[发明专利]填充塔

说明书

一种即使降低气液接触部的高度也能够得到充分的蒸馏性能的填充塔，该填充塔在筒状体(16)内具有气液接触部(17、18)，在最上部具有液体分配器(19)，该填充塔利用所述气液接触部而使下降液体和上升气体彼此接触，其中，运转压力处于200kPaG～1500kPaG的范围，相对挥发度处于1.9～3.1的范围，所述气液接触部在上下方向上分割为至少两部分而形成有多个气液接触部，在上下的气液接触部之间的至少1个部位设有气体分散器(20)，该气体分散器(20)用于使自下部的气液接触部朝向上部的气液接触部上升的上升气体的浓度均匀地分散。

技术领域

本发明涉及一种填充塔，尤其是涉及一种适于空气液化分离装置中的蒸馏操作的填充塔。

背景技术

图15是表示通过深冷分离而自作为原料的空气中提取氮的氮制造装置的基本结构的系统图。该氮制造装置100包括蒸馏塔101，在蒸馏塔101中，自塔内的上方起依次配置有上部液体分配器102、上部气液接触部103、中间部液体分配器104、下部气液接触部105，在上部气液接触部103、下部气液接触部105中通常使用规整填料。

在使用该氮制造装置100来提取700kPaG(计示压，以下均相同)的氮气作为产品的情况下，利用空气压缩机106将作为原料的空气压缩到760kPaG。利用后冷却器107将由于压缩空气而产生的压缩热除去，将压缩空气冷却至40℃。接着，利用交替地使用2台吸附器的前处理单元108，将空气所包含的二氧化碳、水、烃吸附而除去，从而得到纯化空气。

将经过了前处理单元108的纯化空气自纯化空气路径109向冷箱110导入，利用主换热器111将纯化空气冷却至露点附近的﹣165℃。冷却后的纯化空气通过气体导入路径112向蒸馏塔101的下部导入，成为蒸馏塔101的上升气体。将通过蒸馏塔101内的蒸馏操作而向塔上部分离出的氮气向塔顶部的气体导出路径113抽出，将一部分氮气向冷凝路径114分流从而导入冷凝器115。

另一方面，在蒸馏塔101的底部，通过蒸馏来将富氧化的液态空气分离，并向液体导出路径116抽出，利用液态空气减压阀117将压力下降到300kPaG，在焦耳-汤姆孙效应的作用下温度降低到﹣180℃。将该低温液态空气导入到所述冷凝器115而与所述氮气进行换热，从而将氮气液化，并且使全部的低温液态空气气化从而成为低温空气。被冷凝器115液化了的液态氮通过液体导入路径118而导入蒸馏塔101的上部从而成为蒸馏塔101的下降液体。

被冷凝器115气化了的低温空气通过低温空气路径119而导入主换热器111，与纯化空气进行换热而以被加热至-140℃的中间温度状态自主换热器111的中间部向涡轮机入口路径120抽出。中间温度状态的低温空气被导入到膨胀涡轮机121，通过绝热膨胀而膨胀到30kPaG，温度降低到-170℃。在膨胀涡轮机121中温度降低了的低温空气通过涡轮机出口路径122再次导入主换热器111，与纯化空气进行换热而将纯化空气冷却，从而在被充分地加热到比纯化空气低几℃的温度后，通过废气路径123而自冷箱110导出。

另外，自蒸馏塔101向所述气体导出路径113导出的所述氮气的残留部分导入主换热器111，和所述低温空气同样地，与纯化空气进行换热而被充分地加热到比纯化空气低几℃的温度后，通过产品氮气路径124而自冷箱110导出，作为产品氮气而被提取。像这样地提取压力为700kPaG的产品氮气的情况下，所述蒸馏塔101以730kPaG的较高的压力运转。

在所述蒸馏塔101中，自冷凝器115经过液体导入路径118而导入至蒸馏塔101的液态氮在被上部液体分配器102沿着填充塔101的剖面方向均匀地分配后朝向上部气液接触部103流下。自上部气液接触部103的下端向下方流下的下降液体在被中间部液体分配器104再次沿着填充塔101的剖面方向均匀地分配后朝向下部气液接触部105流下。由此，谋求下降液体的流量、组成的均匀化，该下降液体在与上升气体气液接触的同时在上部气液接触部103和下部气液接触部105内流下。