Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним



Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним
Использование балки сливного кармана для поддержки соседних тарелок с поперечным течением в массообменных колоннах и способ, относящийся к ним

 


Владельцы патента RU 2597098:

КОХ-ГЛИЧ, ЛП (US)

Изобретение предназначено для массообмена. Предложены верхняя тарелка с поперечным течением, спаренная с нижней тарелкой с поперечным течением для того, чтобы способствовать взаимодействию между потоками текучей среды в массообменной колонне. Каждая тарелка имеет панель с отверстиями и сливным карманом, по меньшей мере, один из упомянутых сливных карманов содержит стенку, проходящую вниз от панели одной из верхней и нижней тарелок с поперечным течением до уровня ниже панели другой одной из верхней и нижней тарелок с поперечным течением, причем упомянутая стенка соединена с и обеспечивает конструктивную поддержку для обеих упомянутых панелей. Массообменная колонна содержит корпус и открытую внутреннюю область, в которой расположено множество пар горизонтально проходящих верхних и нижних тарелок. Способ поддержки панелей тарелок содержит этапы закрепления верхнего края стенки на панели тарелок вдоль всей или по существу всей хордальной длины стенки и закрепления нижнего края стенки на панели нижележащей тарелки с поперечным течением вдоль всей или, по существу, всей хордальной длины стенки. Технический результат: упрощение конструкции. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 25 ил.

 

Уровень техники

Настоящее изобретение, в общем, относится к устройству и способам для поддержки тарелок с поперечным течением типа пар-жидкость или жидкость-жидкость в массообменных колоннах, в которых происходят процессы переноса массы и/или теплообмена и, более конкретно, к устройству и способам для использования одной такой тарелки с поперечным течением для поддержки соседней тарелки с поперечным течением.

Тарелки с поперечным течением используют в массообменных колоннах с тем, чтобы способствовать взаимодействию между потоками текучих сред, протекающими в противотоке внутри колонны. Термин массообменная колонна, используемый здесь, не предназначен для ограничения колоннами, в которых перенос массы представляет собой главную цель обработки потоков текучей среды в колонне, но также предназначен для охвата колонн, в которых перенос тепла, а не перенос массы представляет собой главную цель обработки. Потоки текучих сред обычно представляют собой восходящий поток пара и нисходящий поток жидкости, и в этом случае тарелки с поперечным течением обычно называются тарелками с поперечным течением типа пар-жидкость. В некоторых вариантах применения оба потока текучей среды представляют собой потоки жидкости, и тарелки с поперечным течением обычно называются тарелками с поперечным течением типа жидкость-жидкость. В еще других вариантах применения восходящий поток текучей среды представляет собой поток газа, и нисходящий поток текучей среды представляет собой поток жидкости, и в этом случае тарелки с поперечным течением называются тарелками с поперечным течением типа газ-жидкость.

Каждая тарелка с поперечным течением имеет плоскую панель тарелки, на которой и над которой происходит взаимодействие между восходящим потоком текучей среды и нисходящим потоком текучей среды, множество отверстий, которые обеспечивают возможность прохода вверх восходящего потока текучей среды через панель тарелки и в нисходящий поток текучей среды для образования пены или смеси, в которой происходят требуемый перенос массы и/или теплообмен, и, по меньшей мере, один сливной карман, который направляет нисходящий поток текучей среды с соответствующей панели тарелки на панель тарелки, нижележащей тарелки с поперечным течением. Тарелки с поперечным течением расположены внутри колонны, будучи разнесенными друг от друга по вертикали, и каждая из панелей тарелки проходит горизонтально, заполняя все внутреннее поперечное сечение колонны.

Тарелка с поперечным течением, имеющая сливной карман с одной стороны, расположенный на одном конце панели тарелки, известна как однопроходная тарелка. В других вариантах применения, обычно в тех, в которых используются более высокие скорости потока нисходящей жидкости, могут использоваться множество сливных карманов на некоторых или на всех контактных тарелках. Например, в двухпроходных конфигурациях, сливные карманы с двух сторон расположены на противоположных концах одной тарелки с поперечным течением, и один центральный сливной карман расположен в центре нижележащей тарелки с поперечным течением. В четырехпроходных конфигурациях одна контактная тарелка имеет сливные карманы с двух сторон и центральный сливной карман, и расположенная ниже ее контактная тарелка имеет два сливных кармана, смещенных от центра.

Панели тарелок для тарелок с поперечным течением обычно закреплены с помощью зажимов на опорных кольцах, приваренных к внутренней поверхности корпуса колонны. Стенки сливного кармана также обычно привинчены болтами на их противоположных концах к планкам для болтового крепления, которые также приварены к внутренней поверхности корпуса колонны. В некоторых вариантах применения, таких как колонны большего диаметра и колонны с защитой от вибрационных сил, как известно, добавляют дополнительный держатель к участкам панели тарелки, используя главные балки, решетчатые фермы или системы подвесок, для соединения панели тарелки в тарелке с поперечным течением со стенками сливного кармана аналогичной тарелки, расположенной непосредственно выше или ниже. При использовании подвески, стенки сливного кармана действуют, как балки, которые воспринимают часть нагрузки соединенной тарелки, уменьшая, таким образом, провисание и обеспечивая фиксацию против подъема панели тарелки. Такие подвески и другие структуры, однако, увеличивают сложность конструкции и повышают стоимость фиксации и установки тарелок с поперечным течением. Таким образом, возникла потребность в способе поддержки и фиксации панели тарелки при уменьшении недостатков, возникающих при обычном использовании подвески и других структур.

Сущность изобретения

В одном аспекте настоящее изобретение направлено на верхнюю тарелку с поперечным течением, спаренную с нижней тарелкой с поперечным течением, с тем, чтобы способствовать взаимодействию между потоками текучей среды в массообменной колонне. Верхние и нижние тарелки с поперечным течением каждая имеет панель с отверстиями и сливным карманом. По меньшей мере, один или все сливные карманы содержат стенку, проходящую вниз от панели одной из верхней и нижней тарелок с поперечным течением, до уровня ниже панели другой одной из верхней и нижней тарелок с поперечным течением. Стенка сливного кармана соединена с и обеспечивает конструктивную поддержку для обеих панелей. В одном варианте осуществления опорные уголки проходят вдоль верхнего и нижнего краев стенки для обеспечения горизонтальных поверхностей, к которым приварены или по-другому закреплены хордальные края панелей. Входная панель расположена рядом с нижней частью сливного кармана, и выпускные отверстия предусмотрены в стенке сливного кармана в местоположении выше панели другой одной из верхней и нижней тарелок с поперечным течением, таким образом, что жидкость выпускают из сливного кармана через выпускные отверстия и на панель. Входная панель также закреплена на или прикреплена к стенке сливного кармана. В одном варианте осуществления сливной карман является центральным или смещенным от центра сливным карманом, имеющим две стенки, разнесенные друг от друга и проходящие параллельно. В другом варианте осуществления сливной карман представляет собой боковой сливной карман, имеющий только одну стенку.

В другом аспекте настоящее изобретение направлено на массообменную колонну, в которой верхняя и нижняя тарелки с поперечным течением, описанные выше, помещены в горизонтально проходящей и вертикально разнесенной взаимосвязи.

В дополнительном аспекте настоящее изобретение направлено на способ поддержки панелей для описанных выше тарелок с поперечным течением в массообменной колонне, используя сливной карман, расположенный на одной или более, или на всех, верхних и нижних тарелках с поперечным течением. Способ содержит этапы закрепления верхнего края стенки сливного кармана на панели одной из тарелок с поперечным течением вдоль всей или, по существу, всей хордальной длины стенки сливного кармана и закрепления нижнего края стенки сливного кармана на панели нижележащей одной из тарелок с поперечным течением вдоль всей или, по существу, всей хордальной длины стенки. Способ также включает в себя этапы поддержки участков периметра панелей на опорных кольцах, расположенных вдоль окружности, закрепленных на внутренней поверхности корпуса массообменной колонны и поддержки противоположных концов стенки сливного кармана на планках для болтового крепления, закрепленных на внутренней поверхности корпуса.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид сбоку в вертикальной проекции массообменной колонны, которая предназначена для массообмена и/или теплопередачи, и в которой участок корпуса колонны удален, чтобы показать тарелки с поперечным течением в соответсвии с настоящим изобретением;

на фиг.2 показан вид сверху в плане одной из тарелок с поперечным течением, показанных на фиг.1;

на фиг.3 показан вид сверху в перспективе пары тарелок с поперечным течением по фиг.1, представляющий стенки сливного кармана верхней тарелки, проходящие вниз и поддерживающие панель нижней тарелки с поперечным течением;

на фиг.4 показан вид сверху в перспективе системы стенки сливного кармана, которая используется для поддержки панели тарелки нижней тарелки с поперечным течением;

на фиг.5 показан вид сбоку фрагмента последовательности тарелок с поперечным течением в вертикальном сечении;

на фиг.6 показан вид сбоку фрагмента пары тарелок с поперечным течением, представляющий подход, в соответствии с которым одна из стенок сливного кармана поддерживает обе верхнюю и нижнюю тарелки с поперечным течением;

на фиг.7 показан вид спереди фрагмента пары верхних и нижних тарелок с поперечным течением, развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.6, и представлен подход, в соответствии с которым тарелки с поперечным течением поддерживаются на корпусе колонны;

на фиг.8 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий второй вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.9 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.8, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.8;

на фиг.10 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий третий вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.11 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.10, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.10;

на фиг.12 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий четвертый вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.13 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.12, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.12;

на фиг.14 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий пятый вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.15 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.14, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.14;

на фиг.16 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий шестой вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.17 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.16, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.16;

на фиг.18 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий седьмой вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.19 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.18, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.18;

на фиг.20 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий восьмой вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.21 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.20, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.20;

на фиг.22 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному на фиг.6, но представляющий девятый вариант осуществления стенки сливного кармана;

на фиг.23 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.22, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.22;

на фиг.24 показан вертикальный вид сбоку фрагмента, аналогичный виду, показанному в Фиг.6, но представляющий десятый вариант осуществления стенки сливного кармана; и

на фиг.25 показан вид спереди фрагмента пары тарелок с поперечным течением по фиг.24, но развернутых на 90 градусов по сравнению с видом, показанным на фиг.24.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Рассмотрим теперь более подробно чертежи и, прежде всего, фиг.1, на которой представлена массообменная колонна, выполненная с возможностью использования в процессах, в которых перенос массы и/или теплообмен должны происходить между противоточными потоками текучей среды, и которая, в общем, обозначена ссылочным номером 10. Массообменная колонна 10 включает в себя вертикальный, внешний корпус 12, который, в общем, имеет цилиндрическую конфигурацию, хотя другие ориентации, такие как горизонтальная, и конфигурации, включающие в себя многоугольники, возможны и находятся в пределах объема настоящего изобретения. Корпус 12 имеет любой соответствующий диаметр и высоту и изготовлен из одного или больше жестких материалов, которые, желательно, являются инертными для или по-другому совместимыми с текучими средами и условиями, присутствующими во время работы массообменной колонны 10.

Массообменная колонна 10 имеет тип, который используют при обработке потоков текучей среды, обычно потоков жидкости и потоков пара, для получения продуктов разделения и/или для другого переноса массы и/или теплообмена между потоками текучей среды. Например, массообменная колонна 10 может представлять собой колонну для разделения сырой нефти при атмосферном давлении, для очистки в вакууме смазочного масла, разделения сырой нефти в вакууме, фракционирования флюидизированного или термического крекинга, фракционирования кокса или продуктов висбрекинга, промывки кокса, реакторной очистки с выделением газов, резкого охлаждения потока горячего газа, дезодорирования пищевых масел, очистки для управления загрязнениями и других процессов.

Корпус 12 массообменной колонны 10 образует открытую внутреннюю область 14, в которой происходят требуемый перенос масс и/или теплообмен между потоками текучей среды. Обычно потоки текучей среды содержат один или более восходящих потоков пара и один или больше нисходящих потоков жидкости. В качестве альтернативы, потоки жидкости могут содержать только восходящие и нисходящие потоки жидкости или восходящий поток газа и нисходящий поток жидкости.

Потоки текучей среды направляют в массообменную колонну 10 через любое количество линий 16 подачи, расположенных в подходящих местах вдоль высоты массообменной колонны 10. Один или более потоков пара также может быть сгенерирован в массообменной колонне 10 вместо подачи в массообменную колонну 10 через линии 16 подачи. Массообменная колонна 10 также обычно включает в себя верхний трубопровод 18 для удаления парообразного продукта или побочного продукта и линию 20 отбора нижнего потока, предназначенную для удаления жидкого продукта или побочного продукта из массообменной колонны 10. Другие компоненты колонны, которые обычно присутствуют, такие как линии потока флегмы, испарители повторного испарения, конденсоры, кольцевые колпаки для подачи пара и т.п., не показаны на чертежах, поскольку они являются обычными по своей сути, и считается, что иллюстрация этих компонентов не является необходимой для понимания настоящего изобретения.

Массообменная колонна 10 включает в себя люк 22, который представляет собой закрываемое отверстие заданного диаметра через корпус 12, которое позволяет персоналу входить в и выходить из внутренней области 14 внутри массообменной колонны 10, например, для установки, инспекции и ремонта или замены внутренних деталей, расположенных внутри массообменной колонны 10. Люк 22 также используется для обеспечения возможности пропуска составляющих деталей различных внутренних компонентов колонны через люк 22 во время установки или изъятия внутренних деталей. Люк 22 показан рядом с нижней частью массообменной колонны 10, и доступ к люку 22 для персонала обеспечивается без использования лестниц или рабочих панелей, но люк 22 или множество люков 22 могут быть расположены в других местах.

Обращаясь, кроме того, к фиг.2-7, любое требуемое количество пар верхних тарелок 24 с поперечным течением и нижних тарелок 26 с поперечным течением, построенных в соответствии с настоящим изобретением, расположены внутри открытой внутренней области 14 массообменной колонны 10, будучи разделенными через промежутки по вертикали относительно друг друга. Каждая из верхних тарелок 24 с поперечным течением содержит, в общем, плоскую панель 28 тарелки и центральный сливной карман 30, который принимает поток жидкости, протекающий через панель 28 тарелки, и подает ее на нижележащую тарелку 26 с поперечным течением. Панель 28 тарелки сформирована из взаимно соединенных отдельных панелей 32, ось каждой из которых имеет размеры, позволяющие пропускать ее через люк 22. Большая часть панели 28 тарелки включает в себя отверстия 34 (фиг.2), которые позволяют пропускать восходящий пар, газ или поток жидкости через панель 28 тарелки для взаимодействия с потоком жидкости, протекающим вдоль верхней поверхности панели 28 тарелки. На приложенных чертежах показаны только несколько из отверстий 34 на фиг.2, но следует понимать, что отверстия 34 обычно распределены по всей поверхности панелей 28 тарелок в каждой верхней и нижней тарелок 24 и 26 с поперечным течением, за исключением входных панелей, описанных ниже.

Отверстия 34 могут быть выполнены в форме простых отверстий, как в сите, или могут представлять собой направленные решетки, или они могут включать в себя структуры, такие как фиксированные или подвижные клапаны. Часть панели 28 тарелки, содержащая отверстия 34, известна, как активная область верхней тарелки 24 с поперечным течением. Оба оконечных участка панели 28 тарелки обычно выполнены без перфорации и функционируют как входная панель 36 для приема жидкости, протекающей вниз в боковых сливных карманах с расположенной выше нижней тарелки 26 с поперечным течением (фиг.5). Оконечные участки панели 28 тарелки могут включать в себя активаторы пузырьков или другие структуры, которые позволяют восходящему потоку текучей среды проходить вверх через оконечные участки панели 30 тарелки.

Нижележащая нижняя тарелка 26 с поперечным течением аналогично содержит панель 28, сформированную из взаимно соединенных отдельных панелей 32 и содержащих отверстия 34 такого типа, как описано выше. Центральный участок панели 28 нижней тарелки 26 с поперечным течением выполнен без перфораций и функционирует, как входная панель 38 для приема жидкости после ее протекания вниз через центральный сливной карман 30 верхней тарелки 24 с поперечным течением. Боковые сливные карманы 39 расположены на противоположных концах панели 28 тарелки для приема потока жидкости, протекающей вдоль панели 28 тарелки и с последующей подачей ее на верхнюю тарелку 24 с поперечным течением в следующей нижележащей паре тарелок 24 и 26 с поперечным течением.

Центральный сливной карман 30 в каждой верхней тарелке 24 с поперечным течением содержит пару разнесенных, параллельных стенок 40, которые проходят вдоль хорды через открытую внутреннюю область 14 в пределах массообменной колонны 10. Противоположные концы 42 каждой стенки 40 привинчены болтами к планкам 44 для болтового крепления, которые приварены к внутренней поверхности корпуса 12, как лучше всего видно на фиг.7. При этом множество разнесенных друг от друга распорок 46 проходят перпендикулярно между ними и привинчены к стенкам 40 центрального сливного кармана 30 для придания жесткости и поддержания требуемого промежутка между стенками 40.

Как лучше всего показано на фиг.6 и 7, панель 28 верхней тарелки 24 с поперечным течением поддерживается вдоль ее периметра на проходящем вдоль окружности опорном кольце 48, которое приварено к внутренней поверхности корпуса 12. Хордальные края полусферических участков панели 28 тарелки по обе стороны от центрального сливного кармана 30 также поддерживаются вдоль каждой стенки 40 центрального сливного кармана 30, благодаря болтовому креплению участка края панели 28 тарелки к горизонтальной ножке опорного уголка 50, который в свою очередь привинчен вдоль верхнего края стенки 40 центрального сливного кармана 30. Опорный уголок 50 проходит продольно от одного конца стенки 40 до противоположного конца. Другие типы креплений можно использовать вместо или в дополнение к опорному уголку 50 для соединения края панели 28 тарелки со стенкой 40. Вертикальная ножка опорного уголка 50 функционирует как выходная перемычка 52, которая обеспечивает накопление жидкого потока или пены на панели 28 тарелки до заданной глубины перед переливом через выходную перемычку 52 с попаданием в центральный сливной карман 30.

В соответствии с настоящим изобретением, стенки 40 центрального сливного кармана 30 проходят вниз ниже плоскости панели 28 тарелки нижней тарелки 26 с поперечным течением и функционируют так, что они взаимно соединяют и увеличивают жесткость спаренных верхней тарелки 24 с поперечным течением и нижней тарелки 26 с поперечным течением. Нижний край каждой стенки 40 поддерживается на обоих концах стенки 40 с помощью ножки 54, приваренной к нижнему краю стенки 40 и привинчен к опоре 56 ножки, которая, в свою очередь, приварена к внутренней поверхности корпуса 12. Пара опорных уголков 58 и 60 проходит вдоль противоположных сторон каждой стенки 40, при этом каждый опорный уголок 58 и 60 привинчен болтами к нижнему краю каждой стенки 40 для получения горизонтальных ножек, которые проходят наружу от стенки 40 в противоположных направлениях, для установки под панелью 28 тарелки и поддержки тарелки 26 с поперечным течением. Опорные уголки 58 и 60 проходят продольно от одного конца стенки 40 до противоположного конца. Участок края вдоль хорды активной области панели 28 тарелки зажат между и соединен болтами с соединительной планкой 62 и горизонтальной ножкой опорного уголка 58. Край вдоль хорды входной панели 38 панели 28 тарелки может быть закреплен аналогично или он может быть просто установлен на горизонтальной ножке другого опорного уголка 60. Другие типы креплений можно использовать вместо или в дополнение к опорным уголкам 58 и 60 и соединительным планкам 62 для соединения края панели 28 тарелки и/или входной панели 38 со стенкой 40. Периметр панели 28 тарелки поддерживается на опорном кольце 64 вдоль окружности, расположенном на уровне несколько выше, чем опора ножки 56, и приваренном к внутренней поверхности корпуса 12.

Стенки 40 центрального сливного кармана 30 включают в себя последовательность горизонтально удлиненных выпускных отверстий 66, расположенных вдоль горизонтальной длины стенки 40 в местоположении панели 28 тарелки для нижележащей тарелки 26 с поперечным течением, обеспечивая возможность выхода жидкости через центральный сливной карман 30 после ее оседания на входную панель 38. Нижний край каждого из выпускных отверстий 66 расположен в плоскости панели 28 тарелки, и верхний край каждого из выпускных отверстий 66 расположен выше самого нижнего края на заданном расстоянии для установления зазора для сливного кармана. Открытая область, представленная выпускными отверстиями 66, выполнена с возможностью выхода требуемого объемного потока жидкости через центральный сливной карман, в то время, как предотвращается попадание пара или жидкости, восходящих через отверстия 34 в активной области панели 28 тарелки через центральный сливной карман 30 через выпускные отверстия 66. Открытая область, представленная выпускными отверстиями 66 в одной из стенок 40, может быть такой же, как и открытая область, представленная выпускными отверстиями 66 в другой одной из стенок 40 в центральном сливном кармане 30 таким образом, что количество жидкости, выпускаемой через выпускные отверстия 66 в одной из стенок 40, приблизительно равно количеству, выпускаемому через выпускные отверстия 66 в другой одной из стенок. В качестве альтернативы, открытая область, представленная выпускными отверстиями 66 в одной из стенок 40, может отличаться от открытой области, представленной выпускными отверстиями 66 в другой из стенок 40 так, что разное количество жидкости выпускают через выпускные отверстия 66 в одной стенке 40, чем в другой стенке 40.

Продолжение стенок 40 центрального сливного кармана 30 верхней тарелки 24 с поперечным течением вниз ниже панели 28 нижележащей тарелки 26 с поперечным течением, позволяет взаимно соединять нижний край каждой стенки 40 с панелью 28 тарелки вдоль всей или, по существу, всей длины каждой стенки 40 и вдоль хордальной длины панели 28 тарелки, а не только в отдельных положениях вдоль такой длины, как достигается при использовании обычных способов. Стенки 40 центрального сливного кармана 30 верхней тарелки 24 с поперечным течением, таким образом, обеспечивают более жесткий и надежный способ для поддержания панели 28 нижней тарелки 26 с поперечным течением и конструктивно обеспечивают охват больших расстояний для массообменных колонн 10 большего диаметра, а также уменьшенную толщину стенок сливного кармана, используемую для массообменной колонны 10 заданного диаметра. Кроме того, стоимость производства и время установки для системы держателя, в соответствии с настоящим изобретением, существенно уменьшаются по сравнению с настоящими способами, в которых основные балки, решетчатые фермы или система подвески используются для обеспечения дополнительной поддержки для панели 28 тарелки.

Нижние участки стенок 40 центрального сливного кармана 30, расположенные ниже поддерживаемой панели 28 нижней тарелки 26 с поперечным течением также можно использовать как опоры для распорок (не показаны, которые проходят вниз для соединения одной пары из верхней и нижней тарелок 24 и 26 с поперечным течением с расположенной ниже парой из верхней и нижней тарелок 24 и 26 с поперечным течением, для обеспечения равномерно большей прочности и жесткости. Как можно видеть на фиг.4, ушки 67, которые проходят вниз от нижнего края стенок 40, могут использоваться как точки крепления для одного конца распорок. Другой конец распорок может быть закреплен на опорном уголке 50 на верхней тарелке 24 с поперечным течением в расположенной ниже паре из верхней и нижней тарелок 24 и 26 с поперечным течением.

Хотя использование разнесенных друг от друга стенок 40 для поддержки нижележащей панели 28 тарелки было описано в отношении центрального сливного кармана 30 в иллюстрируемой двухпроходной конфигурации, следует понимать, что стенки центральных сливных карманов могут быть выполнены аналогичным образом в четырехпроходной и в других многопроходных конфигурациях. Такие варианты рассматриваются и находятся в пределах объема настоящего изобретения.

Аналогично, как можно видеть на фиг.3 и 5, боковые сливные карманы 39 на противоположных концах нижней тарелки 26 с поперечным течением могут быть построены с использованием стенки 68, которая выполнена аналогично стенкам 40 центрального сливного кармана 30, описанного выше. Противоположные концы 70 (фиг.3) стенки 68 привинчены болтами к планкам 72 для болтового крепления, которые приварены к внутренней поверхности корпуса 12 (не показан), и ножка 74 используется для поддержки нижнего края стенки 68 на опоре 76 ножки, приваренной к корпусу 12. Опорный уголок 78 проходит вдоль верхнего края стенки 68 и имеет горизонтальную ножку, которая поддерживает хордальный край панели 28 нижней тарелки 26 с поперечным течением, и вертикальную ножку, которая проходит вверх выше плоскости панели 28 тарелки для формирования выходной перемычки для бокового сливного кармана 39. Выпускные отверстия 80 расположены вдоль нижнего края стенки 68 и проходят выше подъема нижележащей панели 28 тарелки. Опорные уголки 82 и 84 привинчены болтами вдоль нижнего края стенки 68 и представляют горизонтальные ножки, которые поддерживают хордальный край панели 28 тарелки и хордальный край входной панели 36, нижележащей верхней тарелки 24 с поперечным течением. Одна или больше распорок 86 привинчены болтами на одном конце стенки 68 и приварены на противоположном конце внутренней поверхности корпуса 12 для стабилизации стенки 68. Опорные уголки 78, 82 и 84 проходят продольно от одного конца стенки 68 до противоположного конца. Другие типы креплений можно использовать вместо или в дополнение к опорным уголкам 78, 82 и 84 для соединения края панели 28 тарелки и/или входной панели 36 со стенкой 68.

Благодаря взаимному соединению нижнего края стенки 68 бокового сливного кармана 39 нижней тарелки 26 с поперечным течением с панелью 28 тарелки и входной панелью 36 нижележащей верхней тарелки 24 с поперечным течением вдоль всех или, по существу, всех хордальных длин, стенка 68 бокового сливного кармана 39 нижней тарелки 26 с поперечным течением функционирует так же, как и стенки 40 центрального сливного кармана 30 верхней 24 тарелки с поперечным течением, благодаря использованию прочности стенки 68 для обеспечения большей опоры для нижележащей верхней тарелки 24 с поперечным течением. Нижние участки стенок 68 нижележащей поддерживаемой панели 28 тарелки также можно использовать, как опоры для распорок (не показаны), которые проходят вниз для соединения одной пары верхних и нижних тарелок 24 и 26 с поперечным течением с нижележащей парой из верхней и нижней тарелок 24 и 26 с поперечным течением, для обеспечения еще большей прочности и жесткости.

В вариантах осуществления, показанных на фиг.8-19, стенка 40 центрального сливного кармана 30 сформирована в виде конструкции из двух деталей, выполненных с возможностью пропуска отдельных компонентов через люк 22 в корпусе 12 массообменной колонны 10. Верхняя часть стенки 40 проходит вертикально, и нижняя часть стенки 40 также проходит вертикально, но смещена от верхней части из-за изгиба таким образом, что нижний участок центрального сливного кармана 30 или бокового сливного кармана 39 имеет уменьшенное горизонтальное поперечное сечение по сравнению с верхней частью. Концевая пластина 88 также используется в вариантах осуществления, показанных на фиг.8-16, для герметизации противоположных торцов 42 стенки 40 относительно наклонных планок 44 для болтового крепления. В вариантах осуществления, показанных на фиг.16-19, необязательная ножка 54 и опора 56 для ножки удалены. В вариантах осуществления, показанных на фиг.20-25, элементы жесткости 90 закреплены на стенке 40 для дополнительного упрочнения стенки 40 от изгиба.

Настоящее изобретение включает в себя способ поддержки панелей 28 на верхних и нижних тарелках 24 и 26 с поперечным течением в массообменной колонне 10. Способ включает в себя этапы формирования пар или соединения верхних и нижних тарелок 24 и 26 с поперечным течением путем удлинения стенок 40 центрального сливного кармана 30 и стенок 68 боковых сливных карманов 39 ниже уровня нижележащей панели 28 тарелки с последующей поддержкой панели 28 тарелки, частично путем закрепления нижнего края стенок 40 и 68 на панели 28 тарелки вдоль всей или, по существу, всей длины хорды стенок 40 и 68 и панели 28 тарелки. Панель 28 тарелки, жидкость из которой поступает в центральный сливной карман 30 или боковой сливной карман 39, поддерживается частично путем закрепления верхнего края стенок 40 и 68 на панели 28 тарелки вдоль всей или, по существу, всей длины хорды стенок 40 и 68 и панели 28 тарелки.

Исходя из представленного выше, можно видеть, что изобретение хорошо приспособлено для достижения всех целей и назначений, представленных выше, вместе с другими преимуществами, которые присущи такой конструкции.

Следует понимать, что определенные свойства и подкомбинации могут использоваться на практике и могут использоваться без ссылки на другие свойства и подкомбинации. Они были рассмотрены и находятся в пределах объема изобретения.

Поскольку множество возможных вариантов осуществления могут быть выполнены, в соответствии с изобретением, без выхода за пределы его объема, следует понимать, что весь материал, представленный здесь или показанный на приложенных чертежах, следует интерпретировать, как иллюстративный, а не в ограничительном смысле.

1. Верхняя тарелка с поперечным течением, спаренная с нижней тарелкой с поперечным течением для того, чтобы способствовать взаимодействию между потоками текучей среды в массообменной колонне, упомянутые верхняя и нижняя тарелки с поперечным течением каждая имеет панель с отверстиями и сливным карманом, по меньшей мере, один из упомянутых сливных карманов содержит стенку, проходящую вниз от панели одной из верхней и нижней тарелок с поперечным течением до уровня ниже панели другой одной из верхней и нижней тарелок с поперечным течением, причем упомянутая стенка соединена с и обеспечивает конструктивную поддержку для обеих упомянутых панелей.

2. Спаренные верхняя тарелка с поперечным течением и нижняя тарелка с поперечным течением по п. 1, в которых упомянутый, по меньшей мере, один из упомянутых сливных карманов представляет собой центральный или смещенный от центра сливной карман, проходящий вниз от упомянутой верхней тарелки с поперечным течением и содержащий две из упомянутых стенок, расположенных на расстоянии друг от друга и проходящих параллельно.

3. Спаренные верхняя тарелка с поперечным течением и нижняя тарелка с поперечным течением по п. 1, в которых упомянутый, по меньшей мере, один из упомянутых сливных карманов представляет собой боковой сливной карман, проходящий вниз от упомянутой нижней тарелки с поперечным течением.

4. Спаренные верхняя тарелка с поперечным течением и нижняя тарелка с поперечным течением по п. 1, включающие в себя выпускные отверстия, расположенные в упомянутой стенке сливного кармана в местах, которые позволяют пропускать жидкость через упомянутые выпускные отверстия и на упомянутую панель другой одной из упомянутой верхней и нижней тарелок с поперечным течением.

5. Спаренные верхняя тарелка с поперечным течением и нижняя тарелка с поперечным течением по п. 1, включающие в себя входную панель, расположенную так, что она закрывает нижнюю часть упомянутых, по меньшей мере, одного из упомянутых сливных карманов и поддерживается упомянутой стенкой.

6. Спаренные верхняя тарелка с поперечным течением и нижняя тарелка с поперечным течением по п. 1, в которых стенка сливного кармана проходит вертикально между упомянутыми панелями.

7. Спаренные верхняя тарелка с поперечным течением и нижняя тарелка с поперечным течением по п. 1, в которых стенка сливного кармана включает в себя верхнюю часть, которая проходит вертикально, и нижнюю часть, которая также проходит вертикально и которая смещена от верхней части изгибом таким образом, что нижняя часть сливного кармана имеет уменьшенное горизонтальное поперечное сечение по сравнению с верхней частью.

8. Массообменная колонна, содержащая корпус и открытую внутреннюю область, в которой расположено множество пар горизонтально проходящих верхних тарелок с поперечным течением и нижних тарелок с поперечным течением, вертикально разнесенных друг от друга, упомянутые верхняя и нижняя тарелки с поперечным течением каждая имеет панель с отверстиями и сливным карманом, по меньшей мере, один из упомянутых сливных карманов содержит хордальную стенку, проходящую вниз от панели одной из упомянутых верхней и нижней тарелок с поперечным течением до уровня ниже панели нижележащей одной из упомянутых верхних и нижних тарелок с поперечным течением, и выпускные отверстия, расположенные в упомянутой стенке в месте, которое позволяет пропускать жидкость через упомянутые выпускные отверстия и на упомянутую панель нижележащей одной из упомянутых верхней и нижней тарелок с поперечным течением, причем упомянутая стенка соединена с и обеспечивает конструктивную поддержку для упомянутой панели упомянутой одной из упомянутых верхней и нижней тарелок с поперечным течением и, упомянутой панели упомянутой нижележащей одной из упомянутых верхних и нижних тарелок с поперечным течением.

9. Массообменная колонна по п. 8, в которой упомянутый, по меньшей мере, один из упомянутых сливных карманов представляет собой центральный или смещенный от центра сливной карман, проходящий вниз от одной из упомянутых верхних тарелок с поперечным течением и содержащий две из упомянутых стенок, расположенных на расстоянии друг от друга и проходящих параллельно.

10. Массообменная колонна по п. 8, в которой упомянутый, по меньшей мере, один из упомянутых сливных карманов представляет собой боковой сливной карман, проходящий вниз от упомянутой нижней тарелки с поперечным течением и имеющий упомянутую стенку.

11. Массообменная колонна по п. 8, включающая в себя опорное кольцо, закрепленное на внутренней поверхности упомянутого корпуса и поддерживающее периметр упомянутой панели упомянутой одной из упомянутых верхней и нижней тарелок с поперечным течением.

12. Массообменная колонна по п. 11, включающая в себя планки для болтового крепления, закрепленные на упомянутой внутренней поверхности упомянутого корпуса и соединенные с противоположными концами упомянутой стенки.

13. Массообменная колонна по п. 12, включающая в себя входную панель, расположенную так, чтобы закрывать низ упомянутых, по меньшей мере, одного из упомянутых сливных карманов и поддерживаемую упомянутой стенкой.

14. Массообменная колонна по п. 13, в которой стенка сливного кармана проходит вертикально между упомянутыми панелями.

15. Массообменная колонна по п. 13, в которой стенка сливного кармана включает в себя верхнюю часть, которая проходит вертикально, и нижнюю часть, которая также проходит вертикально и которая смещена от верхней части изгибом так, что нижняя часть сливного кармана имеет уменьшенное горизонтальное поперечное сечение по сравнению с верхней частью.

16. Массообменная колонна по п. 8, в которой упомянутые сливные карманы включают в себя центральный сливной карман на каждой из упомянутых верхних тарелок с поперечным течением и боковые сливные карманы, расположенные на противоположных концах каждой из упомянутых нижних тарелок с поперечным течением, и причем упомянутый центральный сливной карман содержит две из упомянутых стенок, разнесенных друг от друга и проходящих параллельно, и каждый из упомянутых боковых сливных карманов содержит одну из упомянутых стенок.

17. Массообменная колонна по п. 16, в которой каждый из упомянутых центральных сливных карманов и упомянутых боковых сливных карманов включает в себя входную панель, расположенную так, что она закрывает нижнюю часть соответствующего центрального сливного кармана или бокового сливного кармана.

18. Массообменная колонна по п. 17, в которой в каждом из упомянутых центральных сливных карманов входная панель поддерживается стенками соответствующего центрального сливного кармана и в каждом из упомянутых боковых сливных карманов входная панель поддерживается стенкой соответствующего бокового сливного кармана.

19. Способ поддержки панелей тарелок с поперечным течением в массообменной колонне, используя сливной карман, расположенный на одной из упомянутых тарелок с поперечным течением и имеющий хордальную стенку, которая проходит вниз от упомянутой одной из упомянутых тарелок с поперечным течением до уровня ниже, чем нижележащая одна из упомянутых тарелок с поперечным течением, упомянутый способ содержит этапы закрепления верхнего края стенки на панели упомянутой одной из упомянутых тарелок с поперечным течением вдоль всей или по существу всей хордальной длины стенки и закрепления нижнего края стенки на панели нижележащей одной из упомянутых тарелок с поперечным течением вдоль всей или, по существу, всей хордальной длины стенки.

20. Способ по п. 19, включающий в себя этапы поддержки участка периметра панели тарелок на расположенных по окружности опорных кольцах, закрепленных на внутренней поверхности корпуса упомянутой массообменной колонны и поддерживающих противоположные концы упомянутой стенки сливного кармана на планках для болтового крепления, закрепленных на упомянутой внутренней поверхности упомянутого корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к реакционным аппаратам, используемым в процессах термического крекинга и висбрекинга нефтяного сырья. Изобретение касается реактора термического крекинга нефтяного сырья, включающего корпус с перфорированными тарелками и с верхней и нижней крышками, снабженными, соответственно, патрубками подвода сырья и отвода продуктов термического крекинга, причем патрубок отвода продуктов термического крекинга связан со съемным трубопроводом, входное и выходное распределительные устройства.

Изобретение предназначено для массообмена и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройству для равномерного разделения потоков текучей среды на потоки в химических аппаратах. Устройство для равномерного разделения жидких потоков текучей среды, в которых, по меньшей мере, одно вещество растворено и/или присутствует в виде суспензии в химических аппаратах, на два или несколько отдельных потоков включает, по меньшей мере, одну пластину с двумя или несколькими отверстиями, которые скруглены или снабжены фаской на входной стороне частичных потоков.

Изобретение относится к устройствам для осуществления контакта пара (газа) и жидкости в процессах ректификации или абсорбции и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области нефтехимического аппаратостроения, а именно, к оборудованию установок для получения нефтяных битумов различных марок путем окисления нефтяного сырья, используемых в различных областях промышленности, а более конкретно для проведения тепломассообменных процессов получения олигомерного битума.

Изобретение относится к тарельчатому аппарату, к колонне с этим аппаратом и к способу его использования. Парожидкостный контактный тарельчатый аппарат содержит тарелку с участком подачи текучей среды и с участком перемещения текучей среды, сливной стакан, сообщающийся с участком перемещения текучей среды тарелки.

Газожидкостный реактор относится к области технологического оборудования для осуществления газожидкостных процессов и может быть использован в химической, нефтехимической и других областях промышленности.

Изобретение относится к усовершенствованным контактным ступеням для осуществления контактирования пара с жидкостью. .

Изобретение относится к конструкциям контактных устройств для ректификационных и абсорбционных аппаратов. .

Изобретение относится к тарелке массообменной колонны. .
Наверх