ПОПЕРЕЧНО-ТОЧНАЯ ТАРЕЛКА И ОПОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МАССООБМЕННОЙ КОЛОННЕ Российский патент 2016 года по МПК B01D3/26 B01D3/32 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в общем к поперечно-точным тарелкам, используемым в массообменных колоннах, в которых протекают процессы массообмена и/или теплообмена и, более конкретно, к устройству и способам опоры таких поперечно-точных тарелок.

Поперечно-точные тарелки используются внутри массообменных колонн, чтобы способствовать взаимодействию между потоками текучих сред, текущих в противотоке внутри колонны. Термин массообменная колонна в данном контексте не ограничен колоннами, в которых массообмен является основной задачей обработки потоков текучих сред внутри колонны, но также охватывает колонны, в которых теплообмен, а не массообмен является основной задачей обработки. Потоками текучих сред обычно являются восходящий поток пара и нисходящий поток жидкости, в этом случае поперечно-точные тарелки обычно называют поперечно-точными тарелками пар-жидкость. В некоторых применениях, оба потока текучих сред являются потоками жидкости, и поперечно-точные тарелки обычно называют поперечно-точными тарелками жидкость-жидкость. В других применениях, восходящий поток текучей среды является потоком газа, и нисходящий поток текучей среды является потоком жидкости, в этом случае поперечно-точные тарелки называют поперечно-точными тарелками газ-жидкость.

Поперечно-точные тарелки расположены вертикально разнесенными внутри колонны, причем каждое из полотен тарелок продолжается горизонтально, чтобы заполнить все внутреннее сечение колонны. Каждая из поперечно-точных тарелок имеет плоское полотно тарелки, на котором и выше которого происходит взаимодействие между восходящим потоком текучей среды и нисходящим потоком текучей среды, множество отверстий, чтобы обеспечить прохождение вверх восходящего потока текучей среды через полотно тарелки и в нисходящий поток текучей среды для образования пены или смеси, в которой протекает требуемый массообмен и/или теплообмен, и по меньшей мере один перелив, который направляет нисходящий поток текучей среды от соответствующего полотна тарелки к полотну тарелки на нижележащей поперечно-точной тарелке. Участок полотна тарелки, который принимает нисходящий поток текучей среды из перелива вышележащей поперечно-точной тарелки, обычно содержит впускную панель, которая либо не имеет отверстий, либо содержит образователи пузырьков или другие структуры, которые обеспечивают прохождение вверх восходящего потока текучей среды, но препятствуют просачиванию нисходящего потока текучей среды через впускную панель.

Поперечно-точные тарелки, имеющие единственный боковой перелив, расположенный на одном конце полотна тарелки, называют однопроходными тарелками. В других применениях, обычно в тех, которые используют более высокие скорости нисходящего потока жидкости, множество переливов может быть использовано на некоторых или всех поперечно-точных тарелках. Например, в двухпроходных конфигурациях два боковых перелива расположены на противоположных концах одной поперечно-точной тарелки, и один центральный перелив расположен по центру смежных поперечно-точных тарелок. В четырехпроходных конфигурациях одна поперечно-точная тарелка имеет два боковых перелива и центральный перелив, и смежные контактирующие тарелки имеют два смещенных от центра перелива.

Полотна поперечно-точных тарелок обычно прикреплены зажимами к опорным кольцам, приваренным к внутренней поверхности корпуса колонны. Стенки перелива также обычно прикреплены болтами на их противоположных концах к стержням для прикручивания, которые приварены к внутренней поверхности корпуса колонны. В некоторых применениях, таких как с колоннами большего диаметра и с колоннами, в которых вибрация является проблемой, известно обеспечение дополнительной опоры для участков полотен тарелок, используя подпорку, которая продолжается вверх из главных балок, решетчатые рамы или систему подвесов для присоединения полотна поперечно-точной тарелки к стенкам перелива аналогичной тарелки, расположенной непосредственно выше или ниже. Когда используются подвесы, стенки перелива выступают в качестве балок для переноса части нагрузки соединенных тарелок, таким образом уменьшая прогибание и скрепляя против нагрузки полотна тарелки. Однако эти подвесы и другие структуры усложняют конструкцию и увеличивают стоимость изготовления и установки поперечно-точной тарелки.

В других применениях, впускная панель на полотне тарелки выполнена в виде структурной балки для обеспечения дополнительной опоры полотну тарелки. Тогда впускная панель должна быть соединена со смежными участками полотна тарелки, используя крепления различных типов, таким образом усложняя конструкцию и установку полотна тарелки. Таким образом, возникла необходимость в способе опоры и скрепления полотна тарелки, в то же время уменьшая недостатки, обусловленные традиционными способами обеспечения дополнительной опоры в колоннах большего диаметра и в колоннах, в которых присутствует вибрация.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте, настоящее изобретение направлено на тарелку в сборе для использования в массообменной колонне. Тарелка в сборе содержит первую верхнюю поперечно-точную тарелку, содержащую в общем плоское полотно первой верхней тарелки, и по меньшей мере один перелив для удаления жидкости с первого верхнего полотна, и первую нижнюю поперечно-точную тарелку, вертикально отстоящую от первой верхней тарелки. Первая нижняя тарелка содержит в общем плоское полотно первой нижней тарелки и впускную область, расположенную вблизи перелива первой верхней тарелки, для приема жидкости с первой верхней тарелки. Первая нижняя тарелка дополнительно содержит по меньшей мере один центральный перелив, расположенный в или вблизи центра нижнего полотна, для удаления с него жидкости, и центральный перелив содержит пару разнесенных параллельных стенок, продолжающихся в направлении, в общем перпендикулярном направлению потока жидкости по первому нижнему полотну. Тарелка в сборе также содержит опорную систему, по меньшей мере частично расположенную между первыми верхней и нижней тарелками. Опорная система содержит множество горизонтально отстоящих распорок, соединенных с и продолжающихся между стенками центрального перелива, опорную балку, соединенную с нижней поверхностью верхнего полотна, и множество вытянутых подпирающих элементов, соединенных с и продолжающихся между опорной балкой и каждой из распорок.

В другом аспекте, изобретение направлено на массообменную колонну, содержащую внешний корпус колонны, ограничивающий открытый внутренний объем, и по меньшей мере одну поперечно-точную тарелку в сборе, как описано выше, расположенную в открытом внутреннем объеме корпуса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 - вид сбоку массообменной колонны, в которой протекает массо- и/или теплообмен, и в которой участок корпуса колонны удален, чтобы показать верхнюю и нижнюю поперечно-точные тарелки настоящего изобретения;

Фиг. 2 - увеличенный местный вид сверху в перспективе массообменной колонны, показанной на Фиг. 1, с удаленными участками корпуса колонны, чтобы показать верхнюю и нижнюю поперечно-точные тарелки;

Фиг. 3 - местный вид снизу в перспективе пары верхней и нижней поперечно-точных тарелок, изображенных на Фиг. 2, но показанных снизу в перспективе;

Фиг. 4 - увеличенный, местный вид сбоку верхней и нижней поперечно-точных тарелок, показанных на Фиг. 2;

Фиг. 5 - увеличенный местный вид сверху, показывающий участок опорной системы для верхней поперечно-точной тарелки в горизонтальном сечении;

Фиг. 6 - вид сверху в перспективе опорной системы и центрального перелива;

Фиг. 7 - вид снизу в перспективе опорной системы и центрального перелива;

Фиг. 8 - местный вид сбоку в перспективе массообменной колонны с удаленными участками корпуса колонны, чтобы показать второй вариант выполнения нижних поперечно-точных тарелок настоящего изобретения;

Фиг. 9 - вид сверху в перспективе другого варианта выполнения опорной системы, используемого с центральным переливом второго варианта выполнения нижних поперечно-точных тарелок;

Фиг. 10 - местный вид сбоку в перспективе массообменной колонны с удаленными участками корпуса колонны, чтобы показать третий вариант выполнения нижних поперечно-точных тарелок настоящего изобретения;

Фиг. 11 - вид сверху в перспективе другого варианта выполнения опорной системы, используемого с центральным переливом третьего варианта выполнения нижних поперечно-точных тарелок настоящего изобретения;

Фиг. 12 - местный вид сбоку в перспективе массообменной колонны с удаленными участками корпуса колонны, чтобы показать четвертый вариант выполнения нижних поперечно-точных тарелок и второй вариант выполнения верхних поперечно-точных тарелок настоящего изобретения;

Фиг. 13 - вид сверху в перспективе другого варианта выполнения опорной системы, используемого с центральным переливом четвертого варианта выполнения нижних поперечно-точных тарелок настоящего изобретения;

Фиг. 14 - местный вид сбоку в перспективе массообменной колонны с удаленными участками корпуса колонны, чтобы показать пятый вариант выполнения нижних поперечно-точных тарелок настоящего изобретения; и

Фиг. 15 - местный вид сбоку в перспективе массообменной колонны с удаленными участками корпуса колонны, чтобы показать шестой вариант выполнения нижних поперечно-точных тарелок настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Обращаясь теперь к чертежам более подробно и сначала к Фиг. 1, массообменная колонна, подходящая для использования в процессах, в которых протекает массообмен и/или теплообмен между текущими в противоположных направлениях потоками текучих сред, в целом обозначена позицией 10. Массообменная колонна 10 включает в себя вертикальный внешний корпус 12, который в целом имеет цилиндрическую конфигурацию, хотя другие ориентации, такие как горизонтальная, и конфигурации, включая в себя многоугольную, возможны и находятся в пределах объема настоящего изобретения. Корпус 12 имеет любые подходящие диаметр и высоту и выполнен из одного или более жестких материалов, которые желательно инертны к, или в противном случае совместимы с текучими средами и условиями, возникающими во время работы массообменной колонны 10.

Массообменная колонна 10 типа, который используется для обработки потоков текучих сред, обычно потоков жидкости и пара, для получения разделенных на фракции продуктов и/или в противном случае обеспечения массообмена и/или теплообмена между потоками текучих сред. Например, массообменная колонна 10 может являться колонной, в которой протекают процессы атмосферной перегонки нефти, вакуумной перегонки масла, вакуумной перегонки нефти, каталитического или термического крекинга, коксования или висбрекинга, скруббинга кокса, скруббинга отходящих газов, закалки в потоке газа, дезодорирования пищевого масла, скруббинга при контроле за загрязнением и другие процессы.

Корпус 12 массообменной колонны 10 ограничивает открытую внутреннюю область 14, в которой протекает требуемый массообмен и/или теплообмен между потоками текучих сред. Обычно, потоки текучих сред содержат один или более восходящих потоков пара и один или более нисходящих потоков жидкости. Альтернативно, потоки текучих сред могут содержать как восходящий, так и нисходящий потоки жидкости, или восходящий поток газа и нисходящий поток жидкости.

Потоки текучих сред направляются в массообменную колонну 10 через любое количество питающих трубопроводов 16, расположенных в соответствующих положениях вдоль высоты массообменной колонны 10. Один или более потоков пара также могут быть созданы внутри массообменной колонны 10, а не введены в массообменную колонну 10 через питающие трубопроводы 16. Массообменная колонна 10 также обычно включает в себя верхний трубопровод 18 для удаления газообразного продукта или побочного продукта и нижний отводной трубопровод 20 для удаления жидкого продукта или побочного продукта из массообменной колонны 10. Другие компоненты колонны, которые обычно присутствуют, такие как трубопроводы потока флегмы, подогреватели, конденсаторы, паровые горны и подобные, не изображены на чертежах, поскольку они являются традиционными, и считается, что изображение этих компонентов не является обязательным для понимания настоящего изобретения.

Обращаясь дополнительно к Фиг. 2 и 3, любое требуемое количество пар верхней поперечно-точной тарелки 22 и нижней поперечно-точной тарелки 24, выполненных согласно настоящему изобретению, расположено внутри открытой внутренней области 14 массообменной колонны 10 вертикально отстоящими относительно друг друга. Каждая из верхних поперечно-точных тарелок 22 содержит в общем плоское полотно 26 тарелки и два боковых перелива 28 и 30, которые расположены на противоположных концах полотна 26 тарелки. Полотно 26 тарелки образовано отдельными панелями 32, которые соединены, используя любой из различных традиционных способов. Панели 32 продолжаются в продольном направлении от одного конца к другому концу полотна 26 тарелки. В одном варианте выполнения, большая часть или все панели 32 продолжаются непрерывно между концами полотна 26 тарелки. В другом варианте выполнения, большая часть или все панели 32 продолжаются от концов полотна 26 тарелки до осевой линии полотна 26 тарелки, где они соединяются традиционным способом. Некоторое количество или все панели 32 включают в себя фланцы 34 жесткости, которые продолжаются перпендикулярно вниз из панелей 32, обычно вдоль одного из продольных краев каждой из панелей 32.

Большая часть полотна 26 тарелки включает в себя отверстия 36 для обеспечения прохождения восходящего потока пара, газа или жидкости сквозь полотно 26 тарелки для взаимодействия с потоком жидкости, перемещающимся по верхней поверхности полотна 26 тарелки. Отверстия 36 могут иметь форму простых ситчатых отверстий или направляющих створок или они могут включать в себя структуры, такие как неподвижные или выполненные с возможностью перемещения клапаны. Участок полотна 26 тарелки, содержащий отверстия 36, называют активной зоной поперечно-точной тарелки 24. Центральный участок полотна 26 тарелки не имеет отверстий и выполняет функцию впускной области 38 для приема жидкости, стекающей вниз с вышележащего распределителя жидкости (не показан) или центрального перелива 40 одной из вышележащих нижних поперечно-точных тарелок 24. Впускная область 38 может включать в себя образователи пузырьков или другие структуры, чтобы обеспечить прохождение восходящего потока текучей среды вверх через центральный участок полотна 26 тарелки.

Нижняя поперечно-точная тарелка 24 аналогично содержит полотно 42 тарелки, образованное отдельными соединенными панелями 44 и содержащее отверстия 36 типа, описанного выше. Панели 44 содержат продолжающиеся вниз фланцы 46 жесткости вдоль их продольных краев. Оба концевых участка полотна 26 нижней поперечно-точной тарелки 24 обычно не имеют отверстий и выполняют функцию впускных областей 48 и 50 для принятия жидкости, стекающей вниз через боковые переливы 28 и 30 с верхней поперечно-точной тарелки 22. Впускные области 48 и 50 могут включать в себя образователи пузырьков или другие структуры, чтобы обеспечить прохождение восходящих потоков текучей среды вверх через концевые участки полотна 42 тарелки.

Нижняя поперечно-точная тарелка 24 включает в себя центральный перелив 40, который принимает жидкость, стекающую по направлению к центру полотна 42 тарелки от концевых участков, и доставляет ее к впускной панели 38 верхней поперечно-точной тарелки 22 в следующей нижележащей паре верхней и нижней поперечно-точных тарелок 22 и 24.

Центральный перелив 40 в каждой поперечно-точной тарелке 24 содержит пару отстоящих друг от друга параллельных стенок 52, которые продолжаются по хорде поперек открытой внутренней области 14 внутри массообменной колонны 10. Каждая стенка 52 содержит верхний сегмент 54 стенки и нижний сегмент 56 стенки, которые могут быть вертикально отрегулированы относительно друг друга во время установки верхней и нижней поперечно-точных тарелок 22 и 24. Противоположные концы каждой стенки 52 прикреплены болтами к стержням для прикручивания (не показаны), которые приварены к внутренней поверхности корпуса 12.

Множество горизонтально разнесенных верхних распорок 58 продолжаются перпендикулярно между и прикреплены болтами к верхним сегментам 54 стенок центрального перелива 40 для придания жесткости и сохранения требуемого расстояния между стенками 52 центрального перелива 40. Множество аналогичных горизонтально разнесенных нижних распорок 60 продолжаются перпендикулярно между и прикреплены болтами к нижним сегментам 56 стенок. Нижние распорки 60 также служат для придания жесткости и сохранения требуемого расстояния между стенками 52. Нижние распорки 60 продолжаются под нижним краем нижних сегментов 56 стенок и опираются на и прикреплены болтами к полотну 26 нижележащей верхней поперечно-точной тарелки 22. Таким образом, нижние распорки 60 соединяют стенки 52 центрального перелива 40 с полотном 26 нижележащей верхней поперечно-точной тарелки 22, чтобы обеспечить опору центральному переливу 40 и сохранить требуемый вертикальный зазор между нижним краем нижних сегментов 56 стенок и полотном 26 нижележащей верхней поперечно-точной тарелки 22.

Обращаясь дополнительно к Фиг. 4-6 в соответствии с настоящим изобретением, опорная система 62 предназначена для соединения и поддерживания центрального участка полотна 26 одной или более верхних поперечно-точных тарелок 22 с центральным переливом 40 парной нижней поперечно-точной тарелки 24. Опорная система 62 содержит верхние распорки 58, вытянутые подпорки 64, которые прикреплены болтами или иным образом прикреплены к верхним распоркам 58 и продолжаются вверх от них, и продолжающуюся горизонтально балку 66, которая прикреплена болтами или иным образом прикреплена к верхнему концу каждой из подпорок 64. Подпорки 64 выполнены из уголкового металлического профиля или других подходящих материалов, имеющих необходимую прочность, жесткость и совместимость с условиями внутри массообменной колонны 10. Количество подпорок 64 и горизонтальное расстояние между смежными подпорками 64 может изменяться и выбирается исходя из нагрузок и вибраций, ожидаемых в предполагаемом применении.

Балка 66 аналогично выполнена из металла или других подходящих материалов и, в одном варианте выполнения, содержит вертикальный сегмент 68, верхний фланец 70, который продолжается перпендикулярно из верхнего края вертикального сегмента 68 в одном направлении, и нижний фланец 72 который продолжается перпендикулярно из нижнего края вертикального сегмента 68 в противоположном направлении. Прорези 74 (Фиг. 6) обеспечены в отстоящих положениях в верхнем фланце 70 и в части вертикального сегмента 68 для вмещения фланцев 34 жесткости отдельных панелей 32 в полотне 26 верхней поперечно-точной тарелки 22. Альтернативно, прорези 74 могут быть исключены путем удаления фланцев 34 жесткости на участках полотна 26 тарелки, которые перекрываются с балкой 66. Панели 32 полотна 26 тарелки опираются на балки 66 и прикреплены болтами или иным образом прикреплены к верхнему фланцу 70 балки 66. Прокладки могут быть помещены между нижним концом одной или более подпорок 64 и фланцем на верхней распорке 58, к которой прикреплена подпорка 64, чтобы выровнять полотно 26 тарелки во время установки.

Противозаливные заслонки 76 продолжаются между и прикреплены болтами или иным образом прикреплены к подпоркам 64. Противозаливные заслонки 76 служат для исключения переливания жидкости и густой пены через, а не поступления в центральный перелив 40. Противозаливные заслонки 76 расположены так, чтобы их нижние края располагались приблизительно на том же горизонтальном уровне, что и верхний край порогов 78, расположенных на полотне 42 тарелки у впуска в центральный перелив 40. Противозаливные заслонки 76 имеют высоту, достаточную для задерживания жидкости и густой пены от переливания через центральный перелив 40, в то же время одновременно обеспечивая достаточное расстояние между верхним краем каждой противозаливной заслонки 76 и вышележащей верхней поперечно-точной тарелкой 22, чтобы обеспечивать свободное прохождение пара над противозаливными заслонками 76.

Каждая противозаливная заслонка 76 содержит продолжающуюся вертикально пластину 80, усиливающий фланец 82 на верхнем и/или нижнем крае пластины 80, и, как лучше видно на Фиг. 5, изогнутый установочный фланец 84, расположенный вдоль каждого из боковых краев пластины 80. Установочные фланцы 84 перекрывают и прикреплены болтами или иным образом прикреплены к подпоркам 64. Изогнутая конструкция установочных фланцев 84 обеспечивает расположение пластин 80 и подпорок 64 вдоль продольной осевой линии центрального перелива 40. Альтернативно, подпорки 64 могут быть немного смещены от осевой линии, так чтобы пластины 80 могли быть расположены вдоль осевой линии без необходимости использования установочных фланцев 84 изогнутой конструкции.

Видно, что опорная система 62 пересекает верхнюю и нижнюю поперечно-точные тарелки 22 и 24 и служит для поддерживания центрального участка верхней поперечно-точной тарелки 22, используя центральный перелив 40 нижней поперечно-точной тарелки 24. Опорная система 62 устраняет необходимость наличия в полотне 26 верхней поперечно-точной тарелки 26 отдельной впускной панели, которая выполняет функцию опорной балки и должна быть соединена с панелями 32. Использование опорной системы 62, чтобы обеспечить опору в центре полотна 26 тарелки, позволяет некоторым или всем панелям 32 простираться от одного конца полотна 26 тарелки до другого в виде единственного элемента, таким образом значительно упрощая конструкцию и установку полотна 26 тарелки. Альтернативно, некоторые или все панели 32 могут продолжаться от конца до центра полотна 26 тарелки, где они могут опираться на или перекрывать панели 32, продолжающиеся к центру от другого конца тарелки 26. Опирающиеся или перекрывающиеся панели 32 затем могут быть прикреплены болтами или иным образом прикреплены к балке 66, которая находится под панелями 32.

Верхняя и нижняя поперечно-точные тарелки 22 и 24, которые соединены опорной системой 62, также соединены с нижележащей парой верхней и нижней поперечно-точных тарелок 22 и 24 нижними распорками 60, которые соединяют центральный перелив 40 с полотном 26 тарелки, и/или балкой 66 опорной системы 62, связанной с нижележащей парой верхней и нижней поперечно-точных тарелок 22 и 24. Соединяя и поддерживая верхнюю и нижнюю поперечно-точные тарелки 22 и 24 таким образом, верхняя и нижняя поперечно-точные тарелки 22 и 24 способны лучше противостоять нагрузкам и вибрациям, прикладываемым во время работы колонны 10. Таким образом, полотна 26 и 42 тарелок более вероятно останутся в горизонтальном положении и неподвижными во время такой работы.

Опорная система 62 может быть использована или легко адаптирована для использования с центральными переливами различных конструкций. Например, на Фиг. 8 и 9, опорная система 62 используется с нижней поперечно-точной тарелкой 124, которая имеет центральный перелив 140 с наклонными стенками 152 перелива, а не вертикальными стенками 52 перелива, относящимися к центральному переливу 40 нижней поперечно-точной тарелки 24, изображенной на Фиг. 1-4 и 6-8. В остальном, нижняя поперечно-точная тарелка 124 с Фиг. 8 и 9 может иметь такую же конструкцию, как описанные ранее нижние поперечно-точные тарелки 24, и те же ссылочные позиции, начинающиеся с цифры «1», используются для обозначения аналогичных компонентов.

Обращаясь теперь к Фиг. 10 и 11, верхняя и нижняя поперечно-точные тарелки 222 и 224 и опорная система 262 показаны и отличаются следующим от верхней и нижней поперечно-точных тарелок 22 и 24 и опорной системы 62, показанных на Фиг. 1-4 и 6-8. Все панели 226, за исключением внешних панелей 226 верхней поперечно-точной тарелки 222, продолжаются от боковых переливов 228 и 230 до осевой линии полотна 226 тарелки, где они опираются на и прикреплены болтами к балке 266 опорной системы 262. Поскольку панели 226 опираются на осевой линии, фланцы 234 жесткости могут быть удалены в области балки 266 так, чтобы не требовалось включать в состав балки 266 прорези для фланцев 234 жесткости. Центральный перелив 240 включает в себя дополнительные прямоугольные рамные распорки 286 достаточной высоты для прикрепления болтами как к верхним, так и к нижним сегментам 254 и 256 стенок 252 перелива. Эти дополнительные распорки 286 отстоят на заданных интервалах друг от друга и от верхних распорок 258 и 260. В остальном, верхняя и нижняя поперечно-точные тарелки 222 и 224 и опорная система 262 в целом такие же, как верхняя и нижняя поперечно-точные тарелки 22 и 24 и опорные системы 62. Для простоты обозначения, те же ссылочные позиции, начинающиеся с цифры «2», были использованы на Фиг. 10 и 11 для обозначения аналогичных компонентов, показанных на Фиг. 1-4 и 6-8.

Обращаясь теперь к Фиг. 12 и 13, другой вариант выполнения центрального перелива, с которым опорная система 62 может быть использована, обозначен позицией 340. Центральный перелив 340 имеет наклонные стенки 352 перелива, которые заканчиваются у нижней пластины 388, содержащей створки 390 (Фиг. 12) или простые отверстия 392 (Фиг. 13). Нижние распорки 360 не продолжаются между стенками 352 перелива, а находятся под нижней пластиной 388 и поддерживают стенки 352 перелива во впускной области 238 полотна 226 нижележащей нижней поперечно-точной тарелки 224. В остальном, верхняя поперечно-точная тарелка 322 может иметь такую же конструкцию, как верхняя поперечно-точная тарелка 222. Те же ссылочные позиции, начинающиеся с цифры «3», а не с «2», были использованы для обозначения аналогичных компонентов, показанных на Фиг. 10 и 11.

Обращаясь теперь к Фиг. 14, смежные пары верхних и нижних поперечно-точных тарелок 422 и 424 показаны вместе с соответствующими первой и второй опорными системами 462 и 562. Верхние и нижние тарелки 422 и 424 и опорные системы 462 и 562 отличаются следующим от верхней и нижней поперечно-точных тарелок 22 и 24 и опорной системы 62, показанной на Фиг. 1-4 и 6-8. Продолжающиеся горизонтально балки 466 и 566 опорных систем 462 и 562 также вытянуты вертикально. Балка 566 опорной системы 562 продолжается до того же вертикального уровня что и, или до вертикального уровня немного ниже, чем верхние края стенок 452 центрального перелива 440 нижней тарелки 424 второй пары тарелок. Как также показано на Фиг. 14, вытянутая балка 566 дополнительно включает в себя множество отстоящих вбок прорезей 567, расположенных на требуемых интервалах вдоль длины балки 566. Хотя показаны многоугольными в сечении, прорези 567 могут иметь любой размер и/или форму, и количество и размещение таких прорезей могут быть определены исходя из конкретного применения.

Дополнительно, каждая балка 466 и 566 включает в себя острый край 469, расположенный на или вблизи концевого края опорной балки 466 или 566, чтобы способствовать контролю над пенкой и/или густой пеной внутри каждого из центральных переливов 440. Ни одна из опорных систем 462 или 562 не включает в себя комплект нижних распорок 60, соединенных с нижележащей верхней тарелкой. Соответственно, в вариантах выполнения, показанных на Фиг. 14, нижняя тарелка 424 каждой пары физически не соединена с верхней тарелкой 422 нижележащей пары тарелок. В остальном, оба комплекта верхней и нижней поперечно-точных тарелок 422 и 424 и опорные системы 462 и 562, показанные на Фиг. 14, в целом такие же, как верхняя и нижняя поперечно-точные тарелки 22 и 24 и опорная система 62. Для простоты обозначения, те же ссылочные позиции, начинающиеся с цифры «4», были использованы на Фиг. 14 для обозначения аналогичных компонентов, показанных на Фиг. 1-4 и 6-8.

Обращаясь теперь к Фиг. 15, смежные пары верхних и нижних поперечно-точных тарелок 622 и 624 и первая и вторая опорные системы 662 и 762 показаны и отличаются следующим от смежных пар верхних и нижних поперечно-точных тарелок 422 и 424 и опорных систем 462 и 562, показанных на Фиг. 14. Как показано на Фиг. 15, первая опорная система 652 по меньшей мере частично расположена между верхним комплектом верхней и нижней поперечно-точных тарелок 622 и 624 и включает в себя одну или более пару анкерных опор, расположенных вдоль направления протяженности перелива 640. Каждая пара анкерных опор включает в себя верхнюю анкерную опору 651 и нижнюю анкерную опору 653, расположенные в шахматном порядке относительно друг друга и направления протяженности центрального перелива 640. Верхняя анкерная опора 651 каждой пары соединена с нижней поверхностью полотна 626 верхней тарелки, в то время как нижняя анкерная опора 653 соединена с верхней поверхностью полотна 626 нижележащей верхней тарелки 622 смежной пары.

Поперечная опорная балка 677 продолжается в общем по диагонали между верхней 651 и нижней 653 анкерными опорами каждой пары. Вследствие расположения анкерных опор 651 и 653 в шахматном порядке, смежные поперечные балки 677 продолжаются в общем в противоположных диагональных направлениях. Вытянутые подпирающие элементы 654 опорной системы 652 также соединены с верхней анкерной опорой 653 каждой пары и в общем расположены между парами противоположно продолжающихся поперечных опорных балок 677. Вторая опорная система 762, показанная на Фиг. 15, практически такая же, как опорная система 62, показанная на Фиг. 2 и 3, за исключением того, что опорная система 762 не включает в себя противозаливные заслонки. В остальном, верхние и нижние поперечно-точные тарелки 622 и 624, а также первая и вторая опорные системы 652 и 752 могут иметь такую же конструкцию, как аналогичные компоненты, описанные в отношении Фиг. 1-4 и 6-8. Те же ссылочные позиции, начинающиеся с цифры «6», а не «1», были использованы для обозначения аналогичных компонентов, показанных на Фиг. 1-4 и 6-8.

Несмотря на то, что изобретение было описано в отношении опорной системы, которая присоединена к центральному переливу нижней поперечно-точной тарелки, ясно, что изобретение также может включать в себя использование такой опорной системы с промежуточным, а не центральным переливом в многопроходной поперечно-точной тарелке.

Из вышеизложенного ясно, что это изобретение является хорошо адаптированным для достижения всех целей и задач, изложенных выше, вместе с другими преимуществами, которые присущи конструкции.

Ясно, что некоторые признаки и субкомбинации являются полезными и могут быть использованы независимо от других признаков и субкомбинаций. Это предполагается и лежит в пределах объема изобретения.

Поскольку возможно множество вариантов выполнения изобретения без отступления от его объема, ясно, что все сведения, изложенные здесь или показанные на сопровождающих чертежах, являются пояснительными и не ограничительными.

Изобретение относится к химической промышленности. Поперечно-точные тарелки снабжены опорной системой (62), которая соединяет верхнюю поперечно-точную тарелку (22) с переливом нижней поперечно-точной тарелки (24). Опорная система (62) расположена между первыми верхней (22) и нижней (24) тарелками и содержит множество горизонтально отстоящих распорок (58), соединенных с и продолжающихся между стенками (52) центрального перелива, опорную балку (66), соединенную с нижней поверхностью верхнего полотна, и множество вытянутых подпирающих элементов (64), соединенных с и продолжающихся между опорной балкой (66) и каждой из распорок (58). Изобретение позволяет упростить конструкцию и установку поперечно-точных тарелок, не затрудняя функционирование колонны. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Тарелка в сборе для использования в массообменной колонне, содержащая:
первую верхнюю поперечно-точную тарелку, содержащую в общем плоское полотно первой верхней тарелки и по меньшей мере один перелив для удаления жидкости с упомянутого первого верхнего полотна;
первую нижнюю поперечно-точную тарелку, вертикально отстоящую от упомянутой первой верхней тарелки, при этом первая нижняя тарелка содержит в общем плоское полотно первой нижней тарелки и впускную область, расположенную вблизи упомянутого перелива первой верхней тарелки для приема жидкости с первой верхней тарелки, при этом первая нижняя тарелка дополнительно содержит по меньшей мере один центральный перелив, расположенный в или вблизи центра упомянутого нижнего полотна для удаления с него жидкости, при этом центральный перелив содержит пару разнесенных параллельных стенок, продолжающихся в направлении, в общем перпендикулярном направлению потока жидкости по первому нижнему полотну; и
опорную систему, по меньшей мере частично расположенную между первыми верхней и нижней тарелками, причем опорная система содержит множество горизонтально отстоящих распорок, соединенных с и продолжающихся между стенками центрального перелива, опорную балку, соединенную с нижней поверхностью верхнего полотна, и множество вытянутых подпирающих элементов, соединенных с и продолжающихся между опорной балкой и каждой из распорок.

2. Тарелка в сборе по п. 1, дополнительно содержащая вторую верхнюю поперечно-точную тарелку, лежащую ниже первой нижней тарелки и вертикально отстоящую от нее, при этом вторая верхняя тарелка содержит полотно второй верхней тарелки и впускную область, расположенную вблизи центрального перелива, при этом нижние края стенок упомянутого центрального перелива отстоят от впускной области второго верхнего полотна, чтобы таким образом образовывать зазор для обеспечения протекания жидкости из центрального перелива на впускную область второго верхнего полотна.

3. Тарелка в сборе по п. 2, в которой опорная система дополнительно содержит множество горизонтально отстоящих нижних распорок, продолжающихся между и соединенных с нижним участком стенок центрального перелива, при этом упомянутые нижние распорки также соединены со вторым верхним полотном второй верхней тарелки.

4. Тарелка в сборе по п. 3, в которой по меньшей мере участок нижних распорок продолжается ниже нижнего концевого края стенок центрального перелива.

5. Тарелка в сборе по п. 3, дополнительно содержащая перфорированную уплотнительную пластину, соединенную с и продолжающуюся между нижними концевыми краями стенок центрального перелива и закрывающую, по меньшей мере, участок нижнего отверстия центрального перелива, при этом нижние распорки расположены под нижними концевыми краями стенок центрального перелива и соединяют стенки центрального перелива со вторым верхним полотном второй верхней тарелки.

6. Тарелка в сборе по п. 2, в которой стенки центрального перелива включают в себя верхний и нижний участки и дополнительно содержат множество прямоугольных рамных распорок, расположенных внутри центрального перелива и соединенных как с верхним, так и с нижним участком упомянутых стенок, при этом прямоугольные рамные распорки также соединены со вторым верхним полотном второй верхней тарелки.

7. Тарелка в сборе по п. 2, дополнительно содержащая по меньшей мере одну пару анкерных опор, при этом каждая пара анкерных опор включает в себя верхнюю анкерную опору, соединенную с упомянутой балкой, и нижнюю анкерную опору, соединенную со вторым верхним полотном второй верхней тарелки, при этом верхняя и нижняя анкерные опоры упомянутой по меньшей мере одной пары расположены в шахматном порядке относительно друг друга вдоль направления протяженности центрального перелива; и дополнительно содержащая по меньшей мере один поперечный опорный элемент, продолжающийся по диагонали между верхней и нижней анкерными опорами упомянутой по меньшей мере одной пары.

8. Тарелка в сборе по п. 7, в которой упомянутый вытянутый подпирающий элемент также соединен с верхней анкерной опорой.

9. Тарелка в сборе по п. 8, дополнительно содержащая вторую пару анкерных опор, расположенных в шахматном порядке в аналогичной конфигурации, как и упомянутая по меньшей мере одна пара анкерных опор; и дополнительно содержащая противоположно продолжающийся поперечный опорный элемент, продолжающийся между верхней анкерной опорой упомянутой по меньшей мере одной пары анкерных опор и нижней анкерной опорой упомянутой второй пары анкерных опор, при этом вытянутый подпирающий элемент расположен между упомянутым по меньшей мере одним поперечным опорным элементом и упомянутым противоположно продолжающимся опорным элементом.

10. Тарелка в сборе по п. 1, в которой упомянутая опорная балка включает в себя нижний фланец, верхний фланец и вертикальную секцию, расположенную между ними, в которой первое верхнее полотно первой верхней тарелки содержит множество панелей полотна, при этом упомянутый верхний фланец опорной балки прикреплен к нижней поверхности, по меньшей мере, участка панелей полотна.

11. Тарелка в сборе по п. 10, в которой, по меньшей мере, участок панелей полотна содержит фланец жесткости, продолжающийся вниз из ее упомянутой нижней поверхности, при этом верхний фланец опорной балки включает в себя множество прорезей, выполненных с возможностью вмещения фланцев жесткости.

12. Тарелка в сборе по п. 10, в которой панели полотна содержат первую группу панелей полотна, продолжающихся из одного конца верхнего полотна тарелки до его центра, и вторую группу панелей полотна, продолжающихся из другого конца верхнего полотна тарелки к его центру, при этом, по меньшей мере, участок концевых краев упомянутых панелей полотна в упомянутой первой группе выполнен с возможностью опоры на и/или перекрытия, по меньшей мере, участка концевых краев панелей полотна на осевой линии полотна верхней тарелки.

13. Тарелка в сборе по п. 1, в которой упомянутая балка содержит вертикально вытянутую балку, образующую вертикально протяженную поверхность, в которой упомянутая вертикально продолжающаяся поверхность продолжается вниз в пространство, образованное между стенками центрального перелива, при этом вертикально продолжающаяся поверхность включает в себя одну или более прорезей, отстоящих вдоль направления горизонтальной протяженности вертикально продолжающейся пластины.

14. Тарелка в сборе по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере одну противозаливную заслонку, расположенную между двумя смежными вытянутыми подпирающими элементами, при этом противозаливные заслонки содержат вертикально продолжающуюся пластину, соединенную с упомянутыми смежными подпирающими элементами посредством одного или более установочных фланцев, при этом упомянутая вертикально продолжающаяся пластина расположена вдоль осевой линии центрального перелива.

15. Тарелка в сборе по п. 14, в которой установочные фланцы содержат изогнутый установочный фланец, и по меньшей мере, участок упомянутых вытянутых подпирающих элементов расположен смещенным от упомянутой осевой линии.

16. Тарелка в сборе по п. 14, в которой первая нижняя тарелка дополнительно содержит впускной порог, расположенный вблизи впускной области, для поддержания уровня жидкости на полотне нижней тарелки, при этом верхний концевой край впускного порога расположен приблизительно на том же вертикальном уровне, что и нижний концевой край вертикально продолжающейся пластины противозаливной заслонки.

17. Тарелка в сборе по п. 1, дополнительно содержащая один или более продолжающихся вниз острых краев, расположенных на по меньшей мере одном концевом крае упомянутой балки.

18. Тарелка в сборе по п. 1, в которой стенки перелива включают в себя верхний участок стенки и нижний участок стенки.

19. Тарелка в сборе по п. 18, в которой нижний участок стенки выполнен с возможностью регулировки при установке тарелки в сборе в массообменную колонну.

20. Тарелка в сборе по п. 18, в которой нижний участок стенки перелива наклонен.

21. Тарелка в сборе по п. 1, в которой центральный перелив расположен на осевой линии упомянутой нижней поперечно-точной тарелки.

22. Массообменная колонна, содержащая
внешний корпус колонны, ограничивающий открытый внутренний объем, и по меньшей мере одну поперечно-точную тарелку в сборе по п. 1, расположенную в упомянутом открытом внутреннем объеме корпуса.