BR112018000274B1

BR112018000274B1 - Bandeja de válvula de contato para uma coluna de transferência de massa

Info

Publication number: BR112018000274B1
Application number: BR112018000274-7A
Authority: BR
Inventors: Izak Nieuwoudt; Charles A. Griesel; Clarence A. Armbrister
Original assignee: Koch-Glitsch, Lp
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2022-12-06
Also published as: US20170007971A1; WO2017007718A1; AU2016289932C1; TW201707785A; RU2709164C2; CA2991575A1; AU2016289932B2; KR20180023958A; RU2018103099A3; BR112018000274A2; JP2018519159A; CA2991575C; JP6788653B2; TWI698278B; KR102208537B1; AU2016289932A1; US10258936B2; CN107820443A; EP3319702A1; CN107820443B

Abstract

BANDEJA DE VÁLVULA DE CONTATO PARA UMA COLUNA DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA. Trata-se de uma bandeja de contato de válvula para uso em uma coluna de troca de calor ou transferência de massa e que tem uma pluralidade de válvulas fixas e móveis (32) distribuídas através de uma plataforma de bandeja (26) da bandeja de contato. Cada uma dentre as válvulas (32) inclui uma abertura (6) na plataforma de bandeja (26), uma tampa de válvula (50) conectada às pernas de fixação (52, 54) e uma barreira (48) que circunda a abertura (46). A tampa de válvula (50) é mais larga e se estende para fora além da abertura subjacente na plataforma de bandeja e tem uma região de perímetro que se estende descendentemente. Uma abertura de respiro disposta em persiana (68) pode ser fornecida em uma perna de fixação a jusante dentre as pernas de fixação.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se, de modo geral, a colunas nas quais ocorre transferência de massa e troca de calor, e mais particularmente, a bandejas de contato para uso em tais colunas para facilitar a interação entre as correntes fluidas que fluem no interior das colunas.

[0002] Como usado aqui, o termo "coluna de transferência de massa" refere-se a uma coluna na qual ocorre transferência de massa e/ou troca de calor. Exemplos de colunas de transferência de massa incluem colunas de destilação, absorção, dessorção (stripping) e extração.

[0003] Vários tipos de bandejas são comumente usados em colunas de transferência de massa para promover o contato e a transferência de massa entre correntes fluidas ascendentes e que fluem para baixo. O fluido ascendente é tipicamente vapor, e o fluido descendente é tipicamente líquido, embora sistemas líquido-líquido e gás-líquido também sejam conhecidos. Cada bandeja normalmente se estende horizontalmente através de substancialmente toda a seção transversal horizontal da coluna e é sustentada em torno de seu perímetro por um anel soldado à superfície interna da parede ou do envoltório da coluna circular. Várias bandejas são posicionadas desta maneira com um espaçamento vertical uniforme entre bandejas adjacentes. As bandejas podem estar situadas em apenas uma porção da coluna para realizar uma parte de um processo de múltiplas etapas que ocorre com a coluna. Alternativamente, as bandejas podem preencher substancialmente toda a área aberta dentro da coluna.

[0004] As bandejas do tipo descrito acima contêm um ou mais tubos de descida que são posicionados nas aberturas na plataforma de bandeja para fornecer passagens para que líquidos desçam de uma bandeja para uma bandeja inferior adjacente. Antes de entrar no tubo de descida, o líquido na plataforma de bandeja interage com vapor ascendente que passa através de aberturas fornecidas em porções selecionadas da plataforma de bandeja. Essas áreas da plataforma de bandeja que contêm as aberturas de vapor são comumente chamadas de "áreas ativas" devido à mistura e espumação de vapor e líquido que ocorrem acima dessas áreas da bandeja.

[0005] As aberturas de vapor na plataforma de bandeja podem ser orifícios de peneira simples ou podem ser formadas como parte de válvulas fixas ou móveis. As válvulas convencionais têm tampas de válvula apoiadas sobre a abertura na plataforma de bandeja pelas pernas de fixação. Em válvulas fixas, a tampa de válvula é fixada contra um movimento vertical. Em válvulas móveis, a tampa de válvula é capaz de se mover para cima e para baixo em resposta a variações nas taxas de fluxo de vapor ou fluido através da abertura. A tampa de válvula funciona de modo a proteger a abertura tanto da válvula fixa quanto da válvula móvel contra o gotejamento de fluido indesejável para baixo através da abertura e para direcionar lateralmente o vapor ou outro fluido que ascendeu através da abertura para uma interação melhorada com o fluido que flui ao longo da plataforma de bandeja. Embora se conheça uma variedade de válvulas fixas e móveis, avanços adicionais em seu modelo e desempenho são desejados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] Em um aspecto, a presente invenção refere- se a uma bandeja de contato para uso em uma coluna de transferência de massa. A bandeja de contato compreende uma plataforma de bandeja genericamente plana e uma pluralidade de válvulas distribuídas através da plataforma de bandeja. Cada uma das válvulas compreende uma abertura que se estende através da plataforma da bandeja para permitir a passagem de fluido através da plataforma da bandeja, uma barreira que se estende para cima a partir da plataforma da bandeja em torno de um perímetro da abertura, e uma tampa de válvula apoiada por pernas de fixação acima da dita abertura e da dita barreira. A tampa de válvula se estende para fora além do perímetro inteiro da abertura e tem uma região de perímetro que se estende para baixo.

[0007] Em outro aspecto, a presente invenção é direcionada a uma bandeja de contato para uso em uma coluna de transferência de massa. A bandeja de contato compreende uma plataforma de bandeja genericamente plana e uma pluralidade de válvulas fixas distribuídas através da plataforma de bandeja. Cada uma das válvulas compreende uma abertura que se estende através da plataforma da bandeja para permitir a passagem de fluido através da plataforma da bandeja, uma barreira que se estende para cima a partir da plataforma de bandeja ao redor de um perímetro inteiro da abertura, uma tampa de válvula apoiada acima da dita abertura e da dita barreira acima por uma primeira e uma segunda pernas de fixação posicionadas em extremidades opostas da dita tampa de válvula e uma abertura de respiro formada em uma das ditas pernas de fixação. A tampa de válvula se estende para fora além do perímetro inteiro da abertura e tem uma região de perímetro que se estende para baixo.

[0008] Em um aspecto adicional, a presente invenção é direcionada a uma bandeja de contato para uso em uma coluna de transferência de massa. A bandeja de contato compreende uma plataforma de bandeja genericamente plana e uma pluralidade de válvulas distribuídas através da plataforma de bandeja. Cada uma das válvulas compreende uma abertura que se estende através da plataforma da bandeja para permitir a passagem de fluido através da plataforma da bandeja, uma barreira que se estende para cima a partir da plataforma de bandeja ao redor de um perímetro inteiro da abertura, uma tampa de válvula apoiada acima da dita abertura e da dita barreira acima por uma primeira e uma segunda pernas de fixação posicionadas em extremidades opostas da dita tampa de válvula e uma abertura de respiro formada em uma das ditas pernas de fixação. A abertura na plataforma de bandeja é circular e a tampa de válvula tem o formato de um trapezóide isósceles. As pernas de fixação compreendem primeira e segunda pernas de fixação, respectivamente, conectadas a primeira e segunda extremidades paralelas opostas da tampa da válvula. A tampa de válvula se estende para fora além do perímetro inteiro da abertura na plataforma de bandeja e a primeira perna de fixação tem uma largura maior que uma maior largura da abertura. A tampa de válvula tem uma região de perímetro que se estende para baixo.

BREVE REVELAÇÃO DOS DESENHOS

[0009] Nos desenhos em anexos que fazem parte deste relatório descritivo, e nos quais os números de referência semelhantes são utilizados para indicar componentes semelhantes nas várias vistas:

[0010] A Figura 1 é uma vista em perspectiva fragmentada de uma coluna na qual a transferência de massa e/ou a troca de calor devem ocorrer e na qual uma porção de um envoltório da coluna é rompida para mostrar uma modalidade de bandejas de contato de válvula fixa da presente invenção;

[0011] A Figura 2 é uma vista em perspectiva ampliada das bandejas de contato na coluna mostrada na Figura 1;

[0012] A Figura 3 é uma vista parcialmente explodida, em perspectiva, fragmentária de uma das bandejas de contato das Figuras 1 e 2, mostrando válvulas fixadas da bandeja de contato em uma escala mais ampliada, com uma das tampas de válvula removida para mostrar detalhes de construção;

[0013] A Figura 4 é uma vista em elevação lateral fragmentária de uma das bandejas de válvula que mostra duas das válvulas fixadas, tomada em seção vertical ao longo da linha 4-4 da Figura 3 na direção das setas;

[0014] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de topo de uma das tampas de válvula da válvula fixa;

[0015] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de fundo da tampa de válvula mostrada na Figura 5.

[0016] A Figura 7 é uma vista em elevação da tampa da válvula mostrada na Figura 5 tomada na direção de uma segunda extremidade até uma primeira extremidade da tampa da válvula;

[0017] A Figura 8 é uma vista em elevação lateral da tampa de válvula mostrada na Figura 5.

[0018] A Figura 9 é uma vista em elevação de extremidade da tampa de válvula mostrada a partir da extremidade oposta da vista na Figura 7;

[0019] A Figura 10 é uma vista em planta de topo da tampa de válvula mostrada na Figura 5;

[0020] A Figura 11 é uma vista em planta do fundo da tampa de válvula mostrada na Figura 5;

[0021] A Figura 12 é uma vista parcialmente explodida, em perspectiva, fragmentária de uma outra modalidade de uma das bandejas de contato contendo válvulas móveis sendo que uma das tampas de válvula é removida para mostrar detalhes de construção;

[0022] A Figura 13 é uma vista em elevação fragmentária da bandeja de contato da Figura 12 que mostra as duas válvulas móveis, tomada em seção vertical ao longo da linha 13-13 da Figura 12 na direção das setas;

[0023] A Figura 14 é uma vista em elevação lateral fragmentária de uma das bandejas de contato que mostra duas das válvulas móveis tomadas em seção vertical ao longo da linha 4-4 da Figura 3 na direção das setas;

[0024] A Figura 15 é uma vista em perspectiva de topo de uma das tampas da válvula para a válvula móvel;

[0025] A Figura 16 é uma vista em perspectiva de fundo da tampa de válvula mostrada na Figura 15.

[0026] A Figura 17 é uma vista em elevação da extremidade da tampa da válvula mostrada na Figura 15 tomada na direção a partir de uma segunda extremidade até uma primeira extremidade da tampa da válvula;

[0027] A Figura 18 é uma vista em elevação lateral da tampa de válvula mostrada na Figura 15.

[0028] A Figura 19 é uma vista em elevação de extremidade da tampa de válvula mostrada a partir da extremidade oposta da vista na Figura 17;

[0029] A Figura 20 é uma vista em planta de topo da tampa de válvula mostrada na Figura 15; e

[0030] A Figura 21 é um gráfico que mostra o desempenho comparativo de uma bandeja de contato de válvula fixa da presente invenção contra uma bandeja de contato de válvula fixa sem as características da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0031] Referindo-se agora aos desenhos com mais detalhes, e inicialmente com referência à Figura 1, uma coluna de transferência de massa adequada para uso em processos de transferência de massa ou de troca de calor é representada genericamente pelo numeral 10. A coluna 10 pode incluir um envoltório externo vertical 12 que pode ser genericamente cilíndrico em configuração, embora outras configurações, incluindo poligonal, sejam possíveis e estejam dentro do escopo da presente invenção. O envoltório 12 pode ter qualquer diâmetro e altura adequados, e pode ser construído a partir de um ou mais materiais rígidos que são desejavelmente inertes a, ou, caso contrário, são compatíveis com, os fluidos e as condições presentes durante a operação da coluna 10.

[0032] A coluna 10 pode ser de um tipo usado para processar correntes fluidas, tipicamente correntes de líquido ou vapor, para se obter produtos de fracionamento, ou, caso contrário, causar a transferência de massa ou troca de calor entre as correntes fluidas. Por exemplo, a coluna 10 pode ser uma na qual um processo de fracionamento de craqueamento atmosférico bruto, a vácuo de lubrificante, a vácuo bruto, fluido ou térmico, um fracionamento de unidade de coqueificação ou refinaria, esfregamento de coque, esfregamento de exalação de gases do reator, arrefecimento brusco de gás, desodorização de óleo comestível, esfregamento de controle de poluição ou outros processos ocorrem.

[0033] O envoltório 12 da coluna 10 define uma região interna aberta 14 na qual a transferência de massa ou troca de calor desejada entre as correntes fluidas ocorre. Em uma implementação, as correntes fluidas podem compreender uma ou mais correntes de vapor ascendentes e uma ou mais correntes fluidas descendentes. Em outras implementações, as correntes fluidas podem compreender substancialmente qualquer combinação de fluxos de líquido ascendentes ou descendentes, ou correntes de vapor ascendentes ou descendentes.

[0034] Uma ou mais correntes fluidas podem ser direcionadas para a coluna 10 através de qualquer número de linhas de alimentação 16, como linhas de alimentação inferiores 16a ou linhas de alimentação superiores 16b, posicionadas em locais adequados ao longo da altura da coluna 10. Em uma implementação, correntes de vapor podem ser geradas na coluna 10 em vez de serem introduzidas na coluna 10 através das linhas de alimentação 16a, 16b. Uma ou mais correntes fluidas podem ser direcionadas para fora da coluna 10 através de qualquer número de linhas de derivação 18, como a linha de derivação inferior 18a e a linha de derivação superior 18b. Em uma implementação, o líquido pode ser introduzido através da linha de alimentação superior 16b, descer através da coluna 10 e ser removido através da linha de derivação inferior 18a, enquanto que o vapor pode ser introduzido através da linha de alimentação inferior 16a, subir através da coluna 10 e ser removido através da linha de derivação superior 18b.

[0035] Outros componentes da coluna que poderiam estar tipicamente presentes, como linhas de corrente de refluxo, ebulidores, condensadores, injetores de vapor, distribuidores de líquido e similares, não são ilustrados nas figuras devido ao fato de que são de natureza convencional e uma ilustração destes componentes não é necessária para um entendimento da presente invenção.

[0036] De acordo com a presente invenção, uma pluralidade de pares de bandejas de contato de válvula fixa 20 e 22 é posicionada dentro da região interna aberta 14 da coluna 10 para facilitar a interação dos fluidos que fluem no interior da região interna aberta 14. As bandejas 20 e 22 estendem-se de modo genericamente horizontal por toda a seção transversal da coluna 10 e são dispostas de uma forma alternada, de modo que cada bandeja 20 se sobreponha e fique verticalmente adjacente a uma das bandejas 22. O design específico de cada bandeja 20 e 22 pode ser variado, mas permanece dentro do escopo da presente invenção.

[0037] Na modalidade ilustrada das Figuras 1 a 2, as bandejas 20 e 22 são construídas para formar uma disposição de fluxo de fluidos de passagem única, em que o fluido descendente flui a partir de direções de fluxo opostas de extremidade a extremidade em cada bandeja 20 e 22. Cada bandeja 20 tem um tubo de descida lateral 24 que é posicionado em uma extremidade de uma plataforma de bandeja 26 que é formada normalmente a partir de painéis de bandeja interconectados. O tubo de descida lateral 24 recebe e remove o fluido descendente da plataforma de bandeja 26 e o distribui para uma extremidade de uma plataforma de bandeja 28 de uma bandeja subjacente emparelhada 22. O fluido passa, então, através da plataforma de bandeja 28 em uma direção oposta a um tubo de descida lateral 30 que é posicionado em uma extremidade oposta da plataforma de bandeja 28. O fluido entra no tubo de descida lateral 30 e é liberado na plataforma de bandeja 26 da próxima bandeja subjacente 20. Esse padrão de fluxo é repetido em cada um dos pares inferiores de bandejas 20 e 22. Embora as bandejas 20 e 22 sejam ilustradas como sendo construídas para fluxo de fluido de passagem única, a invenção abrange bandejas construídas para o fluxo de múltiplas passagens.

[0038] Válvulas fixas 32 são posicionadas em um padrão predeterminado sobre algumas porções das plataformas de bandeja 26 e 28 das bandejas 20 e 22 para possibilitar que o vapor ou outro fluido suba através das plataformas de bandeja 26 e 28 e interaja com o fluxo através da superfície superior das plataformas de bandeja 26 e 28. A área das plataformas de bandeja 26 e 28 que contém essas válvulas fixas 32 é normalmente chamada de área ativa das bandejas 20 e 22.

[0039] A área da plataforma de bandeja 28 subjacente ao tubo de descida lateral 24 da bandeja sobrejacente 20 compreende um painel de entrada 34 e é normalmente imperfurada ou tem passagens de fluxo protegidas que impedem ou evitam que o fluido descendente passe através do painel de entrada 34. De modo similar, a área da plataforma de bandeja 26 subjacente ao tubo de descida lateral 30 da bandeja sobrejacente 22 compreende um painel de entrada 36 que é imperfurado ou tem passagens de fluxo protegidas.

[0040] O tubo de descida lateral 24 de cada bandeja 20 compreende uma parede 38 que se estende em maneira cordal através da região interna aberta 14 da coluna 10. A porção superior da parede 38, ou uma peça separada fixada à parede 38, se estende para cima, acima da plataforma de bandeja 26 para formar uma barreira de entrada 40 que faz com que o líquido se acumule na plataforma de bandeja 26 antes do derramamento sobre a barreira 40 e entrada no tubo de descida lateral 24. Uma porção inferior da parede 38 é espaçada acima da plataforma de bandeja subjacente 28 ou contém aberturas de fluxo (não mostradas) para possibilitar que o fluido saia do tubo de descida lateral 24 e flua ao longo da superfície superior da plataforma de bandeja 28 antes de entrar no tubo de descida lateral 30 na extremidade oposta da plataforma de bandeja 26.

[0041] De modo similar, o tubo de descida lateral 30 de cada bandeja 22 compreende uma parede de corda 42 que tem uma porção inferior que é espaçada acima da plataforma de bandeja subjacente 26 ou contém aberturas de fluxo (não mostradas) para possibilitar que fluido saia do tubo de descida lateral 30 e flua ao longo da superfície superior da plataforma de bandeja 26. Uma porção superior da parede 42, ou uma peça separada fixada à parede 42, se estende para cima, acima da plataforma de bandeja 28 para formar uma barreira de entrada 44. Embora cada uma das paredes 38 e 42 seja ilustrada como plana e se estendendo verticalmente, paredes escalonadas, inclinadas, de múltiplas cordas ou de outras construções estão dentro do escopo da invenção.

[0042] Referindo-se agora às Figuras 3 a 11, cada uma dentre as válvulas fixas 32 na plataforma de bandeja 26 compreende uma abertura 46 que se estende através da plataforma de bandeja 26 para permitir a passagem de fluido através da plataforma de bandeja 26 e uma barreira 48 que se estende para cima a partir da plataforma de bandeja 26 por uma distância pré-selecionada ao longo de um perímetro inteiro da abertura 46. Cada válvula fixa 32 também inclui uma tampa de válvula 50 apoiada por uma primeira e uma segunda perna de fixação 52 e 54 em uma localização pré-selecionada fixa acima da abertura 46. Embora sejam usadas duas pernas de fixação 52 e 54 na modalidade ilustrada para apoiar a tampa de válvula 48, pernas de fixação adicionais poderiam ser usadas se desejado.

[0043] As pernas de fixação 52 e 54 na modalidade ilustrada se estendem para cima a partir da plataforma de bandeja 26 e estão situadas em extremidades opostas da tampa de válvula 50. As pernas de fixação 52 e 54 são mostradas de modo a se estenderem de modo geralmente perpendicular à plataforma de bandeja 26, porém, as mesmas podem, em outras modalidades, se inclinarem uma em direção à outra ou na direção oposta à outra. Cada uma das pernas de fixação 52 e 54 tem uma extremidade superior que é fixada a e é integral com uma borda da tampa de válvula 50.

[0044] As pernas de fixação 52 e 54 são fixadas à plataforma de bandeja 26 de uma forma adequada. Na modalidade ilustrada, as pernas de fixação 52 e 54 se estendem para baixo através de fendas paralelas 56 e 58 (Figura 3), respectivamente, posicionadas em lados opostos da abertura 46 na plataforma de bandeja 26. Cada uma das pernas de fixação 52 e 54 inclui um par de anteparos 60 e 62, respectivamente, que se engatam contra uma superfície superior da plataforma de bandeja 26 e uma aba de travamento 64 que tem uma superfície superior espaçada a uma distância pré-selecionada abaixo dos anteparos 60 e 62. A aba de travamento 64 se engata contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja 26. A distância entre os anteparos 60 e 62 e a superfície superior da aba 64 é selecionada para impedir o movimento vertical das pernas de fixação 60 e 62 e a tampa de válvula 50 portada na mesma, quando os anteparos 60 e 62 das pernas de fixação 52 e 54 se engatam na superfície superior da plataforma de bandeja 26 e as superfícies superiores das ditas abas de travamento 64 se engatam contra a superfície inferior da plataforma de bandeja 26. Se for desejado, a distância entre os anteparos 60 e 62 e a superfície superior da aba de travamento 64 pode ser aumentada para permitir algum movimento vertical das pernas de fixação 52 e 54 e da tampa de válvula 50 em resposta a variações na pressão ascendente exercida na superfície inferior da tampa de válvula 50 pelo fluido que sobe através das aberturas 46 na plataforma de bandeja 26.

[0045] A aba de travamento 64 pode ter vários formatos adequados que permitam que as pernas de fixação 52 e 54 sejam inseridas descendentemente através das fendas 56 e 58 antes que a superfície superior da aba de travamento 64 seja posicionada para se engatar contra uma superfície inferior da plataforma de bandeja 26. Por exemplo, a aba de travamento 64 pode ser simplesmente curvada de modo manual para colocar sua superfície superior em engate com a superfície inferior da plataforma de bandeja 26 após a instalação das pernas de fixação 52 e 54. Na modalidade ilustrada, a aba de travamento 64 é formada na perna de fixação associada 52 ou 54 cortando-se ao longo de dois lados e de uma borda superior da aba de travamento 64 enquanto se deixa uma borda inferior da aba de travamento 64 fixada à perna de fixação 52 ou 54. A aba de travamento 64, então, é curvada ao redor da borda inferior fixada para mover o restante da aba de travamento 64 para fora do plano da perna de fixação associada 52 ou 54. Quando a perna de fixação 52 ou 54 é descendentemente inserida através da fenda associada 56 ou 58, as porções da plataforma de bandeja 26 que circundam a fenda 56 ou 58 fazem com que a aba de travamento 64 revolva em direção ao plano da perna de fixação 52 ou 54. A aba de travamento 64, então, salta para fora uma vez que a aba de travamento 64 desobstrua a fenda 56 ou 58.

[0046] A perna de fixação 52 tem uma largura que é maior do que uma maior largura correspondente da abertura 46 na plataforma de bandeja 26 para blindar a abertura 46 contra drenagem indesejada de fluido descendentemente através da abertura 46. A válvula fixa 32 é orientada na plataforma de bandeja 26, de modo que as pernas de fixação 52 e 54 fiquem alinhadas na direção geral de fluxo de fluido ao longo da superfície superior da plataforma de bandeja 26, com a perna de fixação 52 localizada no lado a montante da válvula fixa 32. A perna de fixação a montante 52 em uma modalidade é maior do que a perna de fixação 54 para facilitar um fluxo mais otimizado de fluido ao redor da abertura 46.

[0047] A Tampa De Válvula 50, Em Uma Modalidade, Tem O Formato De Um Trapezóide Isósceles Com As Pernas De Fixação 52 E 54 Conectadas À Primeira E À Segunda Extremidades Paralelas Opostas Da Tampa De Válvula 50. A Tampa De Válvula 50 Pode, Alternativamente, Ter Outros Formatos. A Tampa De Válvula 50 É Dimensionada Para Se Estender Para Fora Além Do Perímetro Inteiro Da Abertura 46 Na Plataforma De Bandeja 26 Para Blindar De Modo Mais Eficaz A Abertura 46 Contra A Drenagem Descendente Prejudicial De Fluido Através Da Abertura 46 E Tem Uma Região De Perímetro Externo Que Se Estende Descendentemente 66. A Tampa De Válvula 50 (Exceto Na Região De Perímetro 66) Reside Em Um Plano Que É Paralelo Ao Da Plataforma De Bandeja 26. Em Outras Modalidades, A Tampa De Válvula 50 Pode Ser Inclinada, Como Em Uma Direção Ascendente Na Direção Geral De Fluxo De Fluido Na Superfície Superior Da Plataforma De Bandeja 26.

[0048] A perna de fixação a jusante 54 em cada válvula fixa 32 inclui uma abertura de respiro disposta como persiana 68 direcionada na direção de fluxo de fluido a jusante, na direção oposta à perna de fixação a montante 52. A abertura de respiro 68 permite que o fluido que sobe através da abertura 46 na válvula fixa 32 saia através da perna de fixação 54 para facilitar a intermistura com o fluido que flui ao longo da superfície superior da plataforma de bandeja 26 e forneça um impulso direcional para o fluxo fluente. Cada uma das válvulas fixas 32 na plataforma de bandeja 28 tem a mesma construção que aquelas descritas acima na plataforma de bandeja 26.

[0049] Descobriu-se, através de testes comparativos, que as válvulas fixas 32 reduzem o carreamento de liquido no vapor que sobe através da válvulas fixas 32 e diminui a drenagem de liquido para baixo através das válvulas fixas 32 em comparação as válvulas fixas convencionais PROVALVE™ que têm construção similar, porém, desprovidas da região de perímetro virada para baixo 66 da tampa de válvula 50, da barreira 48 que circunda a abertura 46 e da abertura de respiro 68 formada na perna de fixação a jusante 54. Os resultados dos testes comparativos são apresentados na Figura 21.

[0050] Com referência às Figuras 12 a 20, são ilustradas válvulas móveis 132 que têm muitos dos mesmos recursos estruturais que as válvulas fixas 32 em uma plataforma de bandeja 126. Para a facilidade de referência, o prefixo "1" é usado com numerais de referência para os componentes das válvulas móveis 132 que geralmente correspondem àqueles das válvulas fixas 32. As válvulas móveis 132, compreendem, cada uma, uma abertura 146 que se estende através da plataforma de bandeja 126 e uma barreira 148 que se estende para cima a partir da plataforma de bandeja 126 por uma distância pré-selecionada ao longo de um perímetro inteiro da abertura 146.

[0051] Em cada válvula fixa 132, uma tampa de válvula 150 é fixada à primeira e à segunda pernas de fixação 152 e 154. Embora sejam usadas duas pernas de fixação 152 e 154 na modalidade ilustrada, pernas de fixação adicionais poderiam ser usadas se desejado.

[0052] As pernas de fixação 152 e 154 estão situadas em extremidades opostas da tampa de válvula 150 e se estendem perpendicularmente à plataforma de bandeja 126. Cada uma das pernas de fixação 152 e 154 tem uma extremidade superior que é fixada a e é integral com uma borda da tampa de válvula 150. As pernas de fixação 152 e 154 se estendem para baixo através de fendas paralelas 156 e 158 (Figura 12), respectivamente, posicionadas em lados opostos da abertura 146 na plataforma de bandeja 126. Cada uma das pernas de fixação 152 e 154 inclui uma aba de travamento 164 que tem uma superfície superior espaçada por uma distância pré-selecionada abaixo da tampa de válvula 150. A aba de travamento 164 se engata contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja 126 para fixar o limite superior de movimento para cima da tampa de válvula 150. O engate da superfície inferior da tampa de válvula 150 em uma borda superior da barreira 48 define o limite inferior do movimento para baixo da tampa de válvula 150. Alternativamente, os anteparos 160 e 162, como os anteparos 60 e 62 usados com as pernas de fixação 52 e 54 descritas acima, podem ser usados para definir o limite inferior do movimento para baixo. A distância entre a aba de travamento 164 e a superfície inferior da tampa de válvula 150 é selecionada de modo a definir o intervalo da distância vertical de movimento das pernas de fixação 160 e 162 e da tampa de válvula 150 portada na mesma em resposta às variações na pressão ascendente exercida na superfície inferior da tampa de válvula 150 pelo fluido que sobre através das aberturas 146 na plataforma de bandeja 126. Para propósitos de ilustração, a válvula móvel direita 132 na Figura 13 é mostrada em sua posição totalmente aberta e a válvula móvel esquerda 132 em tal Figura é mostrada em sua posição fechada.

[0053] A aba de travamento 164 pode ter várias formas adequadas que permitam que as pernas de fixação 152 e 154 sejam inseridas descendentemente através das fendas 156 e 158 como descrito acima com referência à aba de travamento 64.

[0054] A perna de fixação 152 tem uma largura que é maior do que uma maior largura correspondente da abertura 146 na plataforma de bandeja 126 para blindar a abertura contra drenagem indesejada de fluido para baixo através da abertura 146. As válvulas móveis 132 são orientadas na plataforma de bandeja 126 de modo que as pernas de fixação 152 e 154 fiquem alinhadas na direção geral de fluxo de fluido ao longo da superfície superior da plataforma de bandeja 126, com a perna de fixação 152 localizada no lado a montante da válvula móvel 132. A perna de fixação a montante 152 em uma modalidade é maior do que a perna de fixação 154 para facilitar um fluxo mais otimizado de fluido ao redor da abertura 146.

[0055] A tampa de válvula 150, em uma modalidade, está sob a forma de um trapezóide isósceles com as pernas de fixação 152 e 154 conectadas à primeira e à segunda extremidades paralelas opostas da tampa de válvula 150. A tampa de válvula 150 pode, alternativamente, ter outros formatos. A tampa de válvula 150 é dimensionada para se estender para fora além do perímetro inteiro da abertura 146 na plataforma de bandeja 126 para blindar de modo mais eficaz a abertura 146 contra a drenagem descendente prejudicial de fluido através da abertura 146 e tem uma região de perímetro externo que se estende descendentemente 166. A tampa de válvula 150 (exceto na região de perímetro 166) reside em um plano que é paralelo ao da plataforma de bandeja 126. Em outras modalidades, a tampa de válvula 150 pode ser inclinada, como em uma direção ascendente na direção geral de fluxo de fluido na superfície superior da plataforma de bandeja 126.

[0056] A perna de fixação a jusante 154 em cada válvula móvel 132 pode ser diferente da perna de fixação a jusante 54 na válvula fixa 32 omitindo-se a abertura de respiro disposta como persiana 68 ou substituindo-se uma abertura simples no lugar da abertura de respiro disposta como persiana 68. Alternativamente, uma abertura de respiro disposta como persiana 68 pode ser incluída, como em uma modalidade em que os anteparos descritos acima são usados para definir o limite inferior do movimento para baixo da tampa de válvula 150. Em tal modalidade, a abertura de respiro disposta como persiana seria posicionada acima dos anteparos de modo a não impedir o movimento para baixo da perna de fixação 154 em sua fenda associada 158.

[0057] A partir do que foi anteriormente mencionado, será visto que esta invenção é bem adaptada para atingir todas as finalidades e os objetivos estabelecidos anteriormente neste documento, juntamente com outras vantagens que são inerentes à estrutura.

[0058] Será entendido que certos recursos e subcombinações são de utilidade e podem ser empregados sem referência a outros recursos e subcombinações. Isto é contemplado por e está dentro do escopo da invenção.

[0059] Uma vez que diversas modalidades possíveis podem ser feitas da invenção sem se afastar do escopo da mesma, deve ser entendido que toda a matéria aqui apresentada ou mostrada nos desenhos anexos deve ser interpretada como ilustrativa e não em um sentido limitador.

Claims

1. Bandeja de contato (20) para uso em uma coluna de transferência de massa (10), sendo que a dita bandeja de contato é CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma plataforma de bandeja genericamente plana (26); e uma pluralidade de válvulas (32) distribuídas através da plataforma de bandeja (26), sendo que cada uma das ditas válvulas compreende uma abertura (46) que se estende através da plataforma de bandeja (26) para permitir a passagem de fluido através da plataforma da bandeja (26), uma barreira (48) que se estende ascendentemente a partir da plataforma da bandeja (26) em torno de um perímetro da abertura (46), e uma tampa de válvula (50) apoiada por pernas de fixação (52, 54) acima da dita abertura (46) e da dita barreira (48), sendo que as ditas pernas de fixação (52, 54) compreendem primeira e segunda pernas de fixação alinhadas em extremidades opostas da dita tampa de válvula (50), sendo que a dita tampa de válvula (50) se estende para fora além do perímetro inteiro da dita abertura (46) e tem uma região de perímetro (66) que se estende descendentemente, abrangendo um perímetro inteiro da dita tampa de válvula (50).

2. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as ditas válvulas (32) são válvulas fixas e as ditas pernas de fixação (52, 54) apoiam a dita tampa de válvula (50) em uma localização fixa acima da dita abertura (46) e da dita barreira (48).

3. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que cada uma das ditas pernas de fixação (52, 54) se estende através de uma fenda na dita plataforma de bandeja (26) e inclui um anteparo que se engata contra uma superfície superior da dita plataforma de bandeja (26) e uma aba que tem uma superfície superior espaçada por uma distância pré-selecionada a partir do dito anteparo que se engata contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja (26), sendo que a dita distância pré-selecionada entre o dito anteparo e a dita superfície superior da aba é selecionada para impedir o movimento vertical das ditas pernas de fixação (52, 54) e tampa de válvula (50) quando os anteparos das pernas de fixação se engatam à superfície superior da plataforma de bandeja (26) e as ditas superfícies superiores das ditas abas se engatam à superfície inferior da plataforma de bandeja (26).

4. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que cada uma dentre as ditas pernas de fixação (52, 54) se estende através e é verticalmente móvel dentro de uma fenda na dita plataforma de bandeja (26) para permitir que a tampa de válvula (50) se mova entre as posições verticais abaixada e elevada, sendo que cada uma dentre as ditas pernas de fixação (52, 54) inclui uma aba que tem uma superfície superior que se encaixa contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja (26) para impedir o movimento vertical adicional na perna de fixação quando a tampa de válvula (50) está na posição vertical elevada.

5. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que uma superfície inferior da dita tampa de bandeja entra em contato com a dita barreira (48) quando a tampa de válvula (50) está na posição abaixada.

6. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita abertura (46) é circular e a dita tampa de válvula (50) tem o formato de um trapezóide isósceles com as ditas pernas de fixação (52, 54) que compreendem a primeira e a segunda pernas de fixação respectivamente conectadas a uma primeira e a uma segunda extremidades paralelas opostas da dita tampa de válvula (50).

7. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira perna de fixação é mais larga que a dita maior dimensão da abertura (46) e está localizada no lado ascendente da dita tampa de válvula (50), e em que a dita segunda perna de fixação é menos larga que a dita primeira perna de fixação e está localizada no lado descendente da dita tampa de válvula (50).

8. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita segunda perna de fixação tem uma abertura de respiro (68) formada na mesma e uma persiana que sobressai da dita abertura de respiro (68).

9. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 1, sendo que a dita bandeja de contato é CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma plataforma de bandeja genericamente plana (26); e uma pluralidade de válvulas (32) distribuídas através da plataforma da bandeja (26), sendo que cada uma das ditas válvulas compreende uma abertura (46) que se estende através da plataforma da bandeja (26) para permitir a passagem de fluido através da plataforma da bandeja (26), uma barreira (48) que se estende ascendentemente a partir da plataforma de bandeja (26) ao redor de um perímetro inteiro da abertura (46), uma tampa de válvula (50) apoiada acima da dita abertura (46) e da dita barreira (48) por primeira e segunda pernas de fixação posicionadas em extremidades opostas da dita tampa de válvula (50) e uma abertura de respiro (68) formada em uma das ditas pernas de fixação (52, 54), sendo que a dita tampa de válvula (50) se estende para fora além do perímetro inteiro da dita abertura (46) e tem uma região de perímetro (66) que se estende descendentemente, abrangendo um perímetro inteiro da dita tampa de válvula (50).

10. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que as ditas válvulas (32) são válvulas fixas e as ditas primeira e segunda pernas de fixação apoiam a dita tampa de válvula (50) em uma localização fixa acima da dita abertura (46) e da dita barreira (48).

11. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que cada uma dentre as ditas pernas de fixação (52, 54) se estende através de uma fenda na dita plataforma de bandeja (26) e inclui um anteparo que se engata contra uma superfície superior da dita plataforma de bandeja (26) e uma aba que tem uma superfície superior espaçada por uma distância pré-selecionada a partir do dito anteparo que se engata contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja (26), sendo que a dita distância pré-selecionada entre o dito anteparo e a dita superfície superior da aba é selecionada para impedir o movimento vertical das ditas pernas de fixação (52, 54) e tampa de válvula (50) quando os anteparos das pernas de fixação engatam à superfície superior da plataforma de bandeja (26) e as ditas superfícies superiores das ditas abas se engatam à superfície inferior da plataforma de bandeja (26).

12. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que cada uma dentre as ditas pernas de fixação (52, 54) se estende através e é verticalmente móvel dentro de uma fenda na dita plataforma de bandeja (26) para permitir que a dita tampa de válvula (50) se mova entre as posições verticais rebaixada e elevada, sendo que cada uma dentre as ditas pernas de fixação (52, 54) inclui uma aba que tem uma superfície superior que se engata contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja (26) para impedir o movimento vertical adicional da perna de fixação quando a tampa de válvula (50) está na posição vertical elevada.

13. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que uma superfície inferior da dita tampa de bandeja entra em contato com a dita barreira (48) quando a tampa de válvula (50) está na posição rebaixada.

14. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita abertura (46) é circular e a dita tampa de válvula (50) tem um formato trapezoide isósceles com as ditas pernas de fixação (52, 54) que compreendem a primeira e a segunda pernas de fixação respectivamente conectadas às primeira e segunda extremidades paralelas opostas da dita tampa de válvula (50).

15. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira perna de fixação é mais larga do que a dita maior dimensão da abertura (46) e está localizada no lado ascendente da dita tampa de válvula (50), e em que a dita segunda perna de fixação é menos larga que a dita primeira perna de fixação e está localizada no lado descendente da dita tampa de válvula (50), e em que o dito fluido flui através da dita plataforma de bandeja (26) a partir do dito lado ascendente para o dito lado descendente, e em que a dita segunda perna de fixação tem a abertura de respiro (68) formada nela e uma persiana que sobressai da dita abertura de respiro (68).

16. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 1, sendo que a dita bandeja de contato é CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma plataforma de bandeja genericamente plana (26); e uma pluralidade de válvulas (32) distribuídas através da plataforma de bandeja (26), sendo que cada uma das ditas válvulas compreende uma abertura (46) que se estende através da plataforma de bandeja (26) para permitir a passagem de fluido através da plataforma de bandeja (26), uma barreira (48) que se estende ascendentemente a partir da plataforma de bandeja (26) ao redor de um perímetro inteiro da abertura (46), uma tampa de válvula (50) apoiada acima da dita abertura (46) e da dita barreira (48) por primeira e segunda pernas de fixação posicionadas nas extremidades opostas da dita tampa de válvula (50) e uma abertura de respiro (68) formada em uma das ditas pernas de fixação (52, 54), sendo que a dita abertura (46) é circular e a dita tampa de válvula (50) tem o formato de um trapezoide isósceles com as ditas pernas de fixação (52, 54) que compreendem a primeira e a segunda pernas de fixação respectivamente conectadas às primeira e segunda extremidades paralelas opostas da dita tampa de válvula (50), sendo que a dita tampa de válvula (50) tem uma região de perímetro (66) que se estende descendentemente e que abrange um perímetro inteiro da dita tampa de válvula (50), e a dita tampa de válvula (50) se estende para fora além do perímetro inteiro da abertura (46), sendo que a dita primeira perna de fixação tem uma largura maior do que uma maior largura da abertura (46) e está localizada no lado ascendente da dita tampa de válvula (50), e em que a dita segunda perna de fixação é menos larga do que a dita primeira perna de fixação e está localizada no lado descendente da dita tampa de válvula (50), e em que a dita segunda perna de fixação tem a abertura de respiro (68) formada nela e uma persiana que sobressai da dita abertura de respiro (68).

17. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADA pelo fato de que cada uma dentre as pernas de fixação (52, 54) se estende através de uma fenda na dita plataforma de bandeja (26) e inclui um anteparo que se engata contra uma superfície superior da dita plataforma de bandeja (26) e uma aba que tem uma superfície superior espaçada por uma distância pré-selecionada a partir do dito anteparo que se engata contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja (26), sendo que a dita distância pré-selecionada entre o dito anteparo e a dita superfície superior da aba é selecionada para impedir o movimento vertical das ditas pernas de fixação (52, 54) e tampa de válvula (50) quando os anteparos das pernas de fixação se engatam à superfície superior da plataforma de bandeja (26) e as ditas superfícies superiores das ditas abas se engatam à superfície inferior da plataforma de bandeja (26).

18. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADA pelo fato de que cada uma das ditas pernas de fixação (52, 54) se estende através e é verticalmente móvel dentro de uma fenda na dita plataforma de bandeja (26) para permitir que a dita tampa da válvula (50) se mova entre as posições verticais rebaixada e elevada, sendo que cada uma dentre as ditas pernas de fixação (52, 54) inclui uma aba que tem uma superfície superior que se engata contra uma superfície inferior da dita plataforma de bandeja (26) para impedir o movimento vertical adicional da perna de fixação quando a tampa de válvula (50) está na posição vertical elevada.

19. Bandeja de contato (20), de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADA pelo fato de que uma superfície inferior da dita tampa de bandeja entra em contato com a dita barreira (48) quando a tampa de válvula (50) está na posição rebaixada.