，可以獲得一種進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，它以簡(jiǎn)單和有效的方式提供各相之間高的轉(zhuǎn)移率，而且投資和使用費(fèi)用低廉以及能耗低。
下面結(jié)合附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明，可對(duì)本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，附圖中

圖1是填充型交換柱第一實(shí)施例的縱剖面圖，它既可是原始設(shè)計(jì)的，也可以是為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法改進(jìn)的傳統(tǒng)交換柱；圖2是圖1所示交換柱沿圖1II-II線剖切的縱剖面圖；圖3是填充型交換柱第二實(shí)施例的縱剖面圖，它既可是原始設(shè)計(jì)的，也可以是為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法改進(jìn)的傳統(tǒng)交換柱；圖4是圖3所示交換柱沿圖3IV-IV線剖切的縱剖面圖；圖5是填充型交換柱第三實(shí)施例的縱剖面圖，它既可是原始設(shè)計(jì)的，也可以是為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法改進(jìn)的傳統(tǒng)交換柱；圖6是圖5所示交換柱沿圖5VI-VI線剖切的縱剖面圖。
參見(jiàn)圖1～6，圖中示出根據(jù)本發(fā)明用于進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的填充型交換柱1。
交換柱1具有外殼2，至少一個(gè)網(wǎng)籃3，它在外殼2內(nèi)延伸，用以接收填料4，把液相和氣相供入交換柱1的相應(yīng)的裝置5和6，從交換柱1排出液相和氣相的相應(yīng)的裝置7和8。
液相的供入和排出裝置5和7通常具有管道、噴嘴型分配器或收集室，這些是本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員已知的型號(hào)，這里不詳細(xì)介紹。與此類(lèi)似，氣相的供入和排出裝置6和8通常具有氣體輸入管和輸出管，這些也是本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員已知的型號(hào)，這里也不詳細(xì)介紹。
在圖1，3和5中，液相被組件5供給至交換柱1的頂端和從其底端被組件7排出，因此液相通過(guò)交換柱1沿實(shí)質(zhì)上軸向流動(dòng)。
氣相被組件6供給至交換柱1的底端和從其頂端被組件8排出。
然而，液相和氣相的供入和排出可處于交換柱1的中間位置，如同通常傳統(tǒng)的填充型交換柱那樣。
換句話說(shuō)，液相和／或氣相的供入和排出裝置可設(shè)置在沿外殼2的任何位置，以保持交換柱內(nèi)恒定的工作條件或改進(jìn)各相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
根據(jù)本發(fā)明，上述至少一個(gè)網(wǎng)籃3最好具有供氣相通過(guò)填料4的透氣表面，該表面大于網(wǎng)籃的橫截面。
為此目的，網(wǎng)籃3具有小于外殼2橫截面的橫截面，以及具有透氣的相對(duì)的側(cè)壁9和10。
此外，交換柱1最好具有適當(dāng)?shù)难b置，以引起氣相主要沿徑向流方向通過(guò)網(wǎng)籃3。
這樣一來(lái)，引起氣相通過(guò)交換柱1的流動(dòng)與現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)相矛盾-主要沿徑向流方向與液相反向流動(dòng)。
側(cè)壁9和10的透氣表面最好大于網(wǎng)籃3的橫截面。
根據(jù)圖1所示的實(shí)施例，本發(fā)明的填充型交換柱1具有實(shí)質(zhì)上圓筒形的外殼3，以及至少一個(gè)圓形網(wǎng)籃3a-3e，用于盛放填料4和同軸地安裝在外殼2內(nèi)，以及具有相對(duì)的透氣的圓筒形內(nèi)壁9和外壁10。
第一自由空間11形成在外殼的內(nèi)壁2a和網(wǎng)籃的外壁10之間，以及第二自由空間12形成在網(wǎng)籃的內(nèi)壁9之間。
最好，交換柱1還具有裝置9a，10a，14，15用于使至少氣相的主要部分流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃3a-3e，從第一自由空間11至第二自由空間12，或繞另一條路。
在圖1的實(shí)例中，交換柱1具有5個(gè)盛填料4的圓形網(wǎng)籃3a-3e，它們同軸地疊置在外殼2內(nèi)。
液相實(shí)質(zhì)上沿軸向從交換柱1上部至下部流過(guò)這些網(wǎng)籃，以及氣相實(shí)質(zhì)上沿軸向-徑向從下部至上部流過(guò)網(wǎng)籃，如箭頭Fg所示。
在外殼2內(nèi)網(wǎng)籃3的數(shù)目可以變化以適應(yīng)交換柱1的尺寸和所需的物質(zhì)轉(zhuǎn)移率。網(wǎng)籃的數(shù)目在1至20范圍內(nèi)是適宜的，以滿(mǎn)足大多數(shù)要求。
為了進(jìn)行兩相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移以及保證整個(gè)交換柱1的最佳工作條件，盛填料4的網(wǎng)籃3a-3e最好制成不同長(zhǎng)度的，即最下的網(wǎng)籃3a為最長(zhǎng)的，其他的網(wǎng)籃長(zhǎng)度逐減，至最上的網(wǎng)籃3e為最短的。
圖1所示的網(wǎng)籃3a-3e相鄰放置，每個(gè)具有帶孔的底13使液相和氣相均可透過(guò)。
最好，網(wǎng)籃3a-3e帶孔的底13的尺寸適宜于徑向偏轉(zhuǎn)氣相和／或收集和再分配網(wǎng)籃之間的液相。
在順序相鄰的網(wǎng)籃3a-3e之間存在帶孔的底13對(duì)通過(guò)網(wǎng)籃氣相流的壓力降的預(yù)定整體量產(chǎn)生可控制的增加，它使至少部分氣相徑向偏移，以及由網(wǎng)籃流出的液相合理地收集以及再分配至下一個(gè)網(wǎng)籃。
借助在順序的網(wǎng)籃3a-3e之間液相的收集和再分配，可保證兩相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的最佳條件，并使填料4的整個(gè)表面面積得到利用以及防止形成液相通過(guò)填料的優(yōu)先路徑。
從一個(gè)網(wǎng)籃3a-3d徑向偏移出的氣相部分隨后被再引入下一個(gè)網(wǎng)籃3b-3e，重新沿徑向流動(dòng)。
最好，通過(guò)網(wǎng)籃3a-3e氣相的徑向流動(dòng)是離心的或向心的。
使用交替的向心的和離心的流動(dòng)(或反過(guò)來(lái)也是這樣)如圖1箭頭Fg所示，即氣相沿相反方向徑向通過(guò)順序的網(wǎng)籃3a-3e，可獲得特別滿(mǎn)意的結(jié)果。
網(wǎng)籃3a-3e，或者僅其中部分網(wǎng)籃可設(shè)置在交換柱1內(nèi)，相互保持適當(dāng)距離，以限定順序網(wǎng)籃之間的圓筒形空間。
這些空間可用于設(shè)置收集和再分配從一個(gè)網(wǎng)籃至下一個(gè)網(wǎng)籃的液相的裝置(圖中未示出)，這些裝置是普通的，這里不再陳述。
作為具有多個(gè)網(wǎng)籃的代替方案，根據(jù)本發(fā)明的交換柱1可優(yōu)選地具有單獨(dú)的網(wǎng)籃3，它被分割成若干區(qū)域(在圖1中用與多個(gè)網(wǎng)籃相同的標(biāo)號(hào)3a-3e表示)，它們相互鄰接，這種排列與圖1所示網(wǎng)籃的排列相同。
根據(jù)本實(shí)施例，不設(shè)置帶孔的底13，網(wǎng)籃3內(nèi)的填料4形成了連續(xù)的單一體。
根據(jù)本發(fā)明特別有利的方面，至少一個(gè)網(wǎng)籃3a-3e的外壁10或內(nèi)壁9具有沿其頂部預(yù)定長(zhǎng)度的不透氣部分10a或9a。
在圖1的實(shí)例中，每個(gè)網(wǎng)籃3a-3e的外壁10和內(nèi)壁9分別具有不透氣部分10a和9a。
在這里，代替網(wǎng)籃3a-3c，交換柱1具有單獨(dú)的網(wǎng)籃3，它被分割成上述的多個(gè)區(qū)域3a-3c，網(wǎng)籃3內(nèi)壁9和／或外壁10的預(yù)定長(zhǎng)度的不透氣部分9a和10a限定在沿每個(gè)區(qū)域的頂部。
借助在網(wǎng)籃或區(qū)域3a-3c的至少一個(gè)和希望兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)置不透氣的頂部，通過(guò)填料4從底部向頂部流動(dòng)的氣相流的主要部分可以用簡(jiǎn)單和有效的方式徑向偏移，使氣相主要沿徑向方向流過(guò)交換柱1。
事實(shí)上，側(cè)壁9和／或10的不帶孔部分對(duì)氣相壓力降產(chǎn)生(預(yù)定整體量的)可控制的增加，它阻礙了通過(guò)填料4的軸向流動(dòng)，從而使氣相流徑向偏移。
徑向流動(dòng)的氣相相對(duì)于通過(guò)填料4軸向流動(dòng)氣相的比例取決于不透氣部分9a和／或10a的長(zhǎng)度或范圍，因?yàn)闅庀嘟?jīng)受的壓力降隨著這些部分相應(yīng)改變。借助不透氣部分長(zhǎng)度的增加，軸向流動(dòng)的阻力以及氣相的徑向流動(dòng)分量增加。
如圖1所示，僅有少部分氣相實(shí)質(zhì)上沿軸向流動(dòng)通過(guò)填料4而主要部分氣相實(shí)質(zhì)上沿徑向路徑流動(dòng)，導(dǎo)致建立起混合流動(dòng)，即軸向-徑向流動(dòng)。
在這里網(wǎng)籃3a-3e的兩個(gè)側(cè)壁9和10具有不透氣部分9a和10a，每個(gè)部分的長(zhǎng)度最好對(duì)于內(nèi)壁9和外壁10是不同的以便擴(kuò)大或減小氣相流動(dòng)的徑向分量。
當(dāng)不透氣部分9a，10a為網(wǎng)籃3a-3e內(nèi)壁9和／或外壁10長(zhǎng)度的5％至30％時(shí)，可以獲得特別滿(mǎn)意的結(jié)果。
優(yōu)選地，不透氣部分的長(zhǎng)度在10％至25％范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明其他特別有利的方面，交換柱1具有不透氣裝置14和15，用于關(guān)閉分別位于第一和第二自由空間11和12內(nèi)的自由空間11和12。
根據(jù)圖1的實(shí)例，在至少一個(gè)網(wǎng)籃3a-3e內(nèi)，這些關(guān)閉裝置最好具有圓形擋板14，它是不透氣的以及設(shè)置在第一自由空間11的頂端，以及圓形擋板15，它是不透氣的以及設(shè)置在第二自由空間12的底端。
這樣一來(lái)，可引起氣相從一個(gè)網(wǎng)籃3a-3d沿主要徑向的交替的向心的和離心的方式流動(dòng)至下一個(gè)網(wǎng)籃3b-3e，從而防止了氣相旁路經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)籃，否則它會(huì)負(fù)面影響兩相間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的總效率。
事實(shí)上，當(dāng)引起至少氣相的主要部分通過(guò)填料4徑向流動(dòng)時(shí)，它意味從給定的網(wǎng)籃排出通至下一個(gè)網(wǎng)籃的氣相以這種方式進(jìn)行，即它不能流出和流過(guò)交換柱內(nèi)的其他網(wǎng)籃，或甚至從交換柱逃逸。
在這里氣相從一個(gè)網(wǎng)籃3a-3d沿交替的離心的和向心方式的主要徑向流動(dòng)至下一個(gè)網(wǎng)籃3b-3e，不透氣的圓形擋板14應(yīng)設(shè)置在第一自由空間11的底端，而不透氣的圓形擋板15應(yīng)設(shè)置在第二自由空間12的頂端。
在圖1的實(shí)例中，交換柱1被實(shí)質(zhì)上軸向-徑向流動(dòng)的氣相穿過(guò)，網(wǎng)籃3a-3e在其頂端開(kāi)啟，而不是被不透氣蓋子關(guān)閉。
這樣很大程度上便于液相軸向通過(guò)交換柱，特別是上部網(wǎng)籃3e，和便于供給和分配液相至網(wǎng)籃中的填料4。
在圖1中，標(biāo)號(hào)16通常表示設(shè)置在網(wǎng)籃3c內(nèi)第二自由空間12內(nèi)的熱交換器，用于使離開(kāi)網(wǎng)籃3c的氣相徑向流入下一個(gè)網(wǎng)籃3d時(shí)與加熱或冷卻液體，例如水進(jìn)行間接的熱交換。
更具體地，使氣相通過(guò)外殼邊的熱交換器16流動(dòng)，而加熱或冷卻介質(zhì)處于管子邊。為了簡(jiǎn)便，熱交換器16的供給和排出加熱或冷卻流體的裝置在圖1中省略，因?yàn)樗鼈儽旧硎且阎摹?br> 根據(jù)單獨(dú)的要求，可用一個(gè)或多個(gè)熱交換器16對(duì)在順序的網(wǎng)籃3a-3e之間流動(dòng)的至少部分氣相提供間接的熱交換，這些熱交換器可以設(shè)置在自由空間12內(nèi)。
借助在交換柱1內(nèi)設(shè)置熱交換器16，交換柱承擔(dān)的洗滌、吸收、蒸餾和分解過(guò)程全部可以改進(jìn)。
如上所述，涉及網(wǎng)籃3a-3e所述的全部特點(diǎn)，除透氣底13外，均可用于本發(fā)明未示出的特殊的實(shí)施例，其中交換柱1具有分割為多個(gè)區(qū)域3a-3e的單獨(dú)的網(wǎng)籃。
圖3示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法使用交換柱1的實(shí)施例，它與圖1實(shí)例的區(qū)別在于，使氣相實(shí)質(zhì)上沿徑向流過(guò)填料4，而不是沿軸向-徑向流。
在圖3中，交換柱1的結(jié)構(gòu)和功能與圖1所示相同，標(biāo)號(hào)也相同，不再詳述。
最好，借助關(guān)閉設(shè)置在交換柱1內(nèi)盛有填料4網(wǎng)籃3的頂端，使氣相沿實(shí)質(zhì)上徑向流動(dòng)。
為此目的，至少一個(gè)網(wǎng)籃3具有安裝在其頂端的不透氣蓋子17。
在圖3的實(shí)例中，每個(gè)網(wǎng)籃3a和3b設(shè)置有蓋子17，使甚至少部分氣相也不會(huì)通過(guò)填料4軸向流動(dòng)。
由于不透氣蓋子17，氣相被迫通過(guò)填料4徑向流動(dòng)，以及防止由網(wǎng)籃3a-3b沿軸向排出。
在這種情況下，網(wǎng)籃3a-3b內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁9和10的不透氣部分9a和10a進(jìn)一步沿徑向偏移氣相，有利地防止了網(wǎng)籃3a-3b被可能通過(guò)蓋子17和填料4之間的任何間隙從第一自由空間11漏至第二自由空間12的泄漏氣相旁路通過(guò)，或繞另外的旁路通過(guò)影響兩相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的總效率。
優(yōu)選地，氣相流動(dòng)如圖3箭頭Fg所示，徑向朝外通過(guò)第一網(wǎng)籃3a以及徑向朝內(nèi)通過(guò)第二網(wǎng)籃3b。
氣相的徑向可選擇來(lái)適應(yīng)交換柱1的結(jié)構(gòu)，以及可以是純向心的或者純離心的，或者向心-離心的(或者離心-向心的)。與圖1所示實(shí)例相似，選擇氣相流動(dòng)的特殊方向不僅關(guān)系到交換柱1的結(jié)構(gòu)，而且對(duì)兩相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率具有重要意義。
另外，可以提供組合的方法，使一些網(wǎng)籃3的被氣相實(shí)質(zhì)上沿徑向穿過(guò)，以及另一些網(wǎng)籃被氣相沿軸向-徑向穿過(guò)。
在這種情況下，不是全部網(wǎng)籃3a-3b都配置不透氣蓋子17。
圖3所示網(wǎng)籃3a-3b的數(shù)目以及其不同的長(zhǎng)度，僅僅是示意說(shuō)明用的，它們可根據(jù)需要如上面參照?qǐng)D1說(shuō)明的改變。
應(yīng)該指出，把液相供入交換柱1的裝置5位于上部網(wǎng)籃3b的蓋子17和填料4之間。
根據(jù)該實(shí)施例，從上部網(wǎng)籃3b流出的液相被裝置(圖中未示出，因?yàn)槠浔旧硪阎?收集以及再分配至下部網(wǎng)籃3a，例如通過(guò)設(shè)置在相應(yīng)的蓋子17和填料4之間的噴嘴型分配器18進(jìn)行。
最好，網(wǎng)籃3a和3b處于彼此相鄰位置，使下部網(wǎng)籃3a的蓋子17形成上部網(wǎng)籃3b的不透氣底部。這樣獲得了緊湊和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的交換柱。然而，也可以用在交換柱1內(nèi)保持間距的多個(gè)網(wǎng)籃3代替。
雖然在圖3內(nèi)沒(méi)有示出，自由空間12內(nèi)最好設(shè)置一個(gè)或多個(gè)熱交換器，用于由一個(gè)網(wǎng)籃流向下一個(gè)網(wǎng)籃的氣相與加熱或冷卻液體之間的間接熱交換，如圖1所述。
根據(jù)圖5所示本發(fā)明的另一實(shí)施例，交換柱1具有至少一個(gè)網(wǎng)籃3a-3c，用于盛填料4，它們同軸地設(shè)置在外殼2內(nèi)，以及具有相對(duì)的側(cè)壁19，20，它們是透氣的和希望是平板形的。
被限定在外殼2的內(nèi)壁2a和網(wǎng)籃3a-3c的側(cè)壁19和20之間的是第一和第二自由空間21和22，它們相互對(duì)立。
最好，設(shè)置適當(dāng)?shù)难b置19a，20a，23以使至少氣相的主要部分通過(guò)至少一個(gè)網(wǎng)籃3a-3c從第一自由空間21至第二自由空間或繞另一條路流入交換柱1。
在圖5中，交換柱1的部件在結(jié)構(gòu)和功能上與以上各圖相同，以及具有相同的標(biāo)號(hào)，不再詳述。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，使液相沿實(shí)質(zhì)上軸向由上至下流過(guò)填料4，而氣相最好沿實(shí)質(zhì)上橫向由下至上流過(guò)填料4。
換句話說(shuō)，氣相由網(wǎng)籃3a-3c的一邊沿實(shí)質(zhì)上傾斜方向移向另一邊，其中水平方向分量是主要的。
希望，如圖5和6所示，外殼2為圓筒形，以及自由空間21和22的橫截面為圓扇形。這樣一來(lái)，交換柱1內(nèi)部的可用空間可以最好地利用，以及可提供寬敞的盛填料4的網(wǎng)籃3a-3c，以及提供足夠?qū)挸ǖ淖杂煽臻g21，22，使氣相通過(guò)時(shí)沒(méi)有不適當(dāng)?shù)哪Σ磷枇Α?br> 與前面的實(shí)例相似，這里也是至少網(wǎng)籃3a-3c的一個(gè)側(cè)壁19和20，希望兩個(gè)側(cè)壁在其頂部分別具有預(yù)定長(zhǎng)度的不透氣部分19a和20a，它們可以有效地沿水平方向偏移氣相。
此外，交換柱1最好具有不透氣組件23，用于關(guān)閉設(shè)置在第一和第二自由空間21和22內(nèi)的自由空間21和22。
為此目的，關(guān)閉組件具有位于第一自由空間21頂端的不透氣擋板23以及位于第二自由空間22底端的不透氣擋板23。
在未示出的代替的實(shí)施例中，不透氣擋板23分別位于第一自由空間21的底端以及第二自由空間22的頂端。
在圖5的實(shí)例中，這些擋板23具有圓扇形。
擋板23最好引導(dǎo)氣相沿橫向流動(dòng)通過(guò)填料4，由第一自由空間21至第二自由空間22和／或繞另一條路，這樣來(lái)防止氣相不希望地旁路通過(guò)網(wǎng)籃3a-3c。
至于側(cè)壁19和20的不透氣部分19a和20a的長(zhǎng)度，以及交換柱內(nèi)網(wǎng)籃3a-3c的數(shù)目、排列及長(zhǎng)度，其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)與以上結(jié)合各圖的說(shuō)明相同。
以圖5的交換柱1為實(shí)例可以發(fā)現(xiàn)，3個(gè)催化網(wǎng)籃3a-3c同軸排列，裝盛填料4，彼此相鄰疊置，頂部網(wǎng)籃3c的長(zhǎng)度大于下部網(wǎng)籃3a-3b。
每個(gè)網(wǎng)籃3a-3c具有帶孔底13，用以供液相和少部分氣相在順序?yàn)榫W(wǎng)籃之間通過(guò)。此外，網(wǎng)籃3a-3c的頂端是開(kāi)啟的。
結(jié)果是在圖5的實(shí)例中，有利地使氣相沿混合的橫向和軸向流動(dòng)通過(guò)網(wǎng)籃3a-3c。
代替的方案是，在圖中未示出的實(shí)施例中，網(wǎng)籃3a和3c可以在其頂端設(shè)置相應(yīng)的不透氣蓋子，從而提供了氣相通過(guò)填料4的真實(shí)的橫向流動(dòng)。
同樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)，交換柱1可具有一些網(wǎng)籃被氣相沿實(shí)質(zhì)上橫向流過(guò)，以及另一些網(wǎng)籃被氣相沿混合的橫向和軸向流過(guò)。
網(wǎng)籃3a-3c最好相互保持間距設(shè)置在交換柱1內(nèi)。同樣，在順序的網(wǎng)籃3a-3c之間可設(shè)置適當(dāng)?shù)难b置用于收集和再分配液相。
在圖5的實(shí)例中，這些裝置包括設(shè)在網(wǎng)籃3a-3c的底端的帶孔底13，它具有適當(dāng)?shù)某叽缫员銠M向偏移氣相流動(dòng)和／或收集和再分配在順序的網(wǎng)籃之間流動(dòng)的液相。
代替的方案是，交換柱1可具有分割為多個(gè)相鄰疊置區(qū)域的單獨(dú)的網(wǎng)籃3以代替網(wǎng)籃3a-3c，這些區(qū)域在圖中未示出，它們的每個(gè)方面可與上述網(wǎng)籃3a-3c連系，以及具有相同的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，在這些相鄰區(qū)域之間不設(shè)置帶孔底13或不透氣蓋子。
交換柱1也可以安排成結(jié)合多個(gè)網(wǎng)籃3a-3c，其中至少一個(gè)網(wǎng)籃分割為上述若干區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明在圖中未示出，但特別有利的一個(gè)實(shí)施例，可提供通過(guò)結(jié)合圖3或5所述類(lèi)型的交換柱氣相的實(shí)質(zhì)上徑向或橫向流動(dòng)，方法是用透氣的帶孔蓋子代替不透氣蓋子，以及有利地發(fā)揮在帶孔蓋子上形成的液壓頭的作用，以阻止氣相通過(guò)網(wǎng)籃軸向流動(dòng)。
換句話說(shuō)，由上朝下流動(dòng)的液相在其離開(kāi)一個(gè)網(wǎng)籃收集在下一個(gè)網(wǎng)籃的帶孔蓋子處，以及在再分配及進(jìn)入下一個(gè)網(wǎng)籃之前形成了不允許被氣相穿透的水平的液體層，從而使氣相沿橫向或徑向傾斜流動(dòng)。
本發(fā)明不局限于使用專(zhuān)門(mén)類(lèi)型的填料4，在交換柱1內(nèi)可使用任何類(lèi)型的填料，包括織構(gòu)型或無(wú)序型的。最好，在不同的網(wǎng)籃或一個(gè)網(wǎng)籃的不同區(qū)域之間使用不同類(lèi)型的填料4，這樣使氣相的流率和通過(guò)交換柱1流動(dòng)的兩相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移可以控制和改進(jìn)。
填料4可以用對(duì)流動(dòng)的液相和氣相為惰性的材料制造，或者使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┗蚱浠旌衔?。在交換柱1內(nèi)使用催化劑的情況下，除兩相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移外，還可能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。
如同圖1-6有關(guān)實(shí)施例所示，按照本發(fā)明液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移方法在填充型交換柱1內(nèi)進(jìn)行，交換柱1具有外殼2，其中設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃3用于盛填料4，當(dāng)這些相通過(guò)它時(shí)引起反向流動(dòng)，氣相通過(guò)網(wǎng)籃的透氣表面(9，10，19，20)順利地供給進(jìn)入至少一個(gè)網(wǎng)籃3，透氣表面大于網(wǎng)籃的橫截面。
優(yōu)選地，進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法在填充型交換柱1內(nèi)進(jìn)行，交換柱1具有外殼2，在其中設(shè)置至少一個(gè)盛填料4的網(wǎng)籃3，其橫截面小于外殼2的橫截面，該方法包括以下步驟(用裝置5和6)把液相和氣相供入填充型交換柱1，使液相沿實(shí)質(zhì)上軸向流動(dòng)通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃3，使氣相沿主要徑向流動(dòng)(裝置9a，10a，14，15，19a，20a，23)通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃3以及(用裝置7，8)由填充型交換柱1排出液相和氣相。
如前面所述，借助本方法可使通過(guò)填料4的氣相流動(dòng)的壓力降減少，并且使氣相(以及液相)達(dá)到最佳的流率和流速，以促進(jìn)液相和氣相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
此外，意外地發(fā)現(xiàn)，使氣相沿主要徑向流動(dòng)通過(guò)填料4可以獲得物質(zhì)轉(zhuǎn)移的優(yōu)異效率，因?yàn)槌袚?dān)這種轉(zhuǎn)移的驅(qū)動(dòng)力有效地增加。
本方法的操作條件(壓力和溫度)可在廣泛的范圍內(nèi)變化以適應(yīng)被處理的液體的類(lèi)型以及進(jìn)行的任何的化學(xué)操作。
本發(fā)明可以有效地使用于具有板片和填料盛籃的交換柱。
圖1，3和5所示的交換柱可以是一種新牌號(hào)，或者根據(jù)本發(fā)明有利的和最佳的方面是對(duì)現(xiàn)有的填充型或板片型交換柱改造成的交換柱，用于進(jìn)行液相和氣相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
最好，改造這種交換柱的方法包括在交換柱內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃3，用于盛填料4，它具有供氣相通過(guò)的透氣表面，而透氣表面大于網(wǎng)籃的橫截面。
更具體的是，根據(jù)本發(fā)明的改造方法的特點(diǎn)是它具有以下步驟在現(xiàn)有的交換柱內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃3用于盛填料4，它具有小于交換柱橫截面的橫截面，以及具有相對(duì)的透氣的側(cè)壁9，10，19，20，以及在交換柱內(nèi)設(shè)置裝置9a，10a，14，15，19a，20a，23，用于使氣相主要沿徑向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃。
為了獲得圖1或3所述同樣類(lèi)型的交換柱1，本改造方法最好具有以下步驟在交換柱1內(nèi)同軸地設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃3，用于盛填料4，它具有相對(duì)的圓筒形內(nèi)壁和外壁9和10，限定交換柱1的內(nèi)壁2a和網(wǎng)籃3的外壁10之間的第一自由空間11以及限定網(wǎng)籃3的內(nèi)壁向內(nèi)形成的第二自由空間12，以及設(shè)置裝置9a，10a，14和15，用于使至少氣相的主要部分流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃3，從第一自由空間11至第二自由空間12，或繞另一條路流。
為了獲得圖5所述類(lèi)型的交換柱1，改造方法最好具有以下步驟在交換柱1內(nèi)同軸地設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃3，用于盛填料4，該網(wǎng)籃3具有限定第一和第二自由空間21和22的相對(duì)的、最好是平板形的透氣側(cè)壁19和20，該兩空間21，22相互相對(duì)，位于交換柱1的內(nèi)壁2a和網(wǎng)籃3的側(cè)壁19，20之間，以及設(shè)置裝置19a，20a，23，用于使至少氣相的主要部分流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃，從第一自由空間21至第二自由空間22，或繞另一條路。
借助對(duì)現(xiàn)有交換柱的本改造方法，用于進(jìn)行液相和氣相之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，有可能順利地獲得交換柱能力的極大提高，以及能耗的降低，因?yàn)榻粨Q柱一旦現(xiàn)代化，它可在液相和氣相較高的流率下更有效地工作。
此外，根據(jù)本發(fā)明改造方法的其它實(shí)施例，可以?xún)?yōu)選地設(shè)置如后附權(quán)利要求32-37和39-44所述的補(bǔ)充的裝置或特點(diǎn)。
由圖1-6的說(shuō)明中可得知本改造方法提供的其他結(jié)構(gòu)和處理優(yōu)點(diǎn)。
可以理解，在實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的改造方法時(shí)，至少部分由原交換柱預(yù)先拆除的結(jié)構(gòu)元件可供重復(fù)使用，例如用于新填料盛籃的底部或蓋子。
由以上說(shuō)明可以清晰地了解本發(fā)明達(dá)到的各種優(yōu)點(diǎn)，特別是獲得了進(jìn)行液相和氣相之間高效物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，它的方式簡(jiǎn)便和可靠，投資和使用費(fèi)用低以及能耗低。
權(quán)利要求
1．一種在填充型交換柱內(nèi)進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，所述的交換柱具有一外殼，用以容納至少一個(gè)填料盛籃，使上述兩相以反向的流動(dòng)通過(guò)盛籃，該方法具有以下步驟通過(guò)網(wǎng)籃的透氣表面供給上述氣相至上述至少一個(gè)網(wǎng)籃，透氣的網(wǎng)籃表面積大于網(wǎng)籃的橫截面積。
2．一種在填充型交換柱內(nèi)用以促進(jìn)液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法，所述的交換柱具有外殼，用以容納至少一個(gè)填料盛籃，其橫截面小于上述外殼的橫截面，上述方法具有以下步驟-供給上述液相和氣相進(jìn)入上述填充型交換柱；-使液相沿實(shí)質(zhì)上軸向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃；-使氣相沿主要徑向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃；-從上述填充型交換柱排出上述液相和氣相。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于使上述氣相沿實(shí)質(zhì)上徑向、軸向-徑向或橫向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于使上述液相和上述氣相在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃內(nèi)流過(guò)多個(gè)相鄰疊置的區(qū)域。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于使上述液相和上述氣相分別沿實(shí)質(zhì)上軸向和主要沿徑向流過(guò)一組疊置的填料盛籃。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于還包括以下步驟-在順序的網(wǎng)籃之間收集和再分配上述液相。
7．根據(jù)權(quán)利要求4和5的方法，其特征在于它還具有以下步驟-當(dāng)上述氣相由一個(gè)區(qū)域流動(dòng)至下一個(gè)區(qū)域，或相應(yīng)由一個(gè)網(wǎng)籃流動(dòng)至下一個(gè)網(wǎng)籃時(shí)，使至少上述氣相的一部分受到間接的熱交換。
8．一種用于液相和氣相之間進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)移的填充型交換柱，它具有-一個(gè)外殼(2)；-至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)用于盛填料(4)，它在上述外殼(2)內(nèi)延伸，上述兩相以反向流動(dòng)形式穿過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)；-用于供給上述液相和氣相進(jìn)入上述交換柱的裝置(5，6)；-用于由上述交換柱排出上述液相和上述氣相的裝置(7，8)；其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)帶有供氣相通過(guò)的透氣表面，該透氣表面積大于網(wǎng)籃的橫截面積。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的交換柱，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)具有小于外殼(2)橫截面的橫截面，以及具有相對(duì)的透氣的側(cè)壁(9，10，19，20)，以及還具有使上述氣相主要沿徑向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的裝置(9a，10a，14，15，19a，20a，23)。
10．根據(jù)權(quán)利要求8的交換柱，其特征在于它具有-一個(gè)外殼(2)，該外殼實(shí)質(zhì)上是圓筒形；-至少一個(gè)圓形網(wǎng)籃，用于盛填料(4)，它同軸地設(shè)置在上述外殼(2)內(nèi)，以及具有相對(duì)的圓筒形透氣的內(nèi)壁和外壁(9，10)，上述液相沿實(shí)質(zhì)上軸向流動(dòng)穿過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)；-第一自由空間(11)，被限定在外殼(2)的內(nèi)壁(2a)和網(wǎng)籃(3a-3e)的上述外壁(10)之間；-第二自由空間(12)，被限定在網(wǎng)籃(3a-3e)的上述內(nèi)壁(9)向內(nèi)；-用于供給上述液相和上述氣相進(jìn)入上述交換柱的裝置(5，6)；-裝置(9a，10a，14，15)，使至少上述氣相的主要部分流動(dòng)通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)，從上述第一自由空間(11)至上述第二自由空間(12)，或繞另一條路；-用于由上述交換柱排出上述液相和上述氣相的裝置(7，8)。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的交換柱，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)被分割成一組相鄰疊置的區(qū)域(3a-3e)，上述用于使至少上述氣相的主要部分流動(dòng)通過(guò)網(wǎng)籃(3)，由上述第一自由空間(11)至上述第二自由空間(12)，或繞另一條路的裝置(9a，10a，14，15)，設(shè)置在各上述區(qū)域(3a-3e)內(nèi)。
12．根據(jù)權(quán)利要求10和11的交換柱，其特征在于上述網(wǎng)籃的外壁(10)和／或上述網(wǎng)籃的內(nèi)壁(9)在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)的頂端或相應(yīng)在每個(gè)區(qū)域(3a-3e)的頂端具有預(yù)定長(zhǎng)度的不透氣部分(9a，10a)，網(wǎng)籃的外壁(10)和內(nèi)壁(9)的上述不透氣部分(9a，10a)的長(zhǎng)度最好是不同的。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的交換柱，其特征在于上述不透氣部分(9a，10a)延伸至網(wǎng)籃(3a-3e)的或相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3e)的上述外壁(10)和／或內(nèi)壁(9)長(zhǎng)度的5％至30％。
14．根據(jù)權(quán)利要求10至13中任何一項(xiàng)的交換柱，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)或相應(yīng)的每個(gè)上述區(qū)域(3a-3e)具有用于關(guān)閉上述自由空間(11，12)的不透氣的關(guān)閉裝置(14，15)，它們?cè)O(shè)置在上述第一和第二自由空間(11，12)內(nèi)。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的交換柱，其特征在于上述關(guān)閉裝置(14，15)具有圓形的不透氣擋板(14)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3e)的第一自由空間(11)的底端，以及圓形的不透氣擋板(15)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3e)的第二自由空間(12)的頂端，或者環(huán)形的不透氣擋板(14)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3e)的第一自由空間(11)的頂端，以及圓形的不透氣擋板(15)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3e)的第二自由空間(12)的底端。
16．根據(jù)權(quán)利要求10的交換柱，其特征在于它具有多個(gè)圓形網(wǎng)籃(3a-3e)，用于盛填料(4)，它們同軸地疊置和設(shè)置在上述外殼(2)內(nèi)，上述網(wǎng)籃(3a-3e)最好相互鄰接和／或具有不同長(zhǎng)度。
17．根據(jù)權(quán)利要求11和16的交換柱，其特征在于所述的交換柱具有至少一個(gè)熱交換器(16)，設(shè)置在上述第二自由空間(12)內(nèi)，以提供至少部分氣相的間接的熱交換，上述的氣相由至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)的一個(gè)區(qū)域(3a-3d)流動(dòng)至下一個(gè)區(qū)域(3b-3e)，或相應(yīng)由一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3d)流動(dòng)至下一個(gè)網(wǎng)籃(3b-3e)。
18．根據(jù)權(quán)利要求8的交換柱，其特征在于所述的交換柱具有-一個(gè)外殼(2)，最好是實(shí)質(zhì)上圓筒形；-至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)，用于盛填料(4)，并且同軸地設(shè)在上述外殼(2)內(nèi)，并且設(shè)有相對(duì)的側(cè)壁(19，20)，側(cè)壁最好是板片形和透氣的，上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)被上述液相沿實(shí)質(zhì)上軸向穿過(guò)；-相互相對(duì)的第一和第二自由空間(21，22)，被限定在上述外殼(2)的內(nèi)壁(2a)和網(wǎng)籃(3a-3c)的上述側(cè)壁(19，20)之間，上述自由空間(19，20)最好具有圓形-扇形橫截面；-用于供給上述液相和上述氣相進(jìn)入上述交換柱的裝置(5，6)；-裝置(19a，20a，23)，用于使至少上述氣相的主要部分通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)流動(dòng)，由上述第一自由空間(21)至上述第二自由空間(22)，或繞另一條路；-用于由上述交換柱排出上述液相和上述氣相的裝置(7，8)。
19．根據(jù)權(quán)利要求l0和18的交換柱，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)在其頂部是開(kāi)啟的。
20．根據(jù)權(quán)利要求10和18的交換柱，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)在其頂端具有不透氣的蓋子(17)。
21．根據(jù)權(quán)利要求18的交換柱，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)被分割成多個(gè)相鄰疊置的區(qū)域(3a-3c)，上述用于使至少上述氣相的主要部分通過(guò)網(wǎng)籃(3)流動(dòng)，由上述第一自由空間(21)至上述第二自由空間(22)，或繞另一條路的裝置(19a，20a，23)設(shè)置在各上述區(qū)域內(nèi)(3a-3c)。
22．根據(jù)權(quán)利要求18和21的交換柱，其特征在于至少一個(gè)上述網(wǎng)籃側(cè)壁(19，20)在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)的頂端，或相應(yīng)每個(gè)區(qū)域(3a-3c)的頂端具有預(yù)定長(zhǎng)度的不透氣部分(19a，20a)，上述不透氣部分的長(zhǎng)度最好對(duì)于任何一個(gè)網(wǎng)籃側(cè)壁(19，20)是不同的。
23．根據(jù)權(quán)利要求22的交換柱，其特征在于上述不透氣部分(19a，20a)延伸超過(guò)網(wǎng)籃(3a-3c)或相應(yīng)每個(gè)上述區(qū)域(3a-3c)的側(cè)壁長(zhǎng)度的5％至30％。
24．根據(jù)權(quán)利要求18至23任何一項(xiàng)的交換柱，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)，或相應(yīng)每個(gè)上述區(qū)域(3a-3c)具有用于上述自由空間的不透氣的關(guān)閉裝置(23)，設(shè)置在上述第一和第二自由空間內(nèi)(21，22)。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的交換柱，其特征在于上述關(guān)閉裝置具有不透氣擋板(23)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3c)的第一自由空間(21)的底端，以及不透氣擋板(23)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3c)的第二自由空間的頂端，或者不透氣擋板(23)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3c)的上述第一自由空間(21)的頂端，以及不透氣擋板(23)，設(shè)置在相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3c)的上述第二自由空間(22)的底端。
26．根據(jù)權(quán)利要求18的交換柱，其特征在于它具有多個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)用于盛填料(4)，它們同軸地疊置和設(shè)置在上述外殼(2)內(nèi)，上述網(wǎng)籃(3a-3c)最好相互鄰接和／或具有不同長(zhǎng)度。
27．根據(jù)權(quán)利要求16和26的交換柱，其特征在于上述網(wǎng)籃(3a-3c)具有帶孔的底(13)。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的交換柱，其特征在于上述帶孔的底(13)具有適當(dāng)?shù)某叽缫匝貜较?、相?yīng)橫向偏移氣相，和／或在順序的網(wǎng)籃(3a-3c)之間收集和再分配液相。
29．一種改造用以液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的交換柱的方法，所述的交換柱既可以是填充型，也可以是板片型，該方法具有以下步驟-在上述交換柱內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)用于盛填料(4)，網(wǎng)籃具有供氣相通過(guò)的透氣表面，所述的表面大于網(wǎng)籃的橫截面。
30．根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其特征在于包括以下步驟-在上述交換柱內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)，用于盛填料(4)，所述網(wǎng)籃具有比交換柱橫截面小的橫截面以及具有相對(duì)的透氣的側(cè)壁(9，10，19，20)；-在上述交換柱內(nèi)設(shè)置用于使上述氣相主要沿徑向流過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)的裝置(9a，10a，14，15，19a，20a，23)。
31．根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其特征在于包括以下步驟-在上述交換柱內(nèi)同軸地設(shè)置至少一個(gè)圓形網(wǎng)籃(3a-3e)，用于盛填料(4)，上述網(wǎng)籃具有相對(duì)的圓筒形不透氣內(nèi)壁和外壁(9，10)，限定交換柱的內(nèi)壁(2a)和網(wǎng)籃(3a-3e)的上述外壁(10)之間的第一自由空間(11)，以及限定網(wǎng)籃(3a-3c)的上述內(nèi)壁(9)向內(nèi)形成的第二自由空間(12)；-設(shè)置裝置(9a，10a，14，15)用于使至少上述氣相的主要部分通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃流動(dòng)，由上述第一自由空間(11)至上述第二自由空間(12)或繞另一條路。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3)被分割成多個(gè)相鄰疊置的區(qū)域(3a-3e)，上述裝置(9a，10a，14，15)用于使至少上述氣相的主要部分通過(guò)網(wǎng)籃流動(dòng)，由上述第一自由空間(11)至上述第二自由空間(12)，它們?cè)O(shè)置在各上述區(qū)域(3a-3e)內(nèi)。
33．根據(jù)權(quán)利要求31和32的方法，其特征在于上述網(wǎng)籃外壁(10)和／或上述網(wǎng)籃內(nèi)壁(9)在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)的頂端或相應(yīng)在每個(gè)區(qū)域(3a-3e)的頂端具有預(yù)定長(zhǎng)度的不透氣部分(9a，10a)，上述不透氣部分(9a，10a)的長(zhǎng)度對(duì)于網(wǎng)籃的外壁(10)和內(nèi)壁(9)最好是不同的。
34．根據(jù)權(quán)利要求31至33任何一項(xiàng)的方法，其特征是它還包括以下步驟-設(shè)置用于上述自由空間(11，12)的不透氣的關(guān)閉裝置(14，15)，設(shè)置在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)或相應(yīng)每個(gè)上述區(qū)域(3a-3e)的上述第一和上述第二自由空間(11，12)內(nèi)。
35．根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其特征在于包括以下步驟-設(shè)置不透氣的圓形擋板(14)，位于相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3e)上述第一自由空間(11)的底端或頂端；-設(shè)置不透氣的圓形擋板(15)，位于相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3e)上述第二自由空間(12)的頂端或底端。
36．根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于包括以下步驟-設(shè)置多個(gè)圓形的網(wǎng)籃(3a-3e)，用于盛填料(4)，它們?cè)谏鲜鼋粨Q柱內(nèi)同軸地疊置。
37．根據(jù)權(quán)利要求32或36的方法，其特征在于還包括以下步驟-在上述第二自由空間(12)內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)熱交換器(16)，用于與至少部分氣相的間接的熱交換，上述氣相由上述至少一個(gè)網(wǎng)籃的一個(gè)區(qū)域(3a-3d)流動(dòng)至下一個(gè)區(qū)域(3b-3e)，或者由一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3d)流動(dòng)至下一個(gè)網(wǎng)籃(3b-3e)。
38．根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其特征在于包括以下步驟-在上述交換柱內(nèi)同軸地設(shè)置至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)，用于盛填料(4)，所述的網(wǎng)籃帶有相對(duì)的、最好是平板的透氣的側(cè)壁(19，20)，限定第一和第二自由空間(21，22)，它們彼此相對(duì)，位于上述交換柱的內(nèi)壁(2a)和網(wǎng)籃的上述側(cè)壁(19，20)之間；-設(shè)置裝置(19a，20a，23)用于使至少上述氣相的主要部分通過(guò)上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)流動(dòng)，由上述第一自由空間(21)至上述第二自由空間(22)或繞另一條路。
39．根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃被分割成多個(gè)相鄰疊置的區(qū)域(3a-3c)，上述用于使至少上述氣相的主要部分通過(guò)網(wǎng)籃流動(dòng)，由上述第一自由空間(21)至上述第二自由空間(22)的裝置(19a，20a，23)設(shè)置在各上述區(qū)域(3a-3c)內(nèi)。
40．根據(jù)權(quán)利要求38和39的方法，其特征在于至少一個(gè)上述網(wǎng)籃側(cè)壁(19，20)在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)的頂端，或相應(yīng)在每個(gè)區(qū)域(3a-3c)的頂端具有預(yù)定長(zhǎng)度的不透氣部分(19a，20a)。
41．根據(jù)權(quán)利要求38至40任何一項(xiàng)的方法，其特征在于還包括以下步驟-設(shè)置用于上述自由空間(21，22)的不透氣關(guān)閉裝置(23)，設(shè)置在上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)或相應(yīng)每個(gè)上述區(qū)域(3a-3c)的第一和第二自由空間(21，22)內(nèi)。
42．根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其特征在于包括以下步驟-設(shè)置不透氣擋板(23)，位于相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3c)的上述第一自由空間(11)的底端或頂端。-設(shè)置不透氣擋板(23)，位于相應(yīng)上述區(qū)域(3a-3c)的上述第二自由空間(22)的頂端或底端。
43．根據(jù)權(quán)利要求31或38的方法，其特征在于上述至少一個(gè)網(wǎng)籃(3a-3e)具有不透氣蓋子(7)，位于其頂端。
44．根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其特征在于包括以下步驟-設(shè)置多個(gè)網(wǎng)籃(3a-3c)用于盛填料(4)，所述的網(wǎng)籃在上述交換柱內(nèi)同軸地疊置。
全文摘要
在填充型交換柱內(nèi)進(jìn)行液相和氣相之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法,交換柱具有外殼,用以容納至少一個(gè)填料盛籃,上述兩相通過(guò)它時(shí)引起產(chǎn)生反向形式的流動(dòng),該方法包括以下步驟:通過(guò)網(wǎng)籃的透氣表面供給氣相至上述至少一個(gè)網(wǎng)籃,網(wǎng)籃的透氣表面大于網(wǎng)籃的橫截面,氣相最好主要沿徑向流動(dòng)。
文檔編號(hào)B01J8/04GK1291912SQ99803324
公開(kāi)日2001年4月18日 申請(qǐng)日期1999年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月25日
發(fā)明者埃爾曼諾·菲利皮 申請(qǐng)人:阿莫尼·卡薩爾公司