УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОРОДНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРА В МАССООБМЕННЫХ И ТЕПЛООБМЕННЫХ КОЛОННАХ Российский патент 2008 года по МПК B01D3/32 B01F3/04 

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение в целом относится к массообменным и теплообменным колоннам и, более конкретно, к способу и устройству для улучшения распределения пара в таких колоннах.

В массообменных и теплообменных колоннах потоки жидкости и пара приводятся в контакт друг с другом, обычно в противотоке, для массо- или теплообмена, фракционирования или других операций. Для облегчения взаимодействия между потоками жидкости и пара внутри выбранных контактных областей колонны были разработаны различные типы внутренних устройств, такие как тарелки и неупорядоченные и структурированные насадки. Чтобы повысить эффективность массообмена или теплообмена, происходящих между паром и жидкостью в этих контактных областях, важно, чтобы жидкость и пар были однородно распределены по горизонтальному поперечному сечению колонны, особенно на нижней границе раздела пар-жидкость, где пар входит в насадку или другое контактирующее или внутреннее устройство.

В колоннах описанного выше типа входные потоки пара или смешанной фазы часто вводятся в колонну радиально или тангенциально через питающую насадку в точке ниже контактной области. Затем паровая фаза входного потока поднимается через контактную область и взаимодействует с проходящей вниз жидкостью. В определенных специализированных колоннах сырьевые потоки пара или смешанной фазы подаются с большой скоростью через питающую насадку в зону испарения, находящуюся сразу над секцией, где колонна переходит к уменьшенному диаметру. Затем пар поднимается через вышележащие внутренние устройства, такие как тарелки, неупорядоченные насадки, структурированные насадки, решетчатые насадки, открытые распылительные камеры или поперечные высокопроизводительные тарелки. Примеры таких колонн включают, без ограничений, вакуумные колонны сырой нефти, колонны сырой нефти, шламовые циркуляционные насосы главной ректификационной колонны каталитического крекинга, установки вакуумной разгонки для легкого крекинга, вакуумные колонны тяжелой нефти, ректификационные колонны для тяжелой нефти, главные ректификационные колонны установок для коксования, ректификационные колонны для легкого крекинга, главные ректификационные колонны установок замедленного коксования и вакуумные перегонные колонны для регенерированного смазочного масла.

В попытках разбить радиальный или тангенциальный импульс сырьевого потока, входящего в колонны описанных выше типов, и отклонить его так, чтобы он был способен подниматься распределенным более однородно по сечению колонны, а также отделить жидкие компоненты, присутствующие в сырьевом потоке, от паровой фазы, были разработаны различные устройства. Один пример такого устройства раскрыт в патенте US 5106544, принадлежащем Lee и др., где внутри кольцевого паронаправляющего устройства размещены внутренние лопатки, ориентированные так, чтобы перенаправить потоки пара или смешанной фазы вниз через открытое дно паронаправляющего устройства. Затем отклоненный вниз пар, как говорилось, поднимается более однородным образом в вышележащий слой набивки. Эти внутренние лопатки расположены под углом к внешней обшивке колонны в направлении потока жидкости так, что сырьевой поток отклоняется, чтобы удариться о внутреннюю поверхность обшивки колонны для облегчения отделения жидкости от сырьевого потока. В результате компьютерного моделирования гидродинамики ("CFD") было найдено, что внутренние лопатки, расположенные под углом к обшивке колонны в направлении потока жидкости, создают локализованную зону высоких скоростей проходящего вверх пара в центре колонны. Эта зона высоких скоростей нежелательна, так как высокая скорость и плохое распределение пара по горизонтали снижает эффективность массообмена или других процессов, проходящих в вышележащих зонах. Таким образом, возникла необходимость в улучшенном способе распределения пара по поперечному сечению колонны.

Сущность изобретения

В соответствии с идеями и принципами изобретения оно обеспечивает паронаправляющее устройство для применения в удлиненных, в основном вертикальных массообменных и/или теплообменных колоннах, имеющих внутреннюю область. Согласно одному предпочтительному аспекту изобретения устройство включает удлиненную, обычно дугообразную стенку, расположенную так, чтобы находиться во внутренней области и одновременно проходить вокруг продольной оси колонны. Дугообразная стенка включает входную зону, расположенную так, чтобы контактировать с потоком пара или смешанной фазы, входящим в колонну, и заставить поток проходить вдоль внешней поверхности дугообразной стенки и обычно вокруг продольной оси колонны. Устройство включает также основную удлиненную лопатку, которая выходит наружу от внешней поверхности дугообразной стенки, и одновременно ее внутренний край находится рядом с внешней поверхностью стенки, а внешний край расположен на расстоянии от внешней поверхности. Соответственно, эта основная лопатка желательно расположена под тангенциальным углом к направлению прохождения потока пара или смешанной фазы, так чтобы внутренний край лопатки был ниже по потоку, чем ее внешний край, в соответствии с чем любая часть потока, падающего на основную лопатку, перенаправляется к внешней поверхности дугообразной стенки.

Согласно одному предпочтительному аспекту изобретения желательно, чтобы дугообразная стенка была расположена таким образом, чтобы контактировать с направленным радиально потоком пара или смешанной фазы. Альтернативно, дугообразная стенка может быть расположена так, чтобы контактировать с направленным тангенциально потоком пара или смешанной фазы. В любом случае устройство может в идеале включать одну или более проходящих радиально-удлиненных лопаток, которые проходят наружу из внешней поверхности этой дугообразной стенки.

Устройство согласно изобретению может также при желании включать вторичную удлиненную лопатку, которая выходит наружу от внешней поверхности дугообразной стенки. Такая вторичная лопатка также имеет внутренний край, находящийся рядом с внешней поверхностью стенки, и внешний край, расположенный на расстоянии от внешней поверхности стенки. Такая вторичная лопатка желательно расположена под тангенциальным углом к направлению прохождения потока пара или смешанной фазы, так чтобы внутренний край вторичной лопатки был выше по потоку, чем ее внешний край. При такой конфигурации любая часть потока, падающего на вторичную лопатку, отклоняется от внешней поверхности дугообразной стенки.

Далее, в соответствии с идеями и принципами изобретения вторичные лопатки и/или проходящие радиально лопатки могут быть расположены ниже по потоку относительно основной лопатки.

В другом аспекте изобретение касается колонны с питающей насадкой, через которую пар или смешанная фаза подается с высокой скоростью в зону питания внутри колонны. Зона питания предпочтительно расположена выше той части обшивки колонны, которая сужается или переходит к уменьшенному диаметру. В одном примере переходная часть колонны может быть эллиптической верхушкой с отношением большего горизонтального радиуса к высоте верхушки 2:1. Питающее устройство, такое как паронаправляющее устройство или крыльчатое входное устройство, расположено внутри колонны рядом с питающей насадкой, чтобы разбить и перенаправить импульс сырьевого потока таким образом, чтобы паровая фаза была способна подниматься более однородным образом в вышележащую зону контакта, содержащую внутренние устройства, такие как тарелки, неупорядоченные насадки, структурированные насадки, решетчатые насадки, открытые распылительные камеры или поперечные высокопроизводительные тарелки. Устройство питания включает кольцевой проход, по меньшей мере частично сквозной, в котором несколько смещенных по вертикали внутренних лопаток размещены так, чтобы перенаправлять по меньшей мере часть сырьевого потока вниз через дно прохода к переходной части колонны. Внутренние лопатки проходят внутрь от обшивки колонны под одним или более тангенциальными углами, которые выбраны так, чтобы способствовать более однородному распределению пара по горизонтали, когда он поднимается через открытый центр устройства питания. По меньшей мере одна из внутренних лопаток ориентирована так, чтобы отклонять сырьевой поток к внутренней кольцевой стенке устройства питания, а не к обшивке колонны. Предпочтительно по меньшей мере одна из внутренних лопаток направлена под тангенциальным углом, чтобы отклонять сырьевой поток к внутренней кольцевой стенке, и по меньшей мере одна из других внутренних лопаток ориентирована по радиусу. Одна или более, но не все внутренние лопатки могут быть также направлены под тангенциальным углом, чтобы отклонять сырьевой поток к стенкам колонны. Путем изменения ориентации внутренних лопаток было определено, что достигается существенное снижение скорости поднимающегося пара и соответствующее улучшение распределения пара по горизонтали.

Еще в другом аспекте изобретение касается способа распределения сырьевого потока пара или смешанной фазы внутри колонны, включающей зону питания, расположенную выше той секции колонны, которая переходит к уменьшенному диаметру. Способ включает стадии направления сырьевого потока в устройство питания, имеющее внутренние лопатки, проходящие внутрь под одним или более тангенциальных углов от обшивки колонны к внутренней кольцевой стенке устройства питания, отклоняя части сырьевого потока от по меньшей мере одной из внутренних лопаток к внутренней кольцевой стенке и выводя отклоненные порции сырьевого потока вниз через по меньшей мере частично сквозное дно устройства питания. Благодаря отклонению сырьевого потока при выбранных, предпочтительно разных тангенциальных углах, пар распределяется более однородно и имеет более однородный профиль скорости после того, как он выходит через дно устройства питания и затем поднимается по центру через открытую область устройства питания в вышележащее внутреннее или другое контактное устройства. По меньшей мере один из тангенциальных углов составляет более 90° к направлению прохождения сырьевого потока, так что части сырьевого потока отклоняются к внутренней кольцевой стенке устройства питания, а не к обшивке колонны.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 фрагментарно показан вид сбоку части массообменной или теплообменной колонны, переходной от верхней области заданного диаметра к нижней области с уменьшенным диаметром, и показано устройство питания, выполненное согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 показан вид сверху в перспективе устройства питания по настоящему изобретению;

на фиг.3 показан фрагмент вида сбоку массообменной колонны, похожий на вид, показанный на фиг.1, но иллюстрирующий экран для жидкости в виде кольцевой стенки, размещенной в переходной области колонны; и

на фиг.4 схематически показан вид сверху устройства питания на фиг.1, но с удаленным для ясности верхом устройства питания и с другой ориентацией одной из внутренних лопаток.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Со ссылкой на фиг.1 и 2 массообменная или теплообменная колонна обозначается в целом позицией 10. Колонна 10 включает внутреннюю обшивку 12, которая ограничивает открытую внутреннюю область 14 и имеет верхнюю область 16 заданного диаметра, нижнюю область 18 меньшего диаметра и переходную область 20, расположенную между верхней областью 16 и нижней областью 18. Переходная область 20 постепенно сужается от диаметра верхней области 16 сверху к диаметру нижней области 18 внизу. Основная функция переходной области 20 заключается в обеспечении перехода между большим диаметром верхней области 16 и уменьшенным диаметром нижней области 18. Чтобы выполнить эту функцию, переходная область 20 предпочтительно имеет эллиптическую верхнюю часть, как показано на фиг.1, или она может иметь плоские или разбитые на множество сегментов стороны, чтобы образовать другие формы, такие как полусферическая или коническая. Предпочтительной конфигурацией переходной области 20 является эллиптическая верхняя часть с отношением большего горизонтального радиуса к высоте верхней части 2:1.

Колонна 10 содержит по меньшей мере одну насадку 22 для подачи пара или смешанной фазы, которая расположена в верхней области 16, но может частично заходить в переходную область 20. Питающая насадка 22 подает с высокой скоростью поток пара или смешанной фазы радиально (в направлении стрелки 98 на фиг.4) в зону питания 24, расположенную в пределах верхней области 16 колонны 10. Альтернативно, насадка 22 может быть ориентирована так, чтобы подавать поток пара или смешанной фазы в зону питания 24 тангенциально, как показано в документе US 5106544, или в некотором промежуточном направлении. В отношении этих последних следует отметить, что описание документа US 5106544 включено посредством ссылки во всей своей полноте.

При желании для конкретных приложений может также применяться более одной насадки 22. Устройство питания 26 размещено у выходного отверстия питающей насадки 22, чтобы разбить и перенаправлять импульс движущегося с высокой скоростью сырьевого потока таким образом, чтобы паровая фаза была способна подниматься более однородным образом в вышележащую зону контакта 28. Устройство питания 26 предпочтительно включает паронаправляющее устройство 30, имеющее внутреннюю кольцевую стенку 32, расположенную на расстоянии от обшивки колонны 12, чтобы образовать кольцевой канал 33 вокруг по меньшей мере большей части периметра обшивки 12. Внутренняя кольцевая стенка 32 предпочтительно находится на постоянном расстоянии от обшивки 12 вокруг всей ее окружности. Альтернативно, внутренняя кольцевая стенка 32 может быть расположена, постепенно сближаясь с обшивкой 12 в направлении прохождения сырьевого потока, так чтобы радиальная ширина канала 33 постепенно уменьшалась в направлении прохождения сырьевого потока.

Паронаправляющее устройство 30 включает верхнюю часть 34, которая проходит горизонтально между верхним краем внутренней кольцевой стенки 32 и обшивкой колонны 12, чтобы блокировать проход вверх сырьевого потока, проходящего внутри паронаправляющего устройства 30. Необязательное дно 35 размещено между нижним краем внутренней кольцевой стенки 32 и обшивкой колонны 12 в области питающей насадки 22. Дно 35 проходит вдоль только малой части окружности канала 33.

Несколько внутренних лопаток, обозначенных на чертежах ссылочными номерами 36a, 36b и 36c, проходят вверх через открытое дно 38 паронаправляющего устройства 30 в канал 33 сырьевого потока. Внутренние лопатки 36a, 36b и 36c выполнены для перенаправления потока пара или смешанной фазы вниз и размещены в паронаправляющем устройстве 30 с постепенно увеличивающейся в направлении сырьевого потока высотой. В одном варианте осуществления внутренние лопатки 36a, 36b и 36c могут при желании быть плоскими. В другом варианте осуществления верхний край внутренних лопаток 36a, 36b и 36c может быть искривлен в направлении, обращенном к течению сырьевого потока, опять же как показано в документе US 5106544. Другие конфигурации внутренних лопаток 36a, 36b и 36c также возможны и они охватываются объемом изобретения. Внутренние лопатки 36a, 36b и 36c предпочтительно имеют достаточный горизонтальный размер, чтобы перекрыть расстояние между обшивкой колонны 12 и внутренней кольцевой стенкой 32. Однако при желании одна или более внутренних лопаток 36a, 36b и 36c могут быть отделены от обшивки колонны 12 и/или внутренней кольцевой стенки 32, чтобы между вертикальным краем внутренней лопатки 36a, 36b и 36c и обшивкой 12 и/или стенками 32 был образован канал.

В соответствии с настоящим изобретением внутренние лопатки 36a, 36b и 36c могут при желании проходить наружу от внешней поверхности 132 внутренней стенки 32 под одним или более тангенциальными углами к обшивке колонны 12, причем по меньшей мере одна из внутренних лопаток (см. лопатки 36a) направлена под таким углом к внутренней кольцевой стенке 32, чтобы отклонять пар к внутренней кольцевой стенке 32, а не к обшивке колонны 12. То есть, каждая лопатка 36a имеет внутренний край 136a, который расположен рядом с поверхностью 132, и внешний край 236a, который расположен на расстоянии от поверхности 132. Таким образом, лопатки 36a расположены под тангенциальным углом к направлению прохождения сырьевого потока (см. стрелку 100 на фиг.4), причем их внутренний край 136a находится выше по потоку, чем их внешний край 236a. Предпочтительно, таким образом, чтобы каждая внутренняя лопатка 36a была под углом к внутренней кольцевой стенке 32. Предпочтительно, чтобы одна или более внутренних лопаток была расположена таким образом, чтобы проходить радиально наружу от поверхности 132 (см. лопатки 36b и 36c на фиг.1 и 2). Кроме того, одна или более, но не все внутренние лопатки (см. лопатку 36c′ на фиг.4) могут при желании быть под углом в направлении, противоположном лопаткам 36a, так чтобы сырьевой поток был направлен наружу к обшивке колонны 12. В отношении последнего следует отметить, что на фиг.4 показана другая, по сравнению с соответствующей лопаткой 36c на фиг.1 и 2, ориентация лопатки 36c′.

Посредством изменения тангенциальной ориентации внутренних лопаток 36a, 36b и 36c, было определено, что может быть получено существенное снижение скорости подъема пара и соответствующее улучшение распределения пара по горизонтали.

При использовании моделирования CFD колонны 10 с отношением эллиптической верхней части переходной области 20 2:1, имеющей радиальную питающую насадку 22, было определено, что размещение внутренних лопаток 36a (лопатки, ближайшие к питающей насадке 22) под тангенциальным углом α (см. фиг.4) от 120 до 140°, в идеале 130°, к направлению течения сырьевого потока, и размещение внутренних лопаток 36b и 36c так, чтобы они проходили радиально (как показано на фиг.1 и 2), обеспечивает более однородное распределение пара и более однородный профиль скорости в горизонтальной плоскости, расположенной на шесть дюймов выше устройства питания 26, чем было получено при обычной практике углового размещения каждой из поворотных лопаток 36 к обшивке колонны 12. В предпочтительной CFD-модели противоположные края дна 35 паронаправляющего устройства расположены под углом 22,5° к средней линии питающей насадки 22, а внутренние лопатки 36a, 36b и 36c размещены в каждом направлении потока с последовательным смещением на 22,5° от края дна 35 паронаправляющего устройства. Эти углы представлены углами β, γ и δ на фиг.4. Внутренняя лопатка 36a в каждом направлении прохождения потока заходит вверх в канал 33 на расстояние по вертикали 20 дюймов, а вторая и третья внутренние лопатки 36b и 36c заходят вверх на 30 и 40 дюймов, соответственно. Размещение внутренних лопаток 36a ближе к краю дна 35 паронаправляющего устройства под углом менее 22,5° обеспечивает даже более однородное распределение пара и профиль скорости, но считается, что необходимо большее расстояние, чтобы обеспечить эффективное предотвращение уноса жидкости на внутренних лопатках 36a. Следует понимать, что другое размещение внутренних лопаток 36a, 36b и 36c также обеспечивает улучшенные результаты при условии, что они размещены под разными тангенциальными углами, причем по меньшей мере одна из внутренних лопаток (36a) находится под углом к внутренней кольцевой стенке 32. Используя комбинацию тангенциальных углов, пар направляется наружу из устройства питания 26 в разных направлениях, а не сосредотачивается в центре колонны 10. В результате может быть получен более однородный профиль скорости.

Способ согласно настоящему изобретению включает этапы: направление сырьевого потока в устройство питания 26, отклонение порций сырьевого потока по меньшей мере одной внутренней лопаткой (36a) к внутренней кольцевой стенке 32 и выпуск отклоненных частей сырьевого потока вниз через по меньшей мере частично открытое дно 38 устройства питания 26. Благодаря отклонению сырьевого потока под выбранными, предпочтительно разными тангенциальными углами, пар распределяется более однородно и имеет более однородный профиль скорости после того, как он выходит через дно 38 устройства питания 26 и затем поднимается через открытую область по центру устройства питания 26 в вышележащее внутреннее или другое контактное устройство в контактной зоне 28. По меньшей мере один из тангенциальных углов составляет более 90° к направлению прохождения сырьевого потока, так чтобы части сырьевого потока отклонялись к внутренней кольцевой стенке 32 устройства питания 26, а не к обшивке колонны 12.

В отношении паронаправляющего устройства 30 может быть выполнено много модификаций, как описано в патенте US 5605654, который включен здесь посредством ссылки во всей его полноте. Альтернативно, могут применяться другие типы устройства питания 26, известные в уровне техники.

В зоне контакта 28 расположены различные внутренние устройства 40, такие как тарелки, неупорядоченная насадка, структурированная насадка, решетчатая насадка, открытые распылительные камеры и/или поперечные высокопроизводительные тарелки. Например, когда колонна 10 является вакуумной колонной для сырой нефти, внутренние устройства 40 будут включать часть промывочной зоны, которая предназначена для удаления захваченных остаточных компонентов из зоны испарения парового потока. Внутренние устройства 40 промывочной зоны обычно включают контактные устройства, такие как тарелки или насадки, и распылительные насадки или питатели, которые подают промытую нефть к контактным устройствам. Другие комбинации и компоновки внутренних устройств 40 возможны и охватываются объемом изобретения.

Переходная область 20 включает по меньшей мере один и предпочтительно несколько отражателей 42, которые выполнены и размещены так, чтобы предотвратить или уменьшить вихревое движение, которое может быть сообщено проходящему с высокой скоростью сырьевому потоку пара или смешанной фазы, когда он отклоняется вниз в переходную область 20 устройством питания 26. Отражатели 42 могут примыкать к обшивке колонны 12 или они могут находиться на расстоянии от нее, чтобы часть сырьевого потока проходила между отражателем 42 и обшивкой 12. Отражатели 42 могут быть плоскими или искривленными и могут проходить только вдоль части или всего продольного размера переходной области 20. Отражатели 42 могут все быть одной конструкции или отражатели 42 в части переходной области 20 могут быть выполнены или ориентированы по-другому, чем отражатели в других частях переходной области 20. Назначением отражателей 42 является предотвратить или разрушить часть или все вихревое движение сырьевого потока в переходной области 20, чтобы достичь однородного потока пара только с вертикальными компонентами скорости. Кроме того, отражатели 42 уменьшают диспропорции в распределении пара, которые возникают, когда завихряющийся пар поднимается вверх через зону питания 24 в вышележащие внутренние устройства 40. Следует понимать, что для достижения этих целей можно выполнить множество модификаций отражателей 42. Кроме того, изобретение в целом направлено на различные типы колонн 10, в которых используется переходная область 20 и подача пара или смешанной фазы с большой скоростью, к таким, как колонны сырой нефти, шламовые циркуляционные насосы главной ректификационной колонны каталитического крекинга, установки вакуумной разгонки для легкого крекинга, вакуумные перегонные колонны тяжелой нефти, ректификационные колонны для тяжелой нефти, главные ректификационные колонны установки коксования, ректификационная колонна для легкого крекинга, главные ректификационные колонны установки замедленного коксования и вакуумные перегонные колонны для регенерированного смазочного масла.

В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.3, колонна 10 может включать экран 44, расположенный в переходной области 20, для защиты жидкости, проходящей вниз вдоль внутренней поверхности обшивки 12 колонны, от завихрения сырьевого потока, которое может вызвать нежелательный вторичный унос жидкости. Экран 44 может иметь любые формы и, как показано, является стенкой 46, которая отделена в переходной области 20 от обшивки 12 колонны. Чтобы прикрепить стенку 46 к обшивке 12, применяются соответствующие крепления 48. Расстояние между обшивкой 12 и стенкой 46 образует кольцевое пространство 50, которое обеспечивает канал для прохождения жидкости вниз через переходную область 20, будучи защищенной от завихряющегося сырьевого потока. Таким образом, экран 44 обеспечивает уменьшение количества жидкости, увлекаемой паром. Отражатели 42 применяются предпочтительно вместе с экраном 44 и могут быть прикреплены к внутренней стороне стенки 46.

Из предшествующего уровня техники видно, что настоящее изобретение является изобретением, хорошо приспособленным для достижения всех изложенных выше задач и стремлений вместе с другими преимуществами, которые присущи его структуре.

Следует понимать, что полезны определенные признаки и субкомбинации, которые могут использоваться без ссылок на другие отличительные признаки и субкомбинации. Это предполагается и охватывается объемом изобретения.

Поскольку многие возможные варианты осуществления изобретения могут быть сделаны, не выходя за его рамки, следует понимать, что все изложенное здесь или показанное на приложенных чертежах следует интерпретировать как иллюстрацию, но не в ограничительном смысле.

Изобретение относится к устройствам для распределения пара в массообменных и теплообменных колоннах. Паронаправляющее устройство (30) для применения в удлиненных, в основном вертикальных массообменных и/или теплообменных колоннах (10), имеющих внутреннюю область (16), содержит удлиненную, обычно дугообразную стенку (32), расположенную так, чтобы находиться в пределах внутренней области (16), и размещенную так, чтобы проходить вокруг продольной оси колонны. Дугообразная стенка (32) включает входную зону, расположенную так, чтобы контактировать с потоком пара или смешанной фазы, входящим в колонну (10), и заставлять поток проходить вдоль внешней поверхности (132) дугообразной стенки (32) и в основном вокруг оси. Устройство включает также основную удлиненную лопатку (36а), проходящую наружу от внешней поверхности (132) дугообразной стенки (32). Основная лопатка (36а) имеет внутренний край (136а), расположенный рядом с внешней поверхностью (132) внутренней стенки (32), и внешний край (236а), находящийся на расстоянии от внешней поверхности (132) стенки (32). Лопатка (36а) расположена под тангенциальным углом к направлению прохождения потока, так чтобы внутренний край (136а) лопатки (36а) был ниже по потоку, чем ее внешний край (236а), благодаря чему любая часть потока, падающего на основную лопатку (36а), перенаправляется к внешней поверхности (132) дугообразной стенки (32). Желательно, устройство (30) включает также одну или более лопаток (36b), которые проходят радиально наружу от внутренней стенки (132). Изобретение обеспечивает улучшенное распределение пара по поперечному сечению колонны. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для однородного распределения потока пара или смешанной фазы для удлиненной в основном вертикальной массообменной и/или теплообменной колонны, содержащее удлиненную, в основном дугообразную стенку, расположенную таким образом, чтобы находиться в пределах внутренней области колонны, причем дугообразная стенка проходит вокруг продольной оси колонны и включает входную зону, контактирующую с потоком и обеспечивающую прохождение потока вдоль внешней поверхности дугообразной стенки и в основном вокруг оси, и основную удлиненную лопатку, проходящую наружу от внешней поверхности дугообразной стенки, причем внутренний край основной лопатки расположен рядом с внешней поверхностью, а внешний край расположен на расстоянии от внешней поверхности, причем основная лопатка расположена под тангенциальным углом к направлению прохождения потока, так чтобы внутренний край лопатки был ниже по потоку, чем ее внешний край, обеспечивая перенаправление любой части потока, падающей на основную лопатку, к внешней поверхности дугообразной стенки.2. Устройство по п.1, в котором дугообразная стенка расположена с возможностью контактирования с направленным радиально потоком пара или смешанной фазы.3. Устройство по п.1, в котором дугообразная стенка расположена с возможностью контактирования с направленным тангенциально потоком пара или смешанной фазы.4. Устройство по п.1, которое содержит вторичную удлиненную лопатку, проходящую наружу от внешней поверхности дугообразной стенки и внутренний край которой расположен рядом с внешней поверхностью, а внешний край расположен на расстоянии от внешней поверхности, причем вторичная лопатка расположена под тангенциальным углом к направлению прохождения потока, так чтобы внутренний край лопатки был выше по течению, чем ее внешний край, вследствие чего любая порция потока, падающего на вторичную лопатку, отклоняется от внешней поверхности дугообразной стенки.5. Устройство по п.1, которое содержит радиальную удлиненную лопатку, проходящую наружу от внешней поверхности дугообразной стенки.6. Устройство по п.4, которое содержит радиальную удлиненную лопатку, проходящую наружу от внешней поверхности дугообразной стенки.7. Устройство по п.4, в котором вторичная лопатка расположена ниже по потоку от основной лопатки.8. Устройство по п.5, в котором проходящая радиально лопатка расположена ниже по потоку от основной лопатки.9. Устройство по п.6, в котором проходящая радиально лопатка и вторичная лопатка расположены ниже по потоку от основной лопатки.10. Устройство по п.1, в котором дугообразная стенка кольцевая.11. Устройство по п.1, которое содержит паронаправляющее устройство.12. Массообменная колонна, содержащая внешнюю обшивку, которая ограничивает открытую внутреннюю область внутри обшивки и включает верхнюю область заданного диаметра, нижнюю область уменьшенного диаметра и переходную область, расположенную между верхней и нижней областью и имеющую диаметр, переходящий от заданного диаметра до уменьшенного диаметра, питающую насадку, расположенную, по меньшей мере, частично внутри верхней области обшивки для введения сырьевого потока пара или смешанной фазы в открытую внутреннюю область обшивки, и устройство питания внутри открытой внутренней области, расположенное так, чтобы отклонять сырьевой поток пара или смешанной фазы, когда он находится внутри открытой внутренней области, причем устройство питания содержит внутреннюю кольцевую стенку, верхнюю поверхность, проходящую между внутренней кольцевой стенкой и обшивкой, и несколько внутренних лопаток, проходящих внутрь из обшивки к внутренней кольцевой стенке, причем по меньшей мере одна из внутренних лопаток расположена под тангенциальным углом для направления сырьевого потока к внутренней кольцевой стенке.