本發(fā)明涉及可用于蒸餾塔中的氣液接觸裝置以及與在蒸餾塔內(nèi)使用這種裝置相關(guān)的蒸餾方法，在所述氣液接觸裝置中，液體的降膜與蒸氣接觸，在蒸餾的情況下，所述蒸氣是待蒸餾的混合物的蒸氣相和液相。更具體地講，本發(fā)明涉及這種氣液接觸裝置，在這種氣液接觸裝置中，降膜在支撐在結(jié)構(gòu)內(nèi)的細(xì)長條陣列上形成，蒸氣穿過所述結(jié)構(gòu)與降膜接觸，從而實(shí)現(xiàn)蒸氣和液體之間的接觸。

發(fā)明背景

氣液接觸裝置用于蒸餾塔中，以使上升蒸氣相與待蒸餾的混合物的下降液相接觸。在蒸氣相和液相之間發(fā)生質(zhì)量傳遞，使得混合物的較輕或較難揮發(fā)組分的濃度隨上升蒸氣相的上升而在該上升蒸氣相內(nèi)增加，并且較重或較難揮發(fā)組分的濃度隨液相的下降而在該液相內(nèi)增加。另外，這種裝置還用于直接接觸熱交換器和類似設(shè)備中，以在液體和蒸氣之間傳遞熱量以及質(zhì)量。

使用這種氣液接觸裝置的常用蒸餾的一個例子是低溫空氣分離，其中空氣被壓縮，然后凈化除去較高沸點(diǎn)的污染物，諸如可在進(jìn)行這種過程的低溫下凝固的水蒸氣和二氧化碳。然后將壓縮和凈化的空氣冷卻至其露點(diǎn)或其露點(diǎn)附近，然后在一個或多個蒸餾塔中蒸餾以產(chǎn)生富含氧、氮和氬以及空氣其他組分的產(chǎn)物。例如，可將壓縮、凈化和冷卻的空氣引入蒸餾塔中以引發(fā)上升蒸氣相的形成，該上升蒸氣相將隨其上升而變得更富含氮?？墒顾玫母缓恼魵馑敳坎糠掷淠纬苫亓?，該回流被引入塔的頂部以引發(fā)下降液相的形成，該下降液相在一個或多個氣液接觸裝置布置中接觸上升蒸氣相，從而隨其下降而變得更富含氧。所得的富含氧的液體塔底殘留組分可在其他塔中進(jìn)一步精制，或者如果這種組分是分離的唯一所需產(chǎn)物，則在富含氮的蒸氣的冷凝中使用。

典型的氣液接觸裝置是篩孔塔板、規(guī)整填料和無規(guī)填料。篩孔塔板由堆疊在塔內(nèi)的多孔板構(gòu)成。較高的板通過使用降液管將下降液體供給到較低的板，并且蒸氣通過板孔穿過板而上升。液體和蒸氣之間的接觸產(chǎn)生蒸氣和液體混合物，該混合物的組成因板而異地以上述方式變化。規(guī)整填料和無規(guī)填料使膜形式的下降液相與通過填料上升的上升蒸氣相接觸。無規(guī)填料由大量支撐在蒸餾塔內(nèi)的單個填料元件組成。規(guī)整填料由被布置成使波紋交叉的波紋薄板組成。波紋的接觸點(diǎn)確保液體膜和蒸氣兩者分散在整個填料中。與規(guī)整填料相反，篩孔塔板和無規(guī)填料具有與其使用相關(guān)的較大壓降。在分離空氣的情況下，空氣必須被壓縮的程度直接受這種壓降的影響。盡管規(guī)整填料具有較低的壓降，但是由于這種填料不完美以及安裝缺陷而導(dǎo)致在蒸餾塔內(nèi)的填料不完全水平，所以液體和蒸氣的混合并不完美。

如將要討論的那樣，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)在于，提供了一種適用于諸如蒸餾和直接接觸熱交換用途的氣液接觸裝置，所述氣液接觸裝置具有較低的壓降，并且被設(shè)計(jì)成分配液體以避免其中液體的混合在裝置內(nèi)不均勻這些方面的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種氣液接觸裝置，所述氣液接觸裝置包括用于支撐液體的降膜的多個細(xì)長條陣列，所述降膜在該細(xì)長條中的每一者的相對表面上的細(xì)長條上下降。還提供了一種支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)具有彼此間隔開的頂部區(qū)段和底部區(qū)段。頂部區(qū)段和底部區(qū)段在細(xì)長條的相對端處連接到細(xì)長條陣列，并以平行關(guān)系支撐多個細(xì)長條陣列，并且在相鄰條之間觀察時細(xì)長條的相對表面彼此間隔開，以防止降膜中的液體借助于液體的表面張力從相鄰條中的一個遷移到相鄰條中的另一個。頂部區(qū)段具有與細(xì)長條對準(zhǔn)的孔，使得分配到頂部區(qū)段的液體從該孔中滲出到該條中的每一者的相對表面上，以引發(fā)液體的降膜的形成。另外，支撐結(jié)構(gòu)在頂部區(qū)段和底部區(qū)段處具有開口，使得蒸氣能夠穿過支撐結(jié)構(gòu)以接觸降膜，從而實(shí)現(xiàn)液體和蒸氣之間的接觸。與頂部支撐元件相關(guān)的液體分配器將液體分配到孔。

可以理解，使用與將液體單獨(dú)分配到條的孔相關(guān)的單個條提供了比現(xiàn)有技術(shù)的填料裝置(諸如無規(guī)填料和規(guī)整填料)更加受控的液體分配。此外，具有條陣列的結(jié)構(gòu)可以充分打開，使得本發(fā)明的裝置具有較低的壓降。

氣液接觸裝置可用于各種應(yīng)用中，諸如用于直接熱傳遞和蒸餾中。就這一點(diǎn)而言，本發(fā)明提供了一種具有外殼的蒸餾塔，所述外殼具有入口和出口，以允許蒸氣和液體被引入圓柱形外殼中，從而引發(fā)待蒸餾的混合物的液相和蒸氣相的形成；本發(fā)明還提供了一種位于外殼內(nèi)且具有上述特征的氣液接觸裝置。在這種氣液接觸裝置用于蒸餾中的情況下，多個細(xì)長條陣列支撐液相的降膜，其中該降膜在該細(xì)長條中的每一者的相對表面上的細(xì)長條上下降。該結(jié)構(gòu)具有彼此間隔開的頂部區(qū)段和底部區(qū)段，這兩個區(qū)段在細(xì)長條的相對端處連接到細(xì)長條陣列，以至少部分地形成支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)以平行關(guān)系支撐多個細(xì)長條陣列，并且在相鄰條之間觀察時細(xì)長條的相對表面彼此間隔開，以便防止降膜中的液體借助于液體的表面張力從相鄰條中的一個遷移到相鄰條中的另一個。頂部區(qū)段具有與細(xì)長條對準(zhǔn)的孔，使得分配到頂部區(qū)段的液體從該孔中滲出到該條中的每一者的相對表面上，以引發(fā)液體的降膜的形成。支撐結(jié)構(gòu)在頂部支撐元件和底部支撐元件處具有開口，使得上升蒸氣相能夠穿過該結(jié)構(gòu)并且接觸降膜，實(shí)現(xiàn)液相和上升蒸氣相之間的質(zhì)量傳遞，從而使液相內(nèi)混合物的較重組分的濃度隨該液相的下降而增加以及上升蒸氣相內(nèi)混合物的較輕組分的濃度隨該蒸氣相的上升而增加。與頂部區(qū)段相關(guān)的液體分配器將液體分配到孔，并且多個刮膜器帶連接到支撐結(jié)構(gòu)，以通過使液體沿著蒸餾塔的外殼的內(nèi)表面流動而防止液體繞過氣液接觸裝置。

在本發(fā)明的且用于任何應(yīng)用(包括但不限于蒸餾)中的氣液接觸裝置中，外殼可具有圓柱形構(gòu)造。頂部區(qū)段和底部區(qū)段包括成對頂部支撐元件和底部支撐元件，每個支撐元件具有環(huán)形構(gòu)造并且具有連續(xù)減小的半徑，使得在相鄰的成對頂部支撐元件和底部支撐元件之間時，內(nèi)部對位于外部對的成對頂部支撐元件和底部支撐元件內(nèi)。支撐結(jié)構(gòu)可具有穿過成對頂部支撐元件和底部支撐元件的幾何中心的軸向細(xì)長構(gòu)件。成對頂部支撐元件和底部支撐元件連接到軸向細(xì)長構(gòu)件以支撐成對頂部支撐元件和底部支撐元件，并且細(xì)長條陣列連接到成對頂部支撐元件和底部支撐元件，使得該陣列中的每一者的細(xì)長條具有沿細(xì)長條的橫向方向的徑向取向。

優(yōu)選地，成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的每一者可連接到多個細(xì)長條陣列的單個陣列。成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件可以是垂直交錯的，使得在相鄰的成對頂部支撐元件和底部支撐元件之間時，內(nèi)部對的頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件位于外部對的成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件上方，并且在支撐結(jié)構(gòu)中的頂部支撐元件處供蒸氣通過的開口之一由相鄰的成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件之間的垂直交錯所形成的間距形成。另外，液體分配器可包括儲存器以保持液相。儲存器可具有連接到環(huán)形底壁的內(nèi)部圓柱形側(cè)壁和外部圓柱形側(cè)壁，并且環(huán)形底壁連接到頂部支撐元件且具有與頂部支撐元件的孔對準(zhǔn)的對應(yīng)孔，以允許液體從儲存器流到頂部支撐元件的孔。預(yù)分配器可位于液體分配器上方。預(yù)分配器具有十字形構(gòu)造的底壁以及連接到底壁以保持液體的互連矩形側(cè)壁和端壁。底壁具有覆蓋液體分配器的另外開口，以將液體分配到液體分配器的儲存器。

優(yōu)選地，液體分配器的最內(nèi)側(cè)可連接到軸向細(xì)長構(gòu)件，連續(xù)的外部液體分配器通過突出部連接到內(nèi)部分配器，成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的最內(nèi)側(cè)底部支撐元件連接到軸向細(xì)長構(gòu)件，并且成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的連續(xù)底部支撐元件彼此連接。成對頂部支撐元件和底部支撐元件到軸向細(xì)長構(gòu)件進(jìn)行的連接是液體分配器通過突出部與底部支撐元件彼此連接的結(jié)果。此外，軸向細(xì)長構(gòu)件具有鍵槽以對準(zhǔn)頂部支撐元件和底部支撐元件，從而防止細(xì)長條扭曲。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，細(xì)長條是柔性的并且具有位于該細(xì)長條中的每一者的相對端的一對突出部，并且頂部支撐元件和底部支撐元件具有狹槽，細(xì)長條的相對端在該狹槽內(nèi)延伸，同時該對突出部沿相反方向折疊以將細(xì)長條保持在適當(dāng)位置和張緊狀態(tài)。另外，固定張力板可連接到軸向細(xì)長構(gòu)件，并且底部支撐元件通過螺紋連接器連接到固定張力板，該螺紋連接器允許調(diào)節(jié)細(xì)長條的張力。

本發(fā)明還提供一種用于蒸餾混合物的蒸餾方法。在這種方法中，將蒸氣和液體引入蒸餾塔的外殼中，從而引發(fā)待蒸餾的混合物的液相和上升蒸氣相的形成。在多個細(xì)長條陣列的細(xì)長條的相對表面上下降的液相的降膜與上升蒸氣相接觸，以實(shí)現(xiàn)下降液相和上升蒸氣相之間的質(zhì)量傳遞，從而通過以下過程來蒸餾混合物：使上升蒸氣相中混合物的較輕組分的濃度隨該蒸氣相的上升而增加以及下降降膜中混合物的較重組分的濃度隨該降膜的下降而增加。多個細(xì)長條陣列以平行關(guān)系被支撐在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且在相鄰條之間觀察時細(xì)長條的相對表面彼此間隔開，以防止降膜中的液體借助于液體的表面張力從相鄰條中的一個遷移到相鄰條中的另一個。支撐結(jié)構(gòu)在細(xì)長條的相對端處具有連接到細(xì)長條陣列的頂部區(qū)段和底部區(qū)段。降膜是通過將液相從與頂部區(qū)段相關(guān)的液體分配器分配到限定在頂部區(qū)段中的孔而形成的，該孔與細(xì)長條對準(zhǔn)，使得液相從該孔中滲出到該條中的每一者的相對表面上，以引發(fā)液相的降膜的形成。上升蒸氣相在底部區(qū)段處被引入結(jié)構(gòu)中，使得該蒸氣相在結(jié)構(gòu)內(nèi)上升以接觸降膜，并且在已經(jīng)從結(jié)構(gòu)中頂部區(qū)段處的開口接觸降膜之后從細(xì)長條陣列逸出。多個刮膜器帶連接到支撐結(jié)構(gòu)，通過使液體沿著蒸餾塔的外殼的內(nèi)壁流動而防止液體繞過支撐結(jié)構(gòu)和細(xì)長條。

頂部區(qū)段和底部區(qū)段可包括成對頂部支撐元件和底部支撐元件，每個支撐元件具有環(huán)形構(gòu)造并且具有連續(xù)減小的半徑，使得在相鄰的成對頂部支撐元件和底部支撐元件之間時，內(nèi)部對位于外部對的成對頂部支撐元件和底部支撐元件內(nèi)，并且支撐結(jié)構(gòu)具有穿過頂部支撐元件和底部支撐元件的幾何中心的軸向細(xì)長構(gòu)件。成對頂部支撐元件和底部支撐元件連接到軸向細(xì)長構(gòu)件以支撐成對頂部支撐元件和底部支撐元件，并且細(xì)長條陣列連接到成對頂部支撐元件和底部支撐元件，使得該陣列中的每一者的細(xì)長條具有沿細(xì)長條的橫向方向的徑向取向。成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件是垂直交錯的，使得在相鄰的成對頂部支撐元件和底部支撐元件之間時，內(nèi)部對的頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件位于外部對的成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件上方，并且支撐結(jié)構(gòu)中的頂部支撐元件處供蒸氣通過的開口之一由相鄰的成對頂部支撐元件和底部支撐元件中的頂部支撐元件之間的垂直交錯所形成的間距形成。優(yōu)選地，液體分配器包括儲存器以保持液相。儲存器具有連接到環(huán)形底壁的內(nèi)部圓柱形側(cè)壁和外部圓柱形側(cè)壁，該環(huán)形底壁繼而連接到頂部支撐元件，并且液相從液體分配器從限定在環(huán)形底壁中的對應(yīng)孔分配，該孔與頂部支撐元件的孔對準(zhǔn)以允許液體從儲存器流到頂部支撐元件的孔。就這一點(diǎn)而言，液相可從位于液體分配器上方的預(yù)分配器、從限定在底壁中且覆蓋液體分配器的另外開口預(yù)分配到液體分配器的儲存器。

在本發(fā)明的任何方面，待蒸餾的混合物可以是空氣或富含空氣組分的混合物。例如，混合物可以是從蒸餾塔系統(tǒng)的低壓塔中提取的粗氬混合物，用于在氬塔中進(jìn)一步精制。

附圖說明

雖然本發(fā)明的結(jié)論是申請人視為其發(fā)明的明確指出發(fā)明主題的權(quán)利要求書，但據(jù)信當(dāng)結(jié)合附圖時將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1是用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的蒸餾塔中的氣液接觸裝置的剖視圖；

圖2是圖1所示的氣液接觸裝置的透視圖，其中移除了部分以示出刮膜器帶附接到形成包括在裝置中的部分支撐結(jié)構(gòu)的軸向細(xì)長構(gòu)件；

圖3是圖1所示的氣液接觸裝置的局部透視圖，其中移除了液體分配器的部分以示出細(xì)長條連接到支撐結(jié)構(gòu)的頂部支撐元件；

圖4是細(xì)長條連接到頂部支撐構(gòu)件的局部透視圖；

圖5是圖1所示的氣液接觸裝置的局部底部透視圖，其中移除了底部支撐構(gòu)件的形成部分支撐結(jié)構(gòu)的部分以示出細(xì)長條連接到底部支撐構(gòu)件，并且移除了固定張力板的用于保持細(xì)長條處于張緊狀態(tài)的部分；

圖6是圖1所示的氣液接觸裝置的俯視圖；以及

圖7是本發(fā)明的氣液接觸裝置的替代實(shí)施例的透視圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1和圖2，示出了包含根據(jù)本發(fā)明的氣液接觸裝置2的蒸餾塔1。氣液接觸裝置2用于接觸在蒸餾塔1內(nèi)上升的上升蒸氣相、在蒸餾塔1內(nèi)下降的下降液相，從而分離待蒸餾的混合物的組分。

例如，混合物可以是空氣，并且蒸餾塔1將用于從氧氣中分離氮?dú)?。就這一點(diǎn)而言，可將凈化、冷卻和壓縮的空氣作為進(jìn)料流10通過位于蒸餾塔1的底部中的底部入口12引入，以引發(fā)上升蒸氣相的形成，隨著該上升蒸氣相通過與下降液相(由與氣液接觸裝置2的接觸而產(chǎn)生)進(jìn)行質(zhì)量傳遞而在蒸餾塔1中上升，該上升蒸氣相將變得更富含氮。所得的富含氮的蒸氣塔頂部將作為富含氮的蒸氣流16從蒸餾塔1的頂部出口14排出。以本領(lǐng)域已知的方式，富含氮的蒸氣流16可部分地作為產(chǎn)物并用于將進(jìn)入的空氣冷卻至適于蒸餾的溫度，并且在熱交換器中部分冷凝以產(chǎn)生引入位于蒸餾塔1的頂部的頂部入口20中的回流18。這樣引入液體回流將引發(fā)下降液相的形成。具體地講，將液體引入具有煙囪24的收集器托盤22中，該煙囪供要從頂部出口14和管道26排出的蒸氣通過，該管道將液體供給到預(yù)分配器28。來自預(yù)分配器28的液體繼而被供給到氣液接觸裝置2的分配器30和32。下降液相作為在氣液接觸裝置2的細(xì)長條34和36的內(nèi)部陣列和外部陣列上形成的膜而下降，以接觸上升通過其結(jié)構(gòu)的上升蒸氣相。液體在已經(jīng)接觸蒸氣之后被收集在具有煙囪40和管道44的收集盤38中，該管道連接到底部液體出口46以排出富含氧的液體流48。將該液體引入熱交換器中以在富含氮的蒸氣膨脹之后冷凝該蒸氣。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，盡管氣液接觸裝置2可如上所述那樣用于蒸餾中，但是其也可用于其他應(yīng)用中，例如其中在蒸氣和液體之間具有或不具有明顯的質(zhì)量傳遞的情況下使蒸氣和液體接觸的直接接觸熱交換。

另外參考圖3、圖4和圖5，細(xì)長條34和36由具有頂部區(qū)段和底部區(qū)段的支撐結(jié)構(gòu)支撐。頂部區(qū)段由頂部支撐元件48和50形成，如圖3最佳所示，底部區(qū)段由底部支撐元件52和54形成，如圖5最佳所示。頂部支撐元件48、50和底部支撐元件和52、54分別彼此間隔開并且在細(xì)長條34、36的相對端處連接到這兩個細(xì)長條。如圖所示，頂部支撐元件48、50和底部支撐元件52、54具有環(huán)形構(gòu)造支撐元件并且具有在相鄰對之間連續(xù)減小的半徑，例如頂部支撐元件48具有比頂部支撐元件50更小的半徑，并且底部支撐元件52具有比底部支撐元件54更小的半徑。這允許頂部支撐元件48和底部支撐元件52被定位在頂部支撐元件50和底部支撐元件54以及細(xì)長條34的內(nèi)部，細(xì)長條34作為細(xì)長條36內(nèi)的條陣列被支撐，細(xì)長條36形成這種條的外部陣列。

優(yōu)選地，細(xì)長條34和36是柔性的并且由支撐結(jié)構(gòu)保持張緊狀態(tài)。就這一點(diǎn)而言，頂部支撐元件48、50和底部支撐元件52、54的間距由中心軸向細(xì)長構(gòu)件56保持，該中心軸向細(xì)長構(gòu)件也構(gòu)成支撐結(jié)構(gòu)的一部分。特別參考圖4，作為優(yōu)選連接的例子，頂部支撐元件48和底部支撐元件52可各自設(shè)置有狹槽56，并且細(xì)長條34可設(shè)置有沿相反方向折疊的突出部58和60，以平靠頂部支撐元件48和底部支撐元件52的表面，從而將細(xì)長條34保持在適當(dāng)位置。相同的布置將用于將細(xì)長條36連接到頂部支撐元件50和底部支撐元件54。如圖5所示，底部支撐元件52和54通過徑向取向的連接元件62、64、68和70彼此連接。環(huán)形蓋板74和76分別通過機(jī)用螺釘78連接到底部支撐元件52和54。環(huán)形蓋板74和76覆蓋細(xì)長條34和36的突出部58和60，并且用作保持器以有助于將細(xì)長條34和36保持在附接到底部支撐元件52和54的適當(dāng)位置。細(xì)長條34的張力可借助于附接到軸向細(xì)長構(gòu)件56的固定張力板80以及穿過固定張力板80、環(huán)形蓋板74和底部支撐元件52的螺紋連接器82來調(diào)節(jié)。當(dāng)螺紋連接器82被緊固時，細(xì)長條34和36上的張力將增加。

如圖所示，細(xì)長條34和36的陣列中的每一者以平行關(guān)系支撐，并且在相鄰條之間觀察時細(xì)長條的相對表面彼此間隔開，以便防止降膜中的液體借助于液體的表面張力從相鄰條中的一個遷移到相鄰條中的另一個。例如，特別參考圖3，為此目的，細(xì)長條36彼此間隔開距離“D”。為此目的，實(shí)際距離應(yīng)該是最小距離，以獲得可供待蒸餾的混合物的蒸氣相和液相之間接觸的最大表面積。使用借助于細(xì)長軸向構(gòu)件56中的鍵槽83的鍵槽接合，可以確保細(xì)長條34和36以及其他部件的適當(dāng)對準(zhǔn)。楔入部件(例如頂部支撐構(gòu)件48和底部支撐構(gòu)件50)內(nèi)的相應(yīng)狹槽中的鍵有助于保持部件的適當(dāng)對準(zhǔn)。

頂部支撐元件48和50分別具有孔84和86。液體從液體分配器30和32供給到孔84和86。液體從孔84和86滲出到細(xì)長條34和36中的每一者的相對表面上，例如圖3和圖4中所示的細(xì)長條34的表面88和90。所得的液體作為膜在重力作用下沿向下方向“A”行進(jìn)。下降液體在已經(jīng)接觸蒸氣之后從位于底部支撐元件52和54以及相應(yīng)的環(huán)形蓋板74和76之間的開放區(qū)域91(圖5所示)排出。盡管頂部支撐元件48和50以及它們各自的液體分配器30和32兩者可由一個單件形成，但是優(yōu)選地，兩者單獨(dú)形成。如圖所示，液體分配器30具有連接到環(huán)形底壁96的內(nèi)部圓柱形側(cè)壁92和外部圓柱形側(cè)壁94，以形成液體儲存器。內(nèi)部圓柱形側(cè)壁92圍繞軸向細(xì)長元件56。類似地，液體分配器32具有連接到環(huán)形底壁102的內(nèi)部圓柱形側(cè)壁98和外部圓柱形側(cè)壁100。這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于，在使用機(jī)用螺釘104進(jìn)行附接之后，細(xì)長條34和36的突出部58和60可通過環(huán)形底壁96和102保持在適當(dāng)位置。為了將液體分配到孔84和86，在環(huán)形底壁96和102中限定各自對應(yīng)的孔106和108。孔106和108是“對應(yīng)的”，因?yàn)樗鼈兣c其各自下面的孔84和86對準(zhǔn)。優(yōu)選地，液體分配器30和32通過突出部110彼此連接，以有助于它們組裝。應(yīng)當(dāng)注意，液體分配器諸如30和32應(yīng)允許足夠深度的液體積聚，以確保液體均勻等量地分配到孔及其相關(guān)的細(xì)長條諸如34和36。

應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)刂赋?，盡管使用柔性薄條形成細(xì)長條34和36是優(yōu)選的，但是可以借助于粘合劑等將其附接到頂部支撐元件48和50。因此，可以單個單元形成液體分配器30和32以及各自下面的頂部支撐元件48和50。在這種情況下，這種分配器的環(huán)形底壁將形成頂部支撐元件，并且將沒有對應(yīng)的孔106和108。類似地，在此類實(shí)施例中，可以省去環(huán)形蓋板74和76，因?yàn)閷]有使用狹槽和突出部的連接。應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的細(xì)長條34和36或任何類似元件可具有表面紋理，或者甚至可對該條中的每一者施加涂層。另外，盡管未具體示出，但是在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的細(xì)長條可由織造紗布或甚至塑料制成。在另一個極端，該條可具有一些剛性。

通過位于氣液接觸裝置2的底部處的開口91將上升蒸氣相引入氣液接觸裝置中，并且該蒸氣沿圖1和圖3所示的“B”方向上升。另外參考圖6，蒸氣接觸在細(xì)長條34和36上下降的液體膜，并且蒸氣相通過支撐結(jié)構(gòu)中的開口112從氣液接觸裝置2逸出，該開口由垂直交錯的頂部支撐元件48和50形成，使得內(nèi)部頂部支撐元件48位于外部頂部支撐元件50上方。因此，支撐結(jié)構(gòu)中的開口112由頂部支撐元件48和頂部支撐元件50之間的間距形成。盡管本發(fā)明的實(shí)施例的頂部支撐元件可能位于相同水平，但是由于所得的構(gòu)造復(fù)雜性以及供蒸氣相逸出的更窄區(qū)域所產(chǎn)生的壓降更高，所以此類實(shí)施例將不是優(yōu)選的。此外，雖然開口112由結(jié)構(gòu)的開放區(qū)域形成，但是應(yīng)當(dāng)理解，可在具有供蒸氣相逸出的單獨(dú)開口的這種間距內(nèi)提供殼狀覆蓋件。然而，由于具有較高的壓降，此類實(shí)施例將不是優(yōu)選的。

使用預(yù)分配器28是優(yōu)選的，以避免供給到氣液接觸裝置2的液體形成濃度梯度。預(yù)分配器28優(yōu)選地設(shè)置有十字形構(gòu)造的底壁114以及一組分別連接到底壁114的互連矩形側(cè)壁116和端壁118。這種構(gòu)造是優(yōu)選的，因?yàn)槠涮峁┝溯^大的開口面積，因此提供了上升蒸氣相的低壓降。四個中心開口120的陣列設(shè)置在底壁114中以將液體供給到液體分配器30，并且提供了外部開口122以將液體供給到液體分配器32。為了防止任何液體接觸蒸餾塔的塔殼3，提供了向下的支柱或?qū)Ч?24以將液體從預(yù)分配器28引導(dǎo)到液體分配器32。就這一點(diǎn)而言，并且具體參考圖2，為了防止下降液體繞過氣液接觸裝置2，可設(shè)置刮膜器帶126以接觸塔殼3并且將液體引導(dǎo)回到細(xì)長條36。刮膜器帶126中的每一者通過四個連接支柱128連接到細(xì)長中心構(gòu)件56。應(yīng)當(dāng)注意，可使用其他形式的預(yù)分配器。例如，預(yù)分配器可具有代替十字形構(gòu)造的盤狀構(gòu)造，其具有供蒸氣通過的煙囪。應(yīng)當(dāng)理解，如果不是比所示的預(yù)分配器28的制造更昂貴，這將更復(fù)雜。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，根據(jù)正在進(jìn)行的蒸餾的要求，若干氣液接觸裝置(諸如本文所述的氣液接觸裝置)可位于蒸餾塔中。例如，氣液接觸裝置可位于中間進(jìn)料與往返于蒸餾塔的抽取料之間。而且，這種氣液接觸裝置中的兩個或更多個可在中間進(jìn)料和抽取料之間串聯(lián)使用。此外，如果使用更寬的塔，則圍繞細(xì)長條34和36的若干細(xì)長條陣列可連同同心環(huán)形頂部支撐元件和底部支撐元件一起存在，其中頂部支撐元件以頂部支撐元件48和50的方式交錯以允許蒸氣相逸出。雖然在沿該條中的每一者的寬度觀察時細(xì)長條34和36以及任何連續(xù)外圍細(xì)長條沿徑向方向取向，但是可以將條沿平行于頂部支撐元件和底部支撐元件的圓弧切線的方向取向。然而，由于這種構(gòu)造的復(fù)雜性，并且將存在更少的條來提供下降膜的表面積這一事實(shí)，這將不是優(yōu)選的。還應(yīng)當(dāng)注意，盡管頂部支撐元件48和50及其相關(guān)的液體分配器30和32由單獨(dú)的連接元件構(gòu)成，但是支撐細(xì)長條34和36的結(jié)構(gòu)的這種頂部區(qū)段可由單個元件制成，例如在適當(dāng)?shù)那闆r下由單個模制零件制成。就后一點(diǎn)而言，所示的氣液接觸裝置2可由鋁制成，以便從安全角度來說與富含氧的混合物相容。另一點(diǎn)是，盡管預(yù)分配器28形成氣液接觸裝置的一部分，但是預(yù)分配器可以是單獨(dú)的元件。應(yīng)當(dāng)注意，盡管外部塔殼3具有圓柱形構(gòu)造，但是本發(fā)明可以用于任何類型的塔橫截面，例如矩形。在這種情況下，頂部支撐元件和底部支撐元件(諸如頂部支撐元件48和50以及底部支撐元件52和54)可以是矩形環(huán)。

參考圖7，示出了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的氣液接觸裝置4。氣液接觸裝置4由單獨(dú)細(xì)長條130和131陣列組成，該陣列附接到下列單獨(dú)的成對頂部支撐元件和底部支撐元件：132、134；136、138；140、142；144、146；148、150；152、154和156、158。細(xì)長條130比細(xì)長條131短，以允許蒸氣相從所得的結(jié)構(gòu)向上逸出。盡管未示出，但是底部支撐元件135、138、142、146、150、154和158將具有槽狀開口，以允許蒸氣通過結(jié)構(gòu)上升以及液體從結(jié)構(gòu)下降。細(xì)長條130和131附接到這種支撐元件是通過突出部以與上述細(xì)長條34和36相同的方式實(shí)現(xiàn)的。頂部支撐元件132、136、140、144、148、152和156形成液體分配器160、162、164、166、168、170和172的底壁。這種液體分配器還具有通常由參考標(biāo)號174和176指示的側(cè)壁和端壁。應(yīng)當(dāng)注意，側(cè)壁174和端壁176勾勒出梯形以便符合塔殼的形狀。另外，盡管未示出，但是塔殼本身將形成支撐細(xì)長條34和36的結(jié)構(gòu)的一部分，因?yàn)橐后w分配器160、162、164、166、168、170和172將被夾到塔殼上。這將防止液體通過常規(guī)刮膜器帶178繞過前述元件組裝件。

與氣液接觸裝置2相比，氣液接觸裝置4的結(jié)構(gòu)的制造將更復(fù)雜。當(dāng)然，這種結(jié)構(gòu)在將部件固定到塔殼所需的給定數(shù)量的夾件的塔中時安裝起來也將更復(fù)雜。就這一點(diǎn)而言，另外參考圖1，氣液接觸裝置2的另一個優(yōu)點(diǎn)是其可通過將軸向細(xì)長構(gòu)件56附接到工字梁57而簡單地安裝。

盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但如本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到的，在不脫離所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可對其進(jìn)行許多更改、刪減和添加。