BR0210439B1 - bandejas de contato, e, coluna de transferência de massa ou de troca de calor contendo tal bandeja de contato. - Google Patents

Description

"BANDEJA DE CONTATO, Ε, COLUNA DE TRANSFERÊNCIA DEMASSA OU DE TROCA DE CALOR CONTENDO TAL BANDEJA DECONTATO"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito a dispositivos detransferência de massa e, mais particularmente, a bandejas de contatovapor-líquido e a métodos de fabricar e utilizar tais bandejas. Váriostipos de bandejas são normalmente usados em colunas de transferênciade massa para promover contato e transferência de massa entrecorrentes de fluido ascendentes e as que escoam para baixo. O fluidoascendente é tipicamente vapor, e o fluido descendente é tipicamentelíquido, embora sistemas líquido-líquido e gás-líquido sejam tambémconhecidos. Cada bandeja normalmente estende-se horizontalmente deforma substancial através de toda a seção transversal horizontal dacoluna e é suportada em torno de seu perímetro por um anel soldadona superfície interna da parede ou casca da coluna circular. Inúmerasbandejas ficam posicionadas desta maneira com um espaçamentovertical uniforme entre bandejas adjacentes. As bandejas podem ficarlocalizadas somente em uma parte da coluna para realizar uma partede um processo de múltiplas etapas que ocorre com a coluna.Alternativamente, as bandejas podem preencher substancialmente todaa área aberta dentro da coluna.

As bandejas do tipo supradescrito contêm um ou mais tubosdescendentes que ficam posicionados em aberturas na plataforma da bandejapara fornecer caminhos de passagens para líquido descer de uma bandeja parauma bandeja inferior adjacente. Antes de entrar no tubo descendente, olíquido na plataforma da bandeja interage com vapor ascendente que passaatravés das aberturas providas em partes selecionadas da plataforma dabandeja. Essas áreas da plataforma da bandeja que contêm aberturas de vaporsão normalmente referidas como áreas "ativas", em virtude da mistura eespuma de vapor e líquido que ocorre acima dessas áreas da bandeja. Asentradas do tubo descendente nas bandejas adjacentes verticalmente podemestender-se em direções lateralmente opostas para promover distribuiçãolateral mais uniforme do líquido descendente, ou elas podem estender-se emum relacionamento paralelo, mas deslocado.

Pelo menos duas categorias gerais de bandejas são usadas emcolunas de transferência de massa. Uma primeira categoria de bandejas éreferida como bandejas de contrafluxo, ou bandejas de tubos descendentesmúltiplos, e é caracterizada por uma quantidade relativamente grande detubos descendentes posicionados em cada bandeja. Em bandejas decontrafluxo, os tubos descendentes têm geralmente a forma de cuba eestendem-se acima da bandeja, de maneira tal que líquido tenha queacumular-se na superfície da bandeja antes de entrar na entrada do tubodescendente. A saída inferior de tais tubos descendentes utiliza uma chapaperfurada que faz com que líquido acumule dentro do tubo descendente paravedar a saída contra a entrada de vapor ascendente no tubo descendente, ondeele impediria o fluxo descendente de líquido. A saída inferior deste tipo detubo descendente fica normalmente localizada bem acima da plataforma dabandeja abaixo e acima da entrada dos tubos descendentes na bandeja abaixo.

A segunda categoria geral de bandejas é referida comobandejas de fluxo cruzado e difere das bandejas de contrafluxo em diversosaspectos significativos. Primeiro, o número de tubos descendentes utilizadonas bandejas de fluxo cruzado é normalmente menor do o número usado embandejas de contrafluxo. Bandejas de fluxo cruzado normalmente usam umtubo descendente lateral localizado em extremidades opostas de bandejasadjacentes, embora em configurações de múltiplos passes um ou mais tubosdescendentes adicionais fiquem localizados em locais intermediários em cadabandeja de fluxo cruzado. Tubos descendentes em bandejas de fluxo cruzadonormalmente descarregam líquido em uma panela de recebimento nãoperfurada localizada na bandeja abaixo, e barreiras de entrada são providasadjacentes à panela de recebimento para fazer com que líquido se acumuleacima do nível da saída do tubo descendente para selar a entrada de vapor notubo descendente. Ao contrário, conforme discutido anteriormente, tubosdescendentes de bandeja de contrafluxo usam uma chapa de descarga nãoperfurada em vez de uma barreira de entrada para formar a vedação delíquido, e líquido é descarregado na área ativa da bandeja subjacente, em vezde na panela de vedação perfurada.

Bandejas de contrafluxo e de fluxo cruzado também diferemna maneira na qual elas são construídas e instaladas em uma coluna. Bandejasde contrafluxo são normalmente suportadas completamente em anéis desuporte que são soldados na superfície interna da casca da coluna. Em virtudede as saídas dos tubos descendentes em bandejas de contrafluxo ficaremlocalizadas bem acima da bandeja abaixo, algumas variações no espaçamentoda bandeja decorrente de desvios na colocação do anel e na construção dotubo descendente podem ser acomodadas, sem afetar significativamente odesempenho da bandeja. Em decorrência disto, cada tubo descendente e opainel da bandeja em uma bandeja de contrafluxo são normalmente pré-montados e então simplesmente levados para a coluna através de uma trilha,ou de outra abertura, e posicionados no anel de suporte.

Ao contrário, os tubos descendentes em bandejas de fluxocruzado estendem-se quase completamente até a bandeja abaixo e devem serposicionados cuidadosamente para assegurar que a folga vertical adequadaseja provida entre a borda inferior do tubo descendente e a panela de vedaçãonão perfurada na bandeja abaixo. Variações nesta folga vertical podem afetarsignificativamente a quantidade de líquido que pode ser descarregado do tubodescendente e pode resultar em inundação prejudicial do tubo descendente eda coluna. Em virtude de a folga vertical ser tão importante, o tubodescendente é normalmente montado dentro da coluna com uso de múltiplaspeças, de maneira tal que a parede inferior ou anteparo do tubo descendentepossam seja ajustados de forma a proporcionar a folga vertical adequada.

Os tubos descendentes em bandejas de contrafluxo e de fluxocruzado também diferem na maneira na qual elas são suportadas na coluna.Tubos descendentes de contrafluxo têm configuração tipo caixa enormalmente não estendem-se completamente através da seção transversal dacoluna a fim de simplificar a instalação das bandejas. Em virtude de menor número de tubos descendentes serem normalmente usados em bandejas defluxo cruzado, elas tradicionalmente estendem-se completamente através daseção transversal horizontal da coluna de forma a maximizar a capacidadetotal de levar líquido dos tubos descendentes. Normalmente, a casca da colunaforma as paredes de extremidade menores desses tubos descendentes e, no caso de tubos descendentes laterais, uma das paredes laterais que estendem-selongitudinalmente. As demais paredes laterais de cada tubo descendente sãoanexadas à casca da coluna com uso de inúmeras barras de aparafusamentoque estendem-se verticalmente e inclinadas que são pré-posicionadas esoldadas na superfície interna da casca da coluna. A localização e instalação dessas barras de aparafusamento é uma tarefa demorada e trabalhosa que podeadicionar significativamente custo das bandejas de fluxo cruzado. Além domais, se as barras de aparafusamento ficarem desalinhadas, a instalação dotubo descendente torna-se mais difícil, e/ou a folga de descarga verticalimportante na saída do tubo descendente pode ser afetada adversamente. Assim surgiu uma necessidade de uma bandeja de fluxocruzado que seja mais fácil de instalar e que não exija o uso de barras deaparafusamento do tubo descendente.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto, a presente invenção diz respeito a uma colunade transferência de massa ou de troca de calor que tem uma casca vertical quedefine uma região interna aberta e que tem uma superfície interna com umacircunferência de comprimento pré-selecionado. Um primeiro suporte dabandeja com natureza de um anel de suporte parcial ou completo é anexadona superfície interna da casca e estende-se em um primeiro plano em torno depelo menos uma parte da circunferência da superfície interna da casca. Umsegundo suporte da bandeja também com natureza de um anel de suporte ousegmentos destes é anexado à superfície interna da casca e estende-se em umsegundo plano espaçado a uma distância pré-selecionado abaixo do primeiroplano em torno de pelo menos uma parte da circunferência da superfícieinterna da casca. Uma primeira bandeja e uma segunda bandeja subjacenteficam posicionadas dentro da casca, e cada bandeja é de construção similar ecompreende uma plataforma da bandeja que tem uma área ativa eextremidades opostas e lados opostos. Pelo menos um tubo descendente, enormalmente uma pluralidade deles, fica cada qual posicionado em umaabertura na plataforma da bandeja e estende-se em uma direção para baixopara remover líquido a seguir à interação com vapor na plataforma dabandeja. A plataforma da bandeja da primeira bandeja é suportada pelo ditoprimeiro suporte, e a plataforma da bandeja da segunda bandeja é suportadapelo segundo suporte da bandeja. Pelo menos um apoio de suporte estende-separa baixo a partir de um ou mais dos tubos descendentes da primeira bandejaaté a segunda bandeja subjacente e suporta os tubos descendentes associadosda primeira bandeja na segunda bandeja subjacente. Desta maneira, os apoiosde suporte permitem que a folga do tubo descendente desejada seja mantida,mesmo se houver variações na colocação dos anéis de suporte. Além disso, aeliminação de barras de aparafusamento que são convencionalmente soldadasna casca da coluna dão condições para uma montagem mais rápida e maisbarata das bandejas 16 dentro da coluna 10.

Em um outro aspecto, a invenção diz respeito a um método deinstalar uma pluralidade de bandejas de contato dentro de uma coluna detransferência de massa ou de troca de calor nova ou remodelada. O métodoinclui as etapas de fornecer um primeiro suporte da bandeja anexo à superfícieinterna da casca e estendendo-se em um primeiro plano em parte ousubstancialmente em torno de toda a circunferência da superfície interna dacasca. Um segundo suporte da bandeja é anexado na superfície interna dacasca e estende-se em um segundo plano espaçado a uma distância pré-selecionada abaixo do primeiro plano em parte ou substancialmente por toda acircunferência da superfície interna da casca. Uma primeira bandeja e umasegunda bandeja subjacente do tipo aqui descrito são levadas ao interior dacoluna através de trilhas ou outras aberturas adequadas e são montadas com aplataforma da bandeja da primeira bandeja suportada no primeiro suporte dabandeja e a plataforma da bandeja da segunda bandeja suportada no segundosuporte da bandeja. Os tubos descendentes pelo menos da primeira bandeja e,preferivelmente, tanto da primeira como da segunda bandeja, são suportadoscompletamente na plataforma da bandeja das bandejas subjacentes.

A presente invenção diz respeito também a uma bandeja decontato que compreende uma plataforma da bandeja que tem aberturas devapor para permitir que o vapor suba através da bandeja para misturar com olíquido que escoa através da plataforma da bandeja, uma abertura alongada nabandeja, e um tubo descendente posicionado na abertura para remover líquidoda plataforma da bandeja. O tubo descendente compreende paredes lateraisespaçadas umas das outras e paredes extremas que estendem-se entre asparedes laterais até perto das extremidades opostas do tubo descendente. Cadauma das paredes laterais compreende um segmento inferior, um segmentointermediário vertical e um segmento de ressalto que estende-se para dentro.Pelo menos um dos segmentos inferiores é inclinado em direção ao outrosegmento inferior para formar uma saída de descarga inferior que tem umaárea aberta pré-selecionada em um plano horizontal que é menor do que umaáreas seccional transversal horizontal entre os segmentos intermediários dotubo descendente. Partes da plataforma da bandeja se sobrepõem e sãosuportadas nos segmentos de ressalto. Aberturas de passagem de fluidoalinhadas nos segmentos de ressalto e as partes sobrepostas da plataforma dabandeja permitem a entrada de líquido no tubo descendente durante a partida.A seguir à partida, as aberturas de passagem de fluido também permitem quevapor que separou-se do líquido no tubo descendente saia do tubodescendente sem impedir a entrada de líquido na entrada do tubo descendente.Vantajosamente, cada parede lateral do tubo descendente e uma barreiraassociada são de uma construção em peça única formada dobrando-se umaúnica folha de metal.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DE DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

Nos desenhos anexos que formam parte da especificação e nosquais números de referência iguais são usados para indicar partes iguais nasvárias vistas:

A figura 1 é uma vista em perspectiva fragmentada de umacoluna de transferência de massa que contém bandejas de fluxo cruzadoconstruídas de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 2 é uma vista em elevação fragmentada ampliada dacoluna e de uma pluralidade de bandejas tomada na seção vertical ao longo dalinha 2-2 da figura 1;

A figura 3 é uma vista plana de topo da coluna e da bandeja;

A figura 4 é uma vista em elevação fragmentada ampliada deuma parte da bandeja que contém um tubo descendente, com uma paredeextrema do tubo descendente sendo rota com propósitos de ilustração;

A figura 5 é uma vista em perspectiva de extremidadefragmentada do tubo descendente mostrado na figura 4;

A figura 6 é uma vista plana de topo do tubo descendentetomada ao longo da linha 6-6 da figura 4 na direção das setas;A figura 7 é uma vista plana de topo do tubo descendentetomada na seção horizontal ao longo da linha 7-7 da figura 4 na direção dassetas;

A figura 8 é uma vista plana de topo fragmentada da colunaque mostra uma parte de um tubo descendente lateral suportado em umabandeja subjacente;

A figura 9 é uma vista em elevação lateral fragmentada dacoluna tomada na seção vertical ao longo da linha 9-9 da figura 8 e quemostra a maneira na qual o tubo descendente lateral é suportado na bandejasubjacente; e

A figura 10 é uma vista em perspectiva fragmentada ampliadaque mostra um dos suportes usados para suportar uma extremidade do tubodescendente lateral.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Referindo-se agora aos desenhos com mais detalhes, einicialmente às figuras 1-3, uma coluna de transferência de massa ou detroca de calor está designada no geral pelo número 10 e inclui uma cascacilíndrica vertical 12 que define uma região interior aberta 14 na qual umapluralidade de bandejas de contato fluido-fluido 16 fica localizada. Asbandejas 16 são de um projeto de fluxo cruzado e são normalmente usadaspara facilitar o fracionamento vapor-líquido ou outro contato, mas podem sertambém usadas em aplicações líquido-líquido e gás-líquido. A coluna 10 é deum tipo usado para processar correntes de líquido e vapor, inclusive paraobter produtos de fracionamento. Embora a coluna 10 esteja mostrada emuma configuração cilíndrica, outras formas, inclusive a poligonal, podem serusadas. A coluna 10 pode ser de qualquer diâmetro e altura adequados e podeser construída a partir de materiais rígidos.

Uma ou mais correntes de líquido podem ser direcionadas paraa coluna 10 de uma maneira convencional através de linhas de alimentaçãoque não estão mostradas por causa da natureza convencional delas.Similarmente, uma ou mais correntes de vapor podem ser carregadas nacoluna ou podem ser geradas dentro da coluna. Além das bandejas 16,componentes internos tais como leitos de embalagem podem ficar localizadosdentro da coluna para realizar outro processamento desejado de correntes delíquido e vapor. Outros componentes do sistema adequados, tais comoconexões e linhas para alimentação, remoção de produto e correntes derefluxo, refervedores e condensadores, e similares não estão ilustrados, porcausa da natureza convencionais deles.

As bandejas 16 da presente invenção ficam posicionadas naregião interior 14 da coluna 10 e ficam localizadas em relacionamentoespaçado verticalmente. As bandejas 16 ficam no geral dispostashorizontalmente e são suportadas em anéis 18 que são soldados ou de outraforma montados na superfície interna da casca da coluna 12. Conformedescrito de maneira mais completa a seguir, alguns anéis 18 estendem-secompletamente em torno da circunferência interna da coluna 10, enquantooutros são formados como dois ou mais segmentos de anel espaçados quecircunscrevem somente partes selecionadas da circunferência interna dacoluna.

Cada bandeja 16 compreende uma plataforma da bandeja 20formada a partir de uma pluralidade de painéis no geral co-planares 22 queficam espaçados para formar uma pluralidade de aberturas alongadas. Ostubos descendentes 24 ficam posicionados nessas aberturas para removerlíquido da plataforma da bandeja 20 e transferi-lo para a bandeja subjacenteseguinte 16 através de uma saída de descarga inferior 25. Os dois painéis 22nas extremidades opostas de bandejas alternadas 16 ficam similarmenteespaçados da casca da coluna 12 para formar uma abertura em arco na qualtubos descendentes laterais 26 ficam posicionados. Os tubos descendentes 24são orientados de maneira tal que suas dimensões horizontais maioresestendam-se na mesma direção, mas tubos descendentes 24 em bandejasadjacentes 16 ficam deslocados, de maneira tal que eles não fiquem emalinhamento vertical.

Os painéis 22 da plataforma da bandeja 20 incluem umapluralidade de aberturas de fluxo de vapor 28 distribuída uniformementeatravés da parte da plataforma da bandeja conhecida como "área ativa". Asaberturas 28 permite que o vapor passe através da plataforma da bandeja einteraja com o líquido que escoa através da superfície superior da bandeja. Asaberturas 28 têm um tamanho, forma e distribuição selecionados para ascondições operacionais particulares nas quais a bandeja 16 será utilizada.Conforme mais bem mostrado na figura 8, as aberturas 28 podem ser válvulaspuncionadas de um desenho convencional. Alternativamente, as aberturas 28podem ser unidades de válvula móveis ou simples furos de peneira.

Cada painel da plataforma da bandeja 22 é suportado nas suasextremidades opostas pelo anel de suporte 18 soldado na casca da coluna 12.Nessas partes da plataforma da bandeja 20 onde não fica localizado nenhumpainel 22, partes do anel de suporte 18 podem ser omitidas para simplificar oprocesso de instalação. Por exemplo, o anel de suporte 18 não precisa estarpresente nas partes das bandejas 16 onde dos tubos descendentes laterais 26ficam localizados. Conforme pode-se ver melhor nas figuras 4 e 5, os ladosdos painéis da plataforma 22 se sobrepõem parcialmente e são suportados porvigas em forma de T 30 que estendem-se na mesma direção longitudinal dospainéis da plataforma 22. As vigas em forma de T 30 são igualmentesuportadas nas suas extremidades opostas pelo anel de suporte 18. Cada viga30 é preferivelmente formada de duas peças de matéria-prima de metal planoque são dobradas na forma de L invertido e são então unidas entre si paraformar o perfil T da viga. Outras técnicas de fabricação, certamente, estãodisponíveis, e cantoneiras opcionais 31 podem ser usadas com propósitos deenrijecimento. A perna vertical da viga 30 funciona com um defletor anti-salto 32 para ajudar a direcionar o líquido para dentro do tubo descendentealinhado verticalmente 24 na bandeja abaixo. Uma pluralidade de aberturas33 pode ser formada no defletor 32 para permitir que o vapor escoe através dodefletor 32 para equalizar a pressão em ambos os lados dele.

As partes que estendem-se lateral ou horizontalmente dasvigas em forma de T 30 formam um painel de entrada 34 que fica subjacenteaos tubos descendentes 24 que estendem-se para baixo da bandeja 16 acima.As duas fileiras paralelas e espaçadas de promotores de bolha em forma decaixa 36 ficam posicionadas na superfície superior do painel de entrada 34acima das aberturas (não mostradas)formada no painel de entrada 34 parapermitir a entrada de vapor nos promotores de bolha 36.

Uma panela de recebimento de líquido alongada 38 ficaposicionada centralmente entre as fileiras de promotores de bolha 36 no topodo painel de entrada 34 e estende-se ao longo do comprimento do painel deentrada 34. A panela de recebimento 38 fica em alinhamento vertical com asaída de descarga 25 do tubo descendente sobrejacente 24, de maneira tal queele receba o líquido descarregado do tubo descendente sobrejacente 24. Apanela de recebimento 38, preferivelmente, não é perfurado para prevenir oescoamento de líquido para baixo da drenagem através da panela derecebimento 38 e assim desviar da interação pretendida com o vapor naplataforma da bandeja.

Posicionado ao longo de ambos os lados da panela derecebimento 38 ficam barreiras 40 que estendem-se para cima a uma distânciapré-selecionada para fazer com que o líquido descarregado do tubodescendente sobrejacente 24 se acumule na panela de recebimento 38 paraformar uma vedação a líquido que impeça a entrada de vapor na saída dedescarga 25 do tubo descendente sobrejacente 24. A panela de recebimento 38e as barreiras 40 são preferivelmente de uma construção em peça únicaformada dobrando-se para cima os lados longitudinais de uma peça dematéria-prima de metal plano alongado.

Cada tubo descendente 24 compreende um par de paredeslaterais que estendem-se longitudinalmente e espaçadas 42 e um par deparedes extremas 44 que são presas nas extremidades das paredes laterais 42.

O espaçamento entre as partes superiores que estendem-se verticalmente dasparedes laterais 42 forma uma entrada 46, de maneira tal que parte do líquidoacumule dentro do tubo descendente durante a operação da coluna 10. Um parde barreiras espaçadas 48 é formado ao longo da entrada do tubo descendente46, de maneira tal que o líquido se acumule na plataforma da bandeja 20 parainteração antes de entrar no tubo descendente 24. Cada parede lateral do tubodescendente 42 e a barreira associada 48 são de uma construção em peçaúnica formada dobrando-se matéria-prima de metal plano. Desta maneira, abarreira 48 é formada integralmente com a parede lateral 42 e é conectada aum flange horizontal 50 que estende-se para dentro a partir da parte superiorda parede lateral 42. Conforme mais bem visto nas figuras 5 e 6, o flange 50eas partes sobrepostas da plataforma da bandeja 20 vantajosamente incluemuma pluralidade de aberturas espaçadas e alinhadas 52 que funciona comotorneiras de partida para permitir que o líquido entre no tubo descendente 24 abaixas vazões presentes durante a partida da coluna 10. Pode-se ver que oflange que estende-se horizontalmente 50 também suporta as partessobrepostas da plataforma da bandeja 20 e permite que a parte superior dasparedes laterais 42 sejam deslocadas para fora para aumentar o volumeinterno do tubo descendente 24. Depois da partida, as aberturas 52 contidas noflange 50 e na plataforma da bandeja 20 que fornecem um caminho de fluxoimediato para o vapor sair do volume interno do tubo descendente 24 depoisde desencaixar do líquido nele.

Cada tubo descendente 24 inclui um apoio de suporte 54 presona parte inferior de cada parede extrema do tubo descendente 44. O apoio desuporte 54 estende-se para baixo abaixo da parede extrema 44 a uma distânciapré-selecionada correspondente à folga de descarga vertical desejada na saídado tubo descendente 25. Quando o tubo descendente 24 ficar posicionado nacoluna 10, os apoios de suporte 54 apoiam na panela de recebimento 38 dabandeja subjacente 16. Desta maneira, os apoios de suporte 54 levam todo o peso do tubo descendente 24 e transferem-no para a viga em forma de T 30 nabandeja 16 abaixo. Os tubos descendentes 24 assim não precisam sersuportados no mesmo anel 18 que a bandeja 16 na qual o tubo descendentedesce. Em virtude de os apoios de suporte 54 transferirem o peso do tubodescendente 24 para a bandeja abaixo, os tubos descendentes 24 não precisam ser suportados pelas barras de aparafusamento verticais, como no caso combandejas de fluxo cruzado convencionais. Além disso, em virtude de osapoios de suporte 54 manterem a folga vertical desejada entre a saída dedescarga do tubo descendente 25 e a panela de recebimento subjacente 38, otubo descendente 24 não precisa ser de uma construção de múltiplas peças, como é convencionalmente necessário para permitir o ajuste do anteparo dotubo descendente para obter a folga de descarga vertical desejada. Emdecorrência disto, as paredes laterais do tubo descendente 42 podem ser deuma construção em peça única, e o tubo descendente pode ser pré-montadofora da coluna 10 e então simplesmente levado através de uma trilha e posicionado na bandeja subjacente 16. Eliminando-se a necessidade deinstalar barras de aparafusamento e de montar o tubo descendente a partir demúltiplas peças dentro da coluna, pode-se economizar tempo e despesasubstancial na instalação de tubos descendentes 24.

Cada braçadeira de suporte 54 compreende um corpo no geral plano 56 e um par de flanges de enrijecimento que estende-se verticalmente58. Uma abertura 60 é preferivelmente formada no corpo 56 para permitir queo fluido escoe através do apoio 54. O apoio 54 pode ser soldado, aparafusadaou presa de outra forma na face externa da parede extrema do tubodescendente 44.De volta adicionalmente às figuras 8 e 9, cada tubodescendente lateral 26 pode ser suportado na bandeja subjacente 16 de umamaneira similar aos tubos descendentes intermediários 24. Os tubosdescendentes laterais 26 são de configuração em arco e incluem uma saiainferior semi-cônica multi-segmentada 62. Um apoio de suporte 64 fica presono painel da bandeja subjacente 22 em um local para receber e suportar a saiado tubo descendente 62. O apoio 64 tem forma geral de U e é cortado paraformar um perfil lateral de forma de L. Desta maneira, o apoio 64 funcionapara fornecer a folga vertical desejada entre a extremidade de descargainferior da saia do tubo descendente 62 e o painel da bandeja subjacente 22 etambém posicionar a saia do tubo descendente 62 na distância horizontaldesejada da casca da coluna 12. Conforme pode-se ver melhor nas figuras 9 e10, um par de braçadeiras de suporte 66 fica também preso em extremidadesopostas do tubo descendente 26 para fornecer suporte adicional ao tubodescendente 26 na plataforma da bandeja subjacente 20. Os apoios de suporte66 são cada qual de uma construção em duas peças, com uma perna em formade L inferior 68 que é presa movelmente na plataforma da bandeja subjacente20. Vários métodos de prender a bandeja 20 podem ser utilizados, incluindoum prendedor 70, tal como uma porca e parafuso, que estende-se através deuma fenda de ponta cega 72 na plataforma da bandeja 20, e uma abertura (nãomostrada) na perna 68. A fenda 72 permite ajuste do posicionamento da perna68 em relação à casca 12, com a perna 68 preferivelmente sendo ajustada demaneira tal que apóie a casca 12 e forneça uma vedação parcial. Cadabraçadeira de suporte 66 também inclui um segmento superior 74 que temuma chapa vertical 76 que é presa na saia do tubo descendente 62 porprendedores 70 que estendem-se através de fendas de ajuste 78 na saia dotubo descendente 62. O segmento superior 74 inclui um flange 80 queestende-se a 90 graus em relação a uma borda vertical da chapa 76 e é presona perna inferior 68 por um par de prendedores 70. Um flange que estende-sehorizontalmente 82 estende-se ao longo da borda superior da chapa 76 e épreso no anel de suporte 18 para a plataforma da bandeja sobrejacente 20.Pode-se ver que o método aqui descrito para suportar os tubos descendentes24 e os tubos descendentes laterais 26 completamente na plataforma dabandeja subjacente 20 permite que as bandejas 16 sejam facilmente montadasdentro da coluna 12, sem os atrasos e despesa associados com barras deaparafusamento que são convencionalmente soldadas na superfície interna dacasca da coluna 12 para fornecer suporte para os tubos descendentes.Economias de instalação adicionais são obtidas pelo uso de segmentos de anelde suporte somente nessas partes da circunferência da casca 12 onde aplataforma da bandeja 12 exige suporte. As aberturas na plataforma dabandeja 20 onde os tubos descendentes ficam localizados, particularmente ostubos descendentes laterais 26, não exigem a presença dos anéis de suporte18. A omissão dos anéis de suporte 18 dessas áreas pode também aumentar acapacidade dos tubos descendentes pelo aumento da áreas aberta para entradade líquido na entrada do tubo descendente 46. Em outras aplicações, taiscomo em colunas existentes, o uso de anéis de suporte completos 18 pode serdesejável ou até mesmo preferido.

A presente invenção inclui um método de construção dacoluna 10, que compreende as etapas de fornecer um primeiro anel de suporte18 anexo à superfície interna da casca 12 e que estende-se em um primeiroplano em torno da circunferência da superfície interna da casca 12. Umsegundo anel de suporte 18 é anexado à dita superfície interna da casca 12 eestende-se em um segundo plano espaçado uma distância pré-selecionadaabaixo do primeiro plano em torno da circunferência da superfície interna dacasca 12. As plataformas da bandeja 20 de uma primeira bandeja 16 e de umasegunda bandeja subjacente 16 são suportadas no primeiro e segundo anéis desuporte 18, respectivamente, enquanto os tubos descendentes 24 e/ou 26 daprimeira bandeja 16 são suportados completamente na plataforma da bandeja20 da segunda bandeja subjacente 16.

Pelo exposto, pode-se ver que esta invenção em bem adaptadapara atingir todas as finalidades e objetivos supra-estabelecidos, juntamentecom outras vantagens que são inerentes à estruturas.

Entende-se que certos recursos e subcombinações são deutilidade e podem ser empregados sem referência a outros recursos esubcombinações. Isto está considerado e está no âmbito do escopo dasreivindicações.

Uma vez que muitas modalidades possíveis podem ser feitasda invenção sem fugir do seu escopo, deve-se entender que toda a matériaaqui apresentada e mostrada nos desenhos anexos deve ser interpretada comoilustrativa, e não no sentido limitante.

Claims (22)

1. Bandeja de contato (16) para uma coluna de transferência demassa ou de troca de calor (10) tendo uma região interna aberta (14), a ditabandeja de contato (16) compreendendo:uma plataforma da bandeja (20) tendo passagens de vapor (28)e extremidades opostas e lados opostos e pelo menos um tubo descendente(24) posicionado em pelo menos uma abertura na plataforma da bandeja (20)e se estendendo para baixo para remover líquido quando presente naplataforma da bandeja (20);caracterizada pelo fato de que um ou mais apoios de suporte(54) se estendem para baixo a partir do tubo descendente (24) para suportar otubo descendente (24) sobre uma outra plataforma de bandeja subjacente (16)quando colocado na dita coluna (10).

2. Bandeja de contato (16) de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que dito apoio de suporte (54) possui aberturas depassagem de fluido (60).

3. Bandeja de contato (16) de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o dito tubo descendente (24) compreendeparedes laterais espaçadas (42) e paredes extremas (44) que se estendem entreas paredes laterais (42) até perto das extremidades opostas do tubodescendente (24), cada uma das ditas paredes laterais (42) compreende umsegmento inferior, um segmento intermediário vertical e um segmento deressalto que se estende para dentro (50), em que pelo menos um dos ditossegmentos inferiores é inclinado em direção ao outro segmento inferior paraformar uma saída de descarga inferior (25) que tem uma área aberta pré-selecionada em um plano horizontal que é menor do que uma área seccionaltransversal horizontal entre os ditos segmentos intermediários do tubodescendente (24).

4. Bandeja de contato (16) de acordo com a reivindicação 3,caracterizada pelo fato de que cada parede lateral (42) tem um segmentosuperior e um segmento inferior e um segmento de ressalto que se estendepara dentro (50).

5. Bandeja de contato (16) de acordo com a reivindicação 4,caracterizada pelo fato de incluir barreiras (48) que se estendem para cima embordas internas de ditos segmentos de ressalto (50).

6. Bandeja de contato (16) de acordo com a reivindicação 4,caracterizada pelo fato de que partes de dita plataforma de bandeja (20) sesobrepõem e são suportadas sobre ditos segmentos de ressalto (50) dos tubosdescendentes (24).

7. Bandeja de contato (16) de acordo com a reivindicação 6,caracterizada pelo fato de que incluir aberturas alinhadas (52) em ditossegmentos de ressalto (50) e ditas partes sobrepostas de dita plataforma debandeja (20).

8. Bandeja de contato (16) de acordo com a reivindicação 7,caracterizada pelo fato de que pelo menos uma de ditas paredes laterais (42) éformada a partir de uma única folha de metal dobrada.

9. Coluna de transferência de massa ou de troca de calor, quecompreende:uma casca vertical (12) que define uma região interna aberta(14) e que tem uma superfície interna com uma circunferência;um primeiro suporte da bandeja (18) anexo à dita superfícieinterna da casca (12) e que se estende em um primeiro plano em torno de pelomenos uma parte da circunferência da superfície interna da casca (12);um segundo suporte da bandeja (18) anexo à dita superfícieinterna da casca (12) e que se estende em um segundo plano de bandeja (16)espaçado a uma distância pré-selecionada abaixo do dito primeiro plano emtorno de pelo menos uma parte da circunferência da superfície interna dacasca (12);uma primeira bandeja de contato (16) e uma segunda bandejasubjacente (16), como definida na reivindicação 1, posicionadas dentro dacasca (12), a dita plataforma da bandeja (20) da primeira bandeja (16) sendosuportada pelo dito primeiro suporte da bandeja (18), e a dita plataforma dabandeja (20) da segunda bandeja (16) sendo suportada pelo dito segundosuporte da bandeja (18),em que a plataforma da bandeja (20) da segunda bandeja (16)inclui uma panela de recepção não perfurada (38) subjacente a uma saída dedescarga de líquido (25) de dito tubo descendente (24) e uma barreira deentrada (40) em um ou ambos os lados da panela de recepção (38); euma viga que se estende horizontalmente (30) suportado emextremidades opostas por dito segundo suporte de bandeja (18) e subjacente ae que suporta partes de sobreposição da plataforma da bandeja (20) de ditasegunda bandeja (16), dita viga (30) tendo uma superfície superior planar queforma uma parte de dita plataforma da bandeja (20), caracterizada pelo fatoque compreendeuma pluralidade de apoios de suporte (54) se estendendo parabaixo do tubo descendente (24) de dita primeira bandeja (16) para ditasegunda bandeja subjacente (16) e suportando o tubo descendente (24) de ditaprimeira bandeja (16) sobre dita segunda bandeja subjacente (16), ditosapoios de suporte (54) tendo extremidades inferiores posicionadas sobre aplataforma da bandeja (20) de dita segunda bandeja subjacente (16) e em queditas extremidades inferiores de ditos apoios de suporte (54) são suportadaspela dita superfície superior de dita viga (30).

10. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que o tubo descendente (24) da dita primeira bandeja (16) ésuportado substancialmente de forma completa na dita segunda bandejasubjacente (16).

11. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que pelo menos alguns dos ditos apoios de suporte (54) têmaberturas de passagem de fluido (60).

12. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que pelo menos alguns dos ditos apoios de suporte (54) ficamposicionados em extremidades opostas do tubo descendente (24) da ditaprimeira bandeja (16).

13. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que a dita abertura na plataforma da bandeja (20) da primeirabandeja (16) fica localizada em uma das ditas extremidades da plataforma dabandeja (20) e em que o dito tubo descendente (24) é um tubo descendentelateral (26).

14. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato de que os ditos apoios de suporte (54) posicionadosnas extremidades opostas do tubo descendente (24) são ajustáveislateralmente para posicionar contra a dita superfície interna da casca (12).

15. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato de que o dito tubo descendente lateral (26) tem umasaia inferior inclinada (62) que arqueia em direção à superfície interna de umaparte adjacente da casca (12), e em que um apoio de suporte posicionadointermediariamente (64) estende-se entre a dita saia inferior (62) e aplataforma da bandeja (20) da segunda bandeja (16) para suportar o dito tubodescendente (24) e posicionar a dita saia inferior (62) a uma distância pré-selecionada da dita superfície interna.

16. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato de que o dito segundo suporte da bandeja (18)compreende um anel (18) que se estende substancialmente em torno de toda acircunferência da dita superfície interna da casca (12) e que fica subjacente eque suporta a dita plataforma da bandeja (20).

17. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que o dito primeiro suporte da bandeja (18) compreendesegmentos de anel espaçados circunferencialmente que ficam subjacentes eque suportam a dita plataforma da bandeja (20).

18. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 16,caracterizada pelo fato de que pelo menos uma parte da dita abertura (46) élivre dos ditos segmentos de anel.

19. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que os ditos tubos descendentes (24), cada qual, compreendeparedes laterais espaçadas (42) e paredes extremas (44) que se estendem entreas paredes laterais (42) até perto das extremidades opostas do tubodescendente (24), cada uma das ditas paredes laterais (42) compreende umsegmento inferior, um segmento intermediário vertical e um segmento deressalto que se estende para dentro (50), em que pelo menos um dos ditossegmentos inferiores é inclinado em direção ao outro segmento inferior paraformar uma saída de descarga inferior (25) que tem uma área aberta pré-selecionada em um plano horizontal que é menor do que uma área seccionaltransversal horizontal entre os ditos segmentos intermediários do tubodescendente (24).

20. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que as ditas primeira e segunda bandejas (16), cada qual, incluiuma pluralidade dos ditos tubos descendentes (24) e uma pluralidade das ditasaberturas (28).

21. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que dita viga (30) é em forma de T em seção transversal vertical eem um defletor que se estende para baixo (32).

22. Coluna (10) de acordo com a reivindicação 21,caracterizada pelo fato de que inclui uma pluralidade de aberturas depassagem de fluido (33) alinhadas no dito defletor (32).