BR112014020558B1 - Montagem de bandejas para uso em uma coluna de transferência demassa - Google Patents
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Abstract
bandeja de fluxo cruzado e sistema de suporte para uso em uma coluna de transferência de massa. bandejas de fluxo cruzado são providas com um sistema de suporte. o sistema de suporte interliga a bandeja de fluxo cruzado superior a um conduto de descida da bandeja de fluxo cruzado inferior para fornecer suporte para a bandeja superior. em alguns aspectos, o sistema de suporte também pode interligar o conduto de descida da bandeja de fluxo cruzado inferior a uma bandeja superior de um par subjacente, fornecendo suporte adicional para a montagem. tais montagens de bandejas podem tornar mais fácil a instalação sem prejudicar o desempenho da coluna.
Description
[001] A presente invenção diz respeito de uma maneira geral a bandejas de fluxo cruzado usadas em colunas de transferência de massa nas quais transferência de massa e/ou processos de troca de calor ocorrem e, mais particularmente, a aparelho e métodos para suportar tais bandejas de fluxo cruzado.
[002] Bandejas de fluxo cruzado são usadas dentro de colunas de transferência de massa para facilitar interação entre fluxos de fluidos fluindo em relação de contracorrente dentro da coluna. A expressão coluna de transferência de massa tal como usada neste documento não é pretendida para ficar limitada a colunas em que transferência de massa é o objetivo primário do processamento dos fluxos de fluidos dentro da coluna, mas também é pretendida para abranger colunas em que transferência de calor em vez de transferência de massa é o objetivo primário do processamento. Os fluxos de fluidos tipicamente são um fluxo de vapor ascendente e um fluxo de líquido descendente, em cujo caso as bandejas de fluxo cruzado são comumente referidas como bandejas de fluxo cruzado de vapor e líquido. Em algumas aplicações, ambos os fluxos de fluidos são fluxos de líquido e as bandejas de fluxo cruzado são comumente referidas como bandejas de fluxo cruzado de líquido e líquido. Ainda em outras aplicações, o fluxo de fluido ascendente é um fluxo de gás e o fluxo de fluido descendente é um fluxo de líquido, em cujo caso as bandejas de fluxo cruzado são referidas como bandejas de fluxo cruzado de gás e líquido.
[003] As bandejas de fluxo cruzado são posicionadas dentro da coluna em relação de espaçadas lado a lado verticalmente com cada uma das plataformas de bandeja se estendendo horizontalmente para encher a seção transversal interna total da coluna. Cada uma das bandejas de fluxo cruzado tem uma plataforma de bandeja plana na qual e acima da qual interação entre o fluxo de fluido ascendente e o fluxo de fluido descendente ocorre, uma pluralidade de orifícios para permitir passagem para cima do fluxo de fluido ascendente através da plataforma de bandeja e para dentro do fluxo de fluido descendente para criar uma espuma ou mistura na qual a transferência de massa desejada e/ou troca de calor ocorrem, e pelo menos um conduto de descida que direciona o fluxo de fluido descendente da plataforma de bandeja associada para uma plataforma de bandeja em uma bandeja de fluxo cruzado subjacente. A parte da plataforma de bandeja que recebe o fluxo de fluido descendente proveniente do conduto de descida de uma bandeja de fluxo cruzado sobreposta tipicamente compreende um painel de entrada que é sem furos ou contém promotores de bolhas ou outras estruturas que permitem passagem para cima do fluxo de fluido ascendente, mas impedem o fluxo de fluido descendente de vazar através do painel de entrada.
[004] Bandejas de fluxo cruzado tendo um único conduto de descida lateral localizado em uma extremidade da plataforma de bandeja são conhecidas como bandejas de passagem única. Em outras aplicações, tipicamente aquelas envolvendo maiores taxas de fluxo de líquido descendente, múltiplos condutos de descida podem ser usados em algumas ou em todas as bandejas de fluxo cruzado. Por exemplo, em configurações de duas passagens, dois condutos de descida laterais são posicionados em extremidades opostas de uma bandeja de fluxo cruzado e um único conduto de descida central é posicionado no centro das bandejas de fluxo cruzado adjacentes. Em configurações de quatro passagens, uma bandeja de fluxo cruzado tem dois condutos de descida laterais e um conduto de descida central e as bandejas de contato adjacentes têm dois condutos de descida fora de centro.
[005] As plataformas de bandeja de bandejas de fluxo cruzado tipicamente são presas por meio de fixações para suportar anéis soldados à superfície interna do envoltório de coluna. As paredes de conduto de descida também são normalmente aparafusadas nas suas extremidades opostas a barras de aparafusamento que são soldadas à superfície interna do envoltório de coluna. Em algumas aplicações, tais como em colunas de maior diâmetro e nas colunas em que forças vibratórias são uma preocupação, é conhecido instalar suporte adicional para partes da plataforma de bandeja ao usar um esteio que se estende para cima a partir de vigas principais, armações de treliça ou um sistema de suporte para conectar a plataforma de bandeja de uma bandeja de fluxo cruzado às paredes de conduto de descida de uma bandeja similar localizada imediatamente acima, ou abaixo. Quando suportes são utilizados, as paredes de conduto de descida agem como vigas para carregar uma parte da carga da bandeja acoplada, reduzindo por meio disso curvamento e escoramento contra elevação da plataforma de bandeja. Estes suportes e outras estruturas, entretanto, adicionam complexidade ao projeto e aumentam o custo de fabricação e instalação da bandeja de fluxo cruzado.
[006] Em outras aplicações, o painel de entrada na plataforma de bandeja é formado como uma viga estrutural para fornecer suporte adicionado para a plataforma de bandeja. O painel de entrada deve então ser interconectado às partes adjacentes da plataforma de bandeja usando prendedores de vários tipos, aumentando assim a complexidade do projeto e da instalação da plataforma de bandeja. Uma necessidade surgiu assim para um método de suportar e contraventar a plataforma de bandeja, enquanto que reduzindo as desvantagens resultantes dos métodos convencionais de fornecer suporte adicional em colunas de maior diâmetro e nas colunas em que forças vibratórias estão presentes.
[007] Em um aspecto, a presente invenção diz respeito a uma montagem de bandejas para uso em uma coluna de transferência de massa. A montagem de bandejas compreende uma primeira bandeja de fluxo cruzado superior compreendendo uma primeira plataforma de bandeja superior de uma maneira geral plana e pelo menos um conduto de descida para remover líquido da primeira plataforma superior e uma primeira bandeja de fluxo cruzado inferior espaçada verticalmente da primeira bandeja superior. A primeira bandeja inferior compreende uma primeira plataforma de bandeja inferior de uma maneira geral plana e uma área de entrada posicionada próxima ao conduto de descida da primeira bandeja superior para receber líquido da primeira bandeja superior. A primeira bandeja inferior compreende adicionalmente pelo menos um conduto de descida localizado centralmente e posicionado no centro da plataforma inferior ou perto dele para remover líquido da mesma e o conduto de descida localizado centralmente compreende um par de paredes paralelas espaçadas lado a lado se estendendo em uma direção de uma maneira geral perpendicular à direção de fluxo de líquido sobre a primeira plataforma inferior. A montagem de bandejas também compreende um sistema de suporte disposto pelo menos parcialmente entre as primeiras bandejas superior e inferior. O sistema de suporte compreende uma pluralidade de suportes espaçados horizontalmente acoplados às paredes do conduto de descida localizado centralmente e se estendendo entre elas, uma viga de suporte acoplada a uma superfície inferior da plataforma superior, e uma pluralidade de elementos de suporte alongados acoplados à viga de suporte e a cada um dos suportes espaçados horizontalmente e se estendendo entre eles.
[008] Em um outro aspecto, a invenção diz respeito a uma coluna de transferência de massa compreendendo um envoltório de coluna externo definindo um volume interno aberto e pelo menos uma montagem de bandejas de fluxo cruzado tal como descrito anteriormente posicionada no volume interno aberto do envoltório.
[009] A figura 1 é uma vista em elevação lateral de uma coluna de transferência de massa em que transferência de massa e/ou de calor são pretendidas para ocorrer e em que uma parte do envoltório de coluna foi removida para mostrar as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior da presente invenção;
[010] A figura 2 é uma vista superior em perspectiva ampliada fragmentada da coluna de transferência de massa mostrada na figura 1 com partes do envoltório de coluna removidas para mostrar as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior;
[011] A figura 3 é uma vista inferior em perspectiva fragmentada de um par das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior mostradas na figura 2, mas feita a partir de uma perspectiva inferior;
[012] A figura 4 é uma vista em elevação lateral ampliada fragmentada das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior mostradas na figura 2;
[013] A figura 5 é uma vista plana superior ampliada fragmentada mostrando uma parte de um sistema de suporte para a bandeja de fluxo cruzado superior feita em seção horizontal;
[014] A figura 6 é uma vista superior em perspectiva do sistema de suporte e um conduto de descida central;
[015] A figura 7 é uma vista inferior em perspectiva do sistema de suporte e do conduto de descida central;
[016] A figura 8 é uma vista lateral em perspectiva fragmentada de uma coluna de transferência de massa com partes do envoltório de coluna removidas para ilustrar uma segunda modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores da presente invenção;
[017] A figura 9 é uma vista superior em perspectiva de uma outra modalidade de um sistema de suporte usado com o conduto de descida central da segunda modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores;
[018] A figura 10 é uma vista lateral em perspectiva fragmentada de uma coluna de transferência de massa com partes do envoltório de coluna removidas para ilustrar uma terceira modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores da presente invenção;
[019] A figura 11 é uma vista superior em perspectiva de uma outra modalidade de um sistema de suporte usado com o conduto de descida central da terceira modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores da presente invenção;
[020] A figura 12 é uma vista lateral em perspectiva fragmentada de uma coluna de transferência de massa com partes do envoltório de coluna removidas para ilustrar uma quarta modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores e uma segunda modalidade das bandejas de fluxo cruzado superiores da presente invenção;
[021] A figura 13 é uma vista superior em perspectiva de uma outra modalidade de um sistema de suporte usado com o conduto de descida central da quarta modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores da presente invenção;
[022] A figura 14 é uma vista lateral em perspectiva fragmentada de uma coluna de transferência de massa com partes do envoltório de coluna removidas para ilustrar uma quinta modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores da presente invenção; e
[023] A figura 15 é uma vista lateral em perspectiva fragmentada de uma coluna de transferência de massa com partes do envoltório de coluna removidas para ilustrar uma sexta modalidade das bandejas de fluxo cruzado inferiores da presente invenção.
[024] Voltando agora aos desenhos com mais detalhes e inicialmente à figura 1, uma coluna de transferência de massa adequada para uso em processos nos quais transferência de massa e/ou troca de calor são pretendidas para ocorrer entre fluxos de fluidos fluindo contracorrente está representada de uma maneira geral pelo número 10. A coluna de transferência de massa 10 inclui um envoltório externo vertical 12 que de uma maneira geral é cilíndrico em configuração, contudo outras orientações, tais como horizontais e configurações incluindo poligonais, são possíveis e estão dentro do escopo da presente invenção. O Envoltório 12 é de quaisquer diâmetro e altura adequados e é construído de um ou mais materiais rígidos que desejavelmente são inertes, ou são compatíveis de outro modo, com relação aos fluidos e condições presentes durante operação da coluna de transferência de massa 10.
[025] A coluna de transferência de massa 10 é de um tipo usado para processar fluxos de fluidos, tipicamente fluxos de líquido e de vapor, para obter produtos de fracionamento e/ou para causar de outro modo transferência de massa e/ou troca de calor entre os fluxos de fluidos. Por exemplo, a coluna de transferência de massa 10 pode ser uma em que ocorrem processos de atmosfera bruta, vácuo lubrificante, vácuo bruto, fracionamento de craqueamento de fluido ou térmico, fracionamento de coqueificação ou de redução de óleo residual, lavagem de coque, lavagem de gás de reator, resfriamento brusco de gás, desodorização de óleo comestível, lavagem de controle de poluição e outros processos.
[026] O envoltório 12 da coluna de transferência de massa 10 define uma região interna aberta 14 em que a transferência de massa e/ou troca de calor desejada entre os fluxos de fluidos ocorre. Normalmente, os fluxos de fluidos compreendem um ou mais fluxos de vapor ascendentes e um ou mais fluxos de líquido descendentes. Alternativamente, os fluxos de fluidos podem compreender fluxos de líquidos tanto ascendentes quanto descendentes ou um fluxo de gás ascendente e um fluxo de líquido descendente.
[027] Os fluxos de fluidos são direcionados para a coluna de transferência de massa 10 por meio de qualquer número de linhas de alimentação 16 posicionadas em localizações apropriadas ao longo da altura da coluna de transferência de massa 10. Um ou mais fluxos de vapor também podem ser gerados dentro da coluna de transferência de massa 10 em vez de serem introduzidos na coluna de transferência de massa 10 pelas linhas de alimentação 16. A coluna de transferência de massa 10 tipicamente também incluirá uma linha elevada 18 para remover um produto ou subproduto de vapor e uma linha de remoção de fluxo de fundo 20 para remover um produto ou subproduto líquido da coluna de transferência de massa 10. Outros componentes de coluna que tipicamente estão presentes, tais como linhas de corrente de refluxo, reaquecedores, condensadores, difusores de vapor e outros mais, não estão ilustrados nos desenhos porque eles são convencionais em natureza e acredita-se que uma ilustração destes componentes não é necessária para um entendimento da presente invenção.
[028] Voltando adicionalmente às figuras 2 e 3, qualquer número desejado de pares de uma bandeja de fluxo cruzado superior 22 e uma bandeja de fluxo cruzado inferior 24 construídas de acordo com a presente invenção é posicionado dentro da região interna aberta 14 da coluna de transferência de massa 10 em uma relação de espaçadas lado a lado verticalmente uma em relação à outra. Cada uma das bandejas de fluxo cruzado superiores 22 compreende uma plataforma de bandeja de uma maneira geral plana 26 e dois condutos de descida laterais 28 e 30 que são posicionados em extremidades opostas da plataforma de bandeja 26. A plataforma de bandeja 26 é formada dos painéis individuais 32 que são unidos conjuntamente usando qualquer um de vários métodos convencionais. Os painéis 32 se estendem longitudinalmente na direção de uma extremidade para a outra extremidade da plataforma de bandeja 26. Em uma modalidade, muitos ou todos os painéis 32 se estendem continuamente entre as extremidades da plataforma de bandeja 26. Em uma outra modalidade, muitos ou todos os painéis 32 se estendem das extremidades da plataforma de bandeja 26 para a linha de centro da plataforma de bandeja 26 onde eles são unidos conjuntamente em um modo convencional. Alguns ou todos os painéis 32 incluem os flanges de reforço 34 que se estendem perpendicularmente para baixo a partir dos painéis 32, tipicamente ao longo de uma das bordas longitudinais de cada um dos painéis 32.
[029] A maior parte da plataforma de bandeja 26 inclui os orifícios 36 para permitir que um fluxo ascendente de vapor, de gás ou de líquido atravesse a plataforma de bandeja 26 para interação com um fluxo de líquido se deslocando ao longo de uma superfície superior da plataforma de bandeja 26. Os orifícios 36 podem ser na forma de furos de peneira simples ou venezianas direcionais ou eles podem incluir estruturas tais como válvulas fixas ou móveis. A parte da plataforma de bandeja 26 contendo os orifícios 36 é conhecida como a área ativa da bandeja de fluxo cruzado 24. Uma parte central da plataforma de bandeja 26 é sem furos e funciona como uma região de entrada 38 para receber líquido fluindo para baixo proveniente de um distribuidor de líquido de sobreposição (não mostrado) ou de um conduto de descida central 40 de uma bandeja de sobreposição das bandejas de fluxo cruzado inferiores 24. A região de entrada 38 pode incluir promotores de bolhas ou outras estruturas para permitir que o fluxo de fluido ascendente passe para cima através da parte central da plataforma de bandeja 26.
[030] A bandeja de fluxo cruzado inferior 24 compreende igualmente uma plataforma de bandeja 42 formada dos painéis individuais 44 interligados e contendo os orifícios 36 do tipo descrito anteriormente. Os painéis 44 contêm os flanges de reforço se estendendo para baixo 46 ao longo de suas bordas longitudinais. Ambas as partes de extremidades da plataforma de bandeja 26 da bandeja de fluxo cruzado inferior 24 são normalmente sem furos e funcionam como as regiões de entrada 48 e 50 para receber o líquido fluindo para baixo através dos condutos de descida laterais 28 e 30 proveniente da bandeja de fluxo cruzado superior 22. As regiões de entrada 48 e 50 podem incluir promotores de bolhas ou outras estruturas para permitir que o fluxo de fluido ascendente passe para cima através das partes de extremidades da plataforma de bandeja 42.
[031] A bandeja de fluxo cruzado inferior 24 inclui o conduto de descida central 40 que recebe o líquido fluindo na direção do centro da plataforma de bandeja 42 a partir das partes de extremidades e o entrega para o painel de entrada 38 da bandeja de fluxo cruzado superior 22 no próximo par subjacente das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24.
[032] O conduto de descida central 40 em cada bandeja de fluxo cruzado 24 compreende um par das paredes paralelas espaçadas ao lado 52 que se estendem em um modo cordal através da região interna aberta 14 dentro da coluna de transferência de massa 10. Cada parede 52 compreende um segmento de parede superior 54 e um segmento de parede inferior 56 que podem ser ajustados verticalmente um em relação ao outro durante instalação das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24. Extremidades opostas de cada parede 52 são aparafusadas a barras de aparafusamento (não mostradas) que são soldadas à superfície interna do envoltório 12.
[033] Uma pluralidade dos suportes superiores espaçados horizontalmente lado a lado 58 se estende perpendicularmente entre os segmentos de paredes superiores 54 do conduto de descida central 40 e é aparafusada a eles para reforçar e manter o espaçamento desejado entre as paredes 52 do conduto de descida central 40. Uma pluralidade dos suportes inferiores espaçados horizontalmente lado a lado similares 60 se estende perpendicularmente entre os segmentos de paredes inferiores 56 e é aparafusada a eles. Os suportes inferiores 60 também servem para reforçar e manter o espaçamento desejado entre as paredes 52. Os suportes inferiores 60 se estendem abaixo de uma borda inferior dos segmentos de paredes inferiores 56 e são apoiados e aparafusados na plataforma de bandeja 26 de uma bandeja de fluxo cruzado superior 22 subjacente. Desta maneira, os suportes inferiores 60 interligam as paredes 52 do conduto de descida central 40 à plataforma de bandeja 26 da bandeja de fluxo cruzado superior 22 subjacente para fornecer suporte para o conduto de descida central 40 e para manter a folga vertical desejada entre a borda inferior dos segmentos de paredes inferiores 56 e a plataforma de bandeja 26 da bandeja de fluxo cruzado superior 22 subjacente.
[034] Voltando adicionalmente às figuras 4-6, de acordo com a presente invenção, um sistema de suporte 62 é fornecido para interligar e suportar a parte central da plataforma de bandeja 26 de uma ou mais das bandejas de fluxo cruzado superiores 22 com o conduto de descida central 40 da bandeja de fluxo cruzado inferior casada 24. O sistema de suporte 62 compreende os suportes superiores 58, os suportes alongados 64 que são aparafusados ou presos de outro modo aos suportes superiores 58 e se estendem para acima dos mesmos, e uma viga se estendendo horizontalmente 66 que é aparafusada ou presa de outro modo a uma extremidade superior de cada um dos suportes 64. Os suportes 64 são formados de cantoneira de metal ou de outros materiais adequados tendo a resistência, rigidez e compatibilidade necessárias conforme as condições dentro da coluna de transferência de massa 10. O número dos suportes 64 e o espaçamento horizontal entre os suportes 64 adjacentes podem ser variados e são selecionados com base nas cargas e forças vibratórias esperadas na aplicação pretendida.
[035] A viga 66 é igualmente formada de metal ou de outros materiais adequados e, em uma modalidade, compreende um segmento vertical 68, um flange superior 70 que se estende perpendicularmente de uma borda superior do segmento vertical 68 em uma direção, e um flange inferior 72 que se estende perpendicularmente de uma borda inferior do segmento vertical 68 em uma direção oposta. Os recortes 74 (figura 6) são fornecidos em localizações espaçadas ao lado no flange superior 70 e em parte do segmento vertical 68 para acomodar os flanges de reforço 34 dos painéis individuais 32 na plataforma de bandeja 26 da bandeja de fluxo cruzado superior 22. Alternativamente, os recortes 74 podem ser omitidos ao remover os flanges de reforço 34 nas partes da plataforma de bandeja 26 que sobrepõem a viga 66. Os painéis 32 da plataforma de bandeja 26 são apoiados na viga 66 e são aparafusados ou presos de outro modo ao flange superior 70 da viga 66. Calços podem ser colocados entre a extremidade inferior de um ou mais dos suportes 64 e um flange no suporte superior 58 ao qual o suporte 64 é montado para nivelar a plataforma de bandeja 26 durante instalação.
[036] Os defletores antissalto 76 se estendem entre os suportes 64 e são aparafusados ou montados de outro modo nos mesmos. Os defletores antissalto 76 funcionam para impedir que líquido e espuma densa saltem por cima em vez de entrar no conduto de descida central 40. Os defletores antissalto 76 são posicionados de tal maneira que suas bordas inferiores ficam aproximadamente na mesma elevação horizontal de uma borda superior das barragens 78 posicionadas na plataforma de bandeja 42 na entrada para o conduto de descida central 40. Os defletores antissalto 76 têm uma altura suficiente para impedir que o líquido e espuma densa saltem sobre o conduto de descida central 40, enquanto que ao mesmo tempo permitindo que uma borda superior de cada defletor antissalto 76 fique espaçada por uma distância suficiente abaixo da bandeja de fluxo cruzado superior 22 sobreposta para permitir que vapor flua facilmente acima dos defletores antissalto 76.
[037] Cada defletor antissalto 76 compreende uma placa se estendendo verticalmente 80, um flange de reforço 82 em uma borda superior e/ou inferior da placa 80 e, tal como mostrado mais claramente na figura 5, um flange de montagem em ângulo agudo 84 posicionado ao longo de cada uma das bordas laterais da placa 80. Os flanges de montagem 84 sobrepõem e são aparafusados ou presos de outro modo aos suportes 64. A construção em ângulo agudo dos flanges de montagem 84 permite que as placas 80 e os suportes 64 sejam posicionados ao longo da linha de centro longitudinal do conduto de descida central 40. Alternativamente, os suportes 64 podem ficar ligeiramente deslocados da linha de centro de maneira que as placas 80 possam ser posicionadas ao longo da linha de centro sem exigir que os flanges de montagem 84 tenham uma construção em ângulo agudo.
[038] Pode ser visto que o sistema de suporte 62 interliga as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 e funciona para suportar a parte central da bandeja de fluxo cruzado superior 22 usando o conduto de descida central 40 da bandeja de fluxo cruzado inferior 24. O sistema de suporte 62 elimina a necessidade de a plataforma de bandeja 26 da bandeja de fluxo cruzado superior 26 ter um painel de entrada separado que funcione como uma viga de suporte e que deve ser interligado aos painéis 32. Usar o sistema de suporte 62 para fornecer suporte no centro da plataforma de bandeja 26 permite que alguns ou todos os painéis 32 sejam estendidos de extremidade para extremidade da plataforma de bandeja 26 como uma peça única, e assim simplificando em muito o projeto e instalação da plataforma de bandeja 26. Alternativamente, alguns ou todos os painéis 32 podem se estender da extremidade para o centro da plataforma de bandeja 26 onde eles podem sobrepor ou ficar apoiados nos painéis 32 se estendendo para o centro da outra extremidade da bandeja 26. Os painéis 32 que ficam em contato ou se sobrepondo podem então ser aparafusados ou presos de outro modo à viga 66 que fica por baixo dos painéis 32.
[039] As bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 que são interligadas pelo sistema de suporte 62 também são interligadas ao par subjacente das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 pelos suportes inferiores 60 que unem o conduto de descida central 40 à plataforma de bandeja 26 e/ou à viga 66 do sistema de suporte 62 associado com o par subjacente das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24. Ao interligar e suportar as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 neste modo, as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 são mais capazes de resistir ao carregamento e forças vibratórias exercidas durante operação da coluna 10. As plataformas de bandeja 26 e 42 assim são mais prováveis de permanecer em nível e estacionárias durante tal operação.
[040] O sistema de suporte 62 pode ser usado ou adaptado facilmente para uso com condutos de descida centrais de várias construções. Por exemplo, nas figuras 8 e 9, o sistema de suporte 62 é usado com uma bandeja de fluxo cruzado inferior 124 que tem um conduto de descida central 140 com as paredes de conduto de descida inclinadas 152 em vez de as paredes de conduto de descida verticais 52 associadas com o conduto de descida central 40 da bandeja de fluxo cruzado inferior 24 ilustrado nas figuras 1-4 e 6-8. Em todos os outros aspectos a bandeja de fluxo cruzado inferior 124 das figuras 8 e 9 pode ter a mesma construção das bandejas de fluxo cruzado inferiores 24 descritas anteriormente e os mesmos números de referência precedidos pelo número “1” são usados para fazer referência aos componentes iguais.
[041] Voltando agora às figuras 10 e 11, as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 222 e 224 e um sistema de suporte 262 estão mostrados e diferem nos aspectos seguintes das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 e do sistema de suporte 62 mostrados nas figuras 1-4 e 6-8. Todos os painéis 226 exceto para os painéis externos 226 da bandeja de fluxo cruzado superior 222 se estendem dos condutos de descida laterais 228 e 230 para a linha de centro da plataforma de bandeja 226 onde eles são apoiados e aparafusados na viga 266 do sistema de suporte 262. Por causa de os painéis 226 serem apoiados na linha de centro, os flanges de reforço 234 podem ser removidos na área da viga 266, de maneira que a viga 266 não necessita incluir recortes para os flanges de reforço 234. O conduto de descida central 240 inclui os suportes estruturados de forma retangular adicionais 286 que têm uma altura suficiente para serem aparafusados a ambos de os segmentos de paredes superior e inferior 254 e 256 das paredes de conduto de descida 252. Estes suportes adicionais 286 ficam espaçados ao lado em intervalos predeterminados uns dos outros e dos suportes superiores 258 e 260. Em todos os outros aspectos as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 222 e 224 e o sistema de suporte 262 de uma maneira geral são iguais às bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 e ao sistema de suporte 62. Para facilidade de referência, os mesmos números de referência precedidos pelo número “2” foram usados nas figuras 10 e 11 para se referir aos componentes iguais mostrados nas figuras 1-4 e 6-8.
[042] Voltando agora às figuras 12 e 13, uma outra modalidade de um conduto de descida central com o qual o sistema de suporte 62 pode ser usado está designado pelo número 340. O conduto de descida central 340 tem as paredes de conduto de descida inclinadas 352 que terminam em uma placa de base 388 contendo as venezianas 390 (figura 12) ou os orifícios simples 392 (figura 13). Os suportes inferiores 360, em vez de se estenderem entre as paredes de conduto de descida 352, ficam por baixo da placa de base 388 e suportam as paredes de conduto de descida 352 sobre a região de entrada 238 da plataforma de bandeja 226 da bandeja de fluxo cruzado inferior 224 subjacente. Em todos os outros aspectos, a bandeja de fluxo cruzado superior 322 pode ter a mesma construção da bandeja de fluxo cruzado superior 222. Os mesmos números de referência precedidos pelo número “3” em vez de “2” foram usados para se referir aos componentes iguais mostrados nas figuras 10 e 11.
[043] Voltando agora à figura 14, pares adjacentes das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 422 e 424 estão mostrados, juntamente com os primeiro e segundo sistemas de suporte 462 e 562 correspondentes. As bandejas superior e inferior 422 e 424 e os sistemas de suporte 462 e 562 diferem nos aspectos seguintes das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 e do sistema de suporte 62 mostrados nas figuras 1-4 e 6-8. As vigas se estendendo horizontalmente 466 e 566 dos sistemas de suporte 462 e 562 também são alongadas verticalmente. A viga 566 do sistema de suporte 562 se estende para a mesma elevação vertical, ou para uma elevação vertical exatamente abaixo, das bordas superiores das paredes 452 do conduto de descida central 440 da bandeja inferior 424 do segundo par de bandejas. Tal como também mostrado na figura 14, a viga alongada 566 inclui adicionalmente uma pluralidade dos recortes espaçados lateralmente 567, posicionados em um intervalo desejado ao longo do comprimento da viga 566. Embora mostrados como sendo poligonais em seção transversal, os recortes 567 podem ter qualquer tamanho e/ou forma, e o número e espaçamento de tais recortes podem ser determinados com base na aplicação específica.
[044] Adicionalmente, cada uma das vigas 466 e 566 inclui uma borda de faca 469 localizada na borda de extremidade da viga de suporte 466 ou 566 ou perto dela para ajudar a controlar espuma e/ou vapor pesado dentro de cada um dos condutos de descida centrais 440. Nenhum dos sistemas de suporte 462 ou 562 inclui um conjunto dos suportes inferiores 60 acoplados a uma bandeja superior subjacente. Desta maneira, na modalidade mostrada na figura 14, a bandeja inferior 424 de cada par não é acoplada fisicamente à bandeja superior 422 do par subjacente de bandejas. Em todos os outros aspectos, tanto os conjuntos das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 422 e 424 quanto os sistemas de suporte 462 e 562 mostrados na figura 14 de uma maneira geral são iguais às bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 22 e 24 e ao sistema de suporte 62. Para facilidade de referência, os mesmos números de referência precedidos pelo número “4” foram usados na figura 14 para se referir aos componentes iguais mostrados nas figuras 14 e 6-8.
[045] Voltando agora à figura 15, pares adjacentes das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 622 e 624 e os primeiro e segundo sistemas de suporte 662 e 762 estão mostrados e diferem nos aspectos seguintes dos pares adjacentes das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 422 e 424 e dos sistemas de suporte 462 e 562 tais como mostrados na figura 14. Tal como mostrado na figura 15, o primeiro sistema de suporte 652 é disposto pelo menos parcialmente entre o conjunto superior das bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 622 e 624 e inclui um ou mais pares das abas de ancoragem posicionadas ao longo da direção de extensão do conduto de descida 640. Cada par de abas de ancoragem inclui uma aba de ancoragem superior 651 e uma aba de ancoragem inferior 653 arranjadas em uma configuração escalonada uma em relação à outra e à direção de extensão do conduto de descida central 640. A aba de ancoragem superior 651 de cada par é acoplada a uma superfície inferior da plataforma de bandeja superior 626, enquanto que a aba de ancoragem inferior 653 é acoplada à superfície superior da plataforma de bandeja superior 626 da bandeja superior 622 subjacente do par adjacente.
[046] Uma viga de suporte transversal 677 se estende de uma maneira geral diagonalmente entre as abas de ancoragem superior 651 e inferior 653 de cada par. Por causa da configuração escalonada das abas de ancoragem 651 e 653, as vigas transversais 677 adjacentes se estendem em direções de diagonais de uma maneira geral opostas. Os elementos de suporte alongados 654 do sistema de suporte 652 também são acoplados às abas de ancoragem superiores 653 de cada par e de uma maneira geral são dispostos entre pares das vigas de suporte transversais 677 se estendendo opostamente. O segundo sistema de suporte 762 mostrado na figura 15 é quase igual ao sistema de suporte 62 mostrado nas figuras 2 e 3, exceto que o sistema de suporte 762 não inclui defletores antissalto. Em todos os outros aspectos, as bandejas de fluxo cruzado superior e inferior 622 e 624, assim como os primeiro e segundo sistemas de suporte 652 e 752, podem ter a mesma construção dos componentes similares descritos com relação às figuras 1-4 e 6-8. Os mesmos números de referência precedidos pelo número “6” em vez de “1” foram usados para se referir aos componentes iguais mostrados nas figuras 1-4 e 6-8.
[047] Embora a invenção tenha sido descrita com relação a um sistema de suporte que se conecta a um conduto de descida central de uma bandeja de fluxo cruzado inferior, é para ser entendido que a invenção também pode incluir usar um sistema de suporte como este com um conduto de descida intermediário, em vez de com um conduto de descida central, em uma bandeja de fluxo cruzado de múltiplas passagens.
[048] A partir do exposto anteriormente, será visto que esta invenção é um bem adaptado para alcançar todas as finalidades e objetivos expostos anteriormente juntamente com outras vantagens que são inerentes à estrutura.
[049] Será entendido que certos recursos e subcombinações são de utilidade e podem ser empregados sem referência para outros recursos e subcombinações. Isto é considerado pelo escopo da invenção e está dentro dele.
[050] Uma vez que muitas modalidades possíveis podem ser feitas da invenção sem divergir do escopo da mesma, é para ser entendido que toda matéria exposta neste documento ou mostrada nos desenhos anexos é para ser interpretada como ilustrativa e não com um sentido de limitação.
Claims (16)
1. Montagem de bandejas para uso em uma coluna de transferência de massa (10), a dita montagem de bandejas, compreendendo: uma primeira bandeja de fluxo cruzado superior (22) compreendendo uma primeira plataforma de bandeja superior plana (26) e pelo menos um conduto de descida (28, 30) para remover líquido da dita primeira plataforma superior (26); uma primeira bandeja de fluxo cruzado inferior (24) espaçada verticalmente da dita primeira bandeja superior (22), em que a dita primeira bandeja inferior (24) compreende uma primeira plataforma de bandeja inferior plana (42) e uma área de entrada (48, 50) posicionada próxima ao dito conduto de descida (28, 30) da dita primeira bandeja superior (22) para receber líquido da dita primeira bandeja superior (22), em que a dita primeira bandeja inferior (24) ainda compreende pelo menos um conduto de descida localizado centralmente (40), posicionado no ou perto do centro da dita plataforma inferior (42) para remover líquido da mesma, em que o dito conduto de descida localizado centralmente (40) compreende um par de paredes paralelas espaçadas (52) que se estendem em uma direção perpendicular à direção de fluxo de líquido sobre a dita primeira plataforma inferior (42); e um sistema de suporte (62) disposto pelo menos parcialmente entre as ditas primeiras bandejas superior e inferior (22, 24), o dito sistema de suporte compreendendo uma pluralidade de suportes espaçados horizontalmente (58, 60) acoplados às, e se estendendo entre as, ditas paredes (52) do dito conduto de descida localizado centralmente (40), uma viga de suporte (66) acoplada a uma superfície inferior da dita plataforma superior (26), e uma pluralidade de elementos de suporte alongados (64) acoplados à e se estendendo entre a dita viga de suporte (66) e cada um dos ditos suportes (58, 60), CARACTERIZADA por a dita viga de suporte (66) incluir um flange inferior (72), um flange superior (70) e uma seção vertical disposta entre eles, em que a dita primeira plataforma superior (26) da dita primeira bandeja superior (22) compreende uma pluralidade de painéis de plataforma (32), em que o dito flange superior (70) da dita viga de suporte (66) é fixado a uma superfície inferior de pelo menos uma parte dos ditos painéis de plataforma (32), e em que pelo menos uma parte dos ditos painéis de plataforma compreende um flange de reforço (82) se estendendo para baixo a partir da dita superfície inferior dos mesmos, em que o dito flange superior (70) da dita viga de suporte (66) inclui uma pluralidade de recortes (74) configurados para acomodar os ditos flanges de reforço (82).
2. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente uma segunda bandeja de fluxo cruzado superior (22) subjacente à dita primeira bandeja inferior (24) e espaçada verticalmente da mesma, em que a dita segunda bandeja superior (22) compreende uma segunda plataforma de bandeja superior (26) e uma região de entrada (38) posicionada próxima ao dito conduto de descida localizado centralmente (40), em que as bordas inferiores da ditas paredes (52) do dito conduto de descida localizado centralmente (40) ficam espaçadas da dita região de entrada (38) da dita segunda plataforma superior (26) para assim definir uma folga para permitir que líquido flua do dito conduto de descida localizado centralmente (40) para a dita região de entrada (38) da dita segunda plataforma superior (26).
3. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de suporte (62) compreende adicionalmente uma pluralidade de suportes inferiores espaçados horizontalmente (60) se estendendo entre e acoplados a uma parte inferior (56) das ditas paredes (52) do dito conduto de descida localizado centralmente (40), em que os ditos suportes inferiores (60) também são acoplados à dita segunda plataforma superior (26) da dita segunda bandeja superior (22).
4. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos uma parte dos ditos suportes inferiores (60) se estende abaixo da borda de extremidade inferior (52) das ditas paredes do dito conduto de descida localizado centralmente (40).
5. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente uma placa de base perfurada (388) acoplada às e se estendendo entre as bordas de extremidades inferiores das ditas paredes (352) do dito conduto de descida localizado centralmente (340) e cobrindo pelo menos uma parte da abertura inferior do dito conduto de descida localizado centralmente (340), em que os ditos suportes inferiores (360) são dispostos debaixo das bordas de extremidades inferiores das ditas paredes (352) do dito conduto de descida localizado centralmente (340) e interligam as ditas paredes (352) do dito conduto de descida localizado centralmente (340) à dita segunda plataforma superior (326) da dita segunda bandeja superior (322).
6. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que as ditas paredes (252) do dito conduto de descida localizado centralmente (240) incluem uma parte superior e uma inferior (241, 256); e compreendendo adicionalmente uma pluralidade de suportes estruturados de forma retangular (286) dispostos dentro do dito conduto de descida localizado centralmente (240) e acoplados a ambas as partes superior e inferior (254, 256) das ditas paredes (252), em que os ditos suportes estruturados de forma retangular (286) também são acoplados à dita segunda plataforma superior (226) do dita segunda bandeja superior (222).
7. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um par de abas de ancoragem, em que cada par de abas de ancoragem inclui uma aba de ancoragem superior (651) acoplada à dita viga (666) e uma aba de ancoragem inferior (653) acoplada à dita segunda plataforma superior (626) da dita segunda bandeja superior (622), em que as ditas abas de ancoragem superior e inferior (651, 653) do dito pelo menos um par são escalonadas uma da outra ao longo da direção de extensão do dito conduto de descida localizado centralmente (640); e compreendendo adicionalmente pelo menos um elemento de suporte transversal (677) se estendendo diagonalmente entre as ditas abas de ancoragem superior e inferior (651, 653) do dito pelo menos um par.
8. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os ditos painéis de plataforma (32) compreendem um primeiro grupo de painéis de plataforma se estendendo de uma extremidade da dita plataforma de bandeja superior (26) para o centro da mesma e um segundo grupo de painéis de plataforma se estendendo da outra extremidade da dita plataforma de bandeja superior (26) para o dito centro da mesma, em que pelo menos uma parte das extremidades finais dos ditos painéis de plataforma (32) no dito primeiro grupo é configurada para sobrepor e/ou ficar apoiada em pelo menos uma parte das extremidades finais dos ditos painéis de plataforma na linha de centro da dita plataforma de bandeja superior (26).
9. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as ditas paredes de conduto de descida (52) incluem uma parte de parede superior (54) e uma parte de parede inferior (56).
10. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita parte de parede inferior (56) é configurada para ser ajustável mediante instalação da dita montagem de bandejas em uma coluna de transferência de massa (10).
11. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita parte inferior (56) da dita parede de conduto de descida (52) é inclinada.
12. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o conduto de descida localizado centralmente (40) é localizado na linha de centro da dita bandeja de fluxo cruzado inferior (24).
13. Montagem de bandejas de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por pelo menos um defletor antissalto (76) disposto entre dois elementos de suporte alongados adjacentes (64), em que o dito defletor antissalto (76) compreende uma placa se estendendo verticalmente (80) acoplada aos ditos elementos de suporte alongados adjacentes (64) por meio de um ou mais flanges de montagem (84), em que a dita placa se estendendo verticalmente (80) é posicionada ao longo da linha de centro do dito conduto de descida central (40).
14. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que flanges de montagem (84) compreendem um flange de montagem em ângulo agudo e pelo menos uma parte dos ditos elementos de suporte alongados (64) é posicionada deslocada da dita linha de centro.
15. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira bandeja inferior (24) compreende adicionalmente uma barragem de entrada (78) disposta próxima à dita área de entrada (38) para manter um nível de líquido na dita plataforma de bandeja inferior (42), em que uma borda de extremidade superior da dita barragem de entrada (78) fica localizada aproximadamente na mesma elevação vertical da borda de extremidade inferior da dita placa se estendendo verticalmente (80) do dito defletor antissalto (76).
16. Montagem de bandejas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por compreender adicionalmente uma ou mais bordas de faca se estendendo para baixo (469) posicionadas em pelo menos uma extremidade final da dita viga (466).
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