BR112018016529B1

BR112018016529B1 - Sistema de suporte de parede cordal para bandejas de fluxo cruzado em uma coluna de transferência de massa e método envolvendo o mesmo

Info

Publication number: BR112018016529B1
Application number: BR112018016529-8A
Authority: BR
Inventors: Darran Headley; David EWY
Original assignee: Koch-Glitsch, Lp
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2023-04-25
Also published as: MX2018010020A; RU2734359C2; US20190046894A1; TW201742668A; MY197047A; CN108697943A; BR112018016529A2; RU2018132126A; TWI757268B; RU2018132126A3; WO2017143141A1; KR20180109932A; CN108697943B

Abstract

A invenção se refere a um sistema de suporte (28) que é fornecido para suportar bandejas de fluxo cruzado (26) em uma relação espaçada verticalmente dentro de uma coluna de transferência de massa (10). O sistema de suporte (28) inclui uma parede cordal (64) que tem extremidades opostas que se estendem verticalmente e que são presas a um envoltório externo (12) da coluna de transferência de massa (10). Cada bandeja de fluxo cruzado (26) tem uma plataforma de bandeja (30) com aberturas de fluxo de fluido (60) e pelo menos um tubo de descida cordal (32). Os tubos de descida cordais (32) são posicionados em alinhamento vertical em cada uma das bandejas de fluxo cruzado (26) e incluem passagens de tubo de descida (42) formadas pelas paredes de tubo de descida espaçadas (38, 40). A parede cordal (64) se estende verticalmente através das passagens de tubo de descida (42) nas bandejas de fluxo cruzado (26) e as paredes de tubo de descida (38, 40) são acopladas à parede cordal (64) para transferir uma carga das plataformas da bandeja (30) e das paredes de tubo de descida (38, 40) para a parede cordal (64).

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS

[0001] Este pedido reivindica a prioridade sobre o pedido de patente provisório U.S. n° 62/296.979, intitulado "CHORDAL WALL SUPPORT SYSTEM FOR CROSS FLOW TRAYS IN A MASS TRANSFER COLUMN AND METHOD INVOLVING SAME," depositado em 18 de fevereiro de 2016, cuja revelação está aqui incorporada em sua totalidade a título de referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção se refere, de modo geral, a bandejas de fluxo cruzado usadas em colunas de transferência de massa nas quais ocorrem processos de transferência de massa e/ou de troca de calor e, mais particularmente, a aparelhos e a métodos para suportar tais bandejas de fluxo cruzado.

[0003] As bandejas de fluxo cruzado são usadas em colunas de transferência de massa para facilitar a interação entre fluxos de fluido que fluem em uma relação de contracorrente na coluna. O termo coluna de transferência de massa, como usado aqui, não se limita às colunas nas quais a transferência de massa é o objetivo principal do processamento dos fluxos de fluido na coluna, mas abrange também colunas nas quais a transferência de calor, ao invés da transferência de massa, é o objetivo principal do processamento. Os fluxos de fluido são tipicamente um fluxo de vapor ascendente e um fluxo de líquido descendente, caso em que as bandejas de fluxo cruzado são comumente chamadas de bandejas de fluxo cruzado vapor- líquido. Em algumas aplicações, ambas as correntes de fluido são correntes de líquido e as bandejas de fluxo cruzado são comumente chamadas de bandejas de fluxo cruzado líquido- líquido. Em ainda outras aplicações, a corrente de fluido ascendente é uma corrente de gás e a corrente de fluido descendente é uma corrente de líquido, caso em que as bandejas de fluxo cruzado são chamadas de bandejas de fluxo cruzado gás- líquido.

[0004] As bandejas de fluxo cruzado são posicionadas dentro da coluna em relação espaçada verticalmente, com cada uma das plataformas de bandeja estendendo-se horizontalmente para preencher a seção transversal interna da coluna. Cada uma das bandejas de fluxo cruzado tem uma plataforma de bandeja plana sobre e acima da qual ocorre a interação entre a corrente de fluido ascendente e a corrente de fluido descendente, uma pluralidade de aberturas para permitir a passagem para cima da corrente de fluido ascendente através da plataforma de bandeja e para dentro da corrente de fluido descendente para criar uma espuma ou uma mistura na qual ocorre a transferência de massa e/ou a troca de calor desejada, e ao menos um tubo de descida que direciona a corrente de fluido descendente desde a plataforma de bandeja associada até uma plataforma de bandeja em uma bandeja de fluxo cruzado subjacente. A porção da plataforma de bandeja que recebe a corrente de fluido descendente do tubo de descida de uma bandeja de fluxo cruzado sobrejacente compreende, tipicamente, um painel de entrada que não é perfurado ou que contém promotores de bolhas ou outras estruturas que permitem a passagem para cima da corrente de fluido ascendente, mas impedem que a corrente de fluido descendente goteje através do painel de entrada.

[0005] As bandejas de fluxo cruzado que têm um único tubo de descida lateral localizado em uma extremidade da plataforma de bandeja são conhecidas como bandejas de passagem única. Em outras aplicações, tipicamente aquelas que envolvem taxas mais altas de fluxo de líquido descendente, podem ser usados múltiplos tubos de descida em algumas ou em todas as bandejas de luxo cruzado. Por exemplo, em configurações de duas passagens, dois tubos de descida laterais são posicionados em extremidades opostas de uma bandeja de fluxo cruzado e um único tubo 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 tubos de descida laterais e um tubo de descida central e as bandejas de contato adjacentes têm dois tubos de descida fora de centro.

[0006] As plataformas de bandeja de bandejas de fluxo cruzado são tipicamente presas por garras a anéis de suporte soldados à superfície interna do envoltório da coluna. As paredes do tubo de descida são também normalmente aparafusadas em suas extremidades opostas a barras de aparafusamento que são soldadas à superfície interna do envoltório da coluna. Em algumas aplicações, como em colunas com diâmetro maior e em colunas nas quais as forças vibratórias tornam-se uma preocupação, é conhecido adicionar suporte adicional a porções da plataforma de bandeja usando-se uma escora que se estende ascendentemente a partir de vigas principais, armações de treliça ou um sistema de cabides para conectar a plataforma de bandeja de uma bandeja de fluxo cruzado às paredes do tubo de descida de uma bandeja similar localizada diretamente acima ou abaixo. Quando são utilizados cabides, as paredes do tubo de descida atuam como vigas que suportam uma porção da carga da bandeja acoplada, reduzindo assim o abaulamento e o escoramento contra a elevação da plataforma de bandeja. Entretanto, esses cabides e outras estruturas acrescentam complexidade ao projeto e aumentam o custo de fabricação e de instalação da bandeja de fluxo cruzado.

[0007] Em outras aplicações, o painel de entrada na plataforma de bandeja é formado como uma viga estrutural para fornecer suporte adicional à plataforma de bandeja. Então, o painel de entrada precisa ser interconectado às porções adjacentes da plataforma de bandeja com o uso de prendedores de vários tipos, aumentando assim a complexidade do design e da instalação da plataforma de bandeja. Dessa forma, surgiu a necessidade de um método de suporte e escoramento da plataforma de bandeja que, ao mesmo tempo, reduzisse as desvantagens resultantes dos métodos convencionais de suporte em colunas com diâmetro maior e em colunas nas quais estão presentes forças vibratórias.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Em um aspecto, a presente invenção é direcionada a um conjunto de bandeja para uso em uma coluna de transferência de massa. O conjunto de bandeja compreende uma pluralidade de bandejas de fluxo cruzado verticalmente espaçadas umas das outras, com cada bandeja de fluxo cruzado compreendendo uma plataforma de bandeja plana tendo aberturas de fluxo de fluido distribuídas pela plataforma de bandeja e ao menos um tudo de descida cordal que desce a partir da plataforma de bandeja para remover líquido da dita plataforma de bandeja. Pelo menos um dos tubos de descida cordais em uma das bandejas de fluxo cruzado está posicionado em alinhamento vertical com tubos de descida cordais em outras bandejas de fluxo cruzado. Cada um de pelo menos um tubo de descida cordal está posicionado em uma abertura da plataforma de bandeja associada e compreende um par de paredes de tubo de descida espaçadas estendendo-se para baixo a partir da plataforma de bandeja associada na abertura para formar uma passagem de tubo de descida para entregar o fluido que entra na abertura à plataforma de bandeja de uma das bandejas de fluxo de cruzado subjacentes. O conjunto de bandeja inclui, ainda, um sistema de suporte que suporta as bandejas de fluxo cruzado e que compreende uma parede cordal acoplada às bandejas de fluxo cruzado e estendendo-se verticalmente através das bandejas de fluxo cruzado e dentro das passagens de tubo de descida dos tubos de descida cordais alinhados.

[0009] Em outro aspecto, a presente invenção é direcionada a uma coluna de transferência de massa que compreende um envoltório de coluna externo definindo um volume interno aberto e um conjunto de bandeja conforme descrito acima posicionado no volume interno aberto do envoltório.

[0010] Em ainda um outro aspecto, a presente invenção é direcionada a um método para suportar uma pluralidade de bandejas de fluxo cruzado dentro da região interna aberta do envoltório externo da coluna de transferência externa. O método compreende as etapas de montar uma parede cordal dentro da região interna aberta por meio da união de painéis individuais dentro da região interna aberta, prender extremidades opostas que se estendem verticalmente da parede cordal até uma superfície interna do envoltório externo da coluna, suportar pares de paredes de tubo de descida espaçadas em lados opostos da parede cordal em locais verticalmente espaçados pré- selecionados entre cada par de paredes de tubo de descida espaçadas com a parede cordal estendendo-se verticalmente através das passagens do tubo de descida, prendendo as extremidades opostas que se estendem verticalmente das paredes do tubo de descida à superfície interna do envoltório externo da coluna, e suportar plataformas de bandeja tendo aberturas de fluxo de fluido distribuídas pela plataforma de bandeja nas paredes do tubo de descida fora de cada uma das passagens de tubo de descida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de uma coluna de transferência de massa na qual deve ocorrer uma transferência de massa e/ou de calor e na qual uma porção do envoltório de coluna foi removida para mostrar as bandejas de fluxo cruzado que têm um sistema de suporte de parede da presente invenção;

[0012] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de topo ampliada fragmentária da coluna de transferência de massa mostrada na Figura 1, com porções do envoltório de coluna removidas para mostrar as bandejas de fluxo cruzado e o sistema de suporte de parede cordal;

[0013] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de fundo ampliada fragmentária de uma das bandejas de fluxo cruzado e do sistema de suporte de parede cordal mostrado na Figura 2;

[0014] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de fundo fragmentária de várias das bandejas de fluxo cruzado e do sistema de suporte de parede cordal mostrado na Figura 2, tomada em uma escala mais ampliada;

[0015] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de fundo fragmentária de um par das bandejas de fluxo cruzado e do sistema de suporte de parede cordal, similar à vista mostrada na Figura 4, mas em uma escala mais ampliada;

[0016] A Figura 6 é uma vista em elevação lateral fragmentária das bandejas de fluxo cruzado e do sistema de suporte de parede cordal mostrado na Figura 2, tomada em uma escala mais ampliada;

[0017] A Figura 7 é uma vista em elevação lateral fragmentária ampliada mostrando o sistema de suporte de parede cordal;

[0018] A Figura 8 é uma vista em elevação lateral ampliada fragmentária mostrando o sistema de suporte de parede cordal e as bandejas de fluxo cruzado; e

[0019] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de topo fragmentária de um par das bandejas de fluxo cruzado e mostrando uma outra modalidade do sistema de suporte de parede cordal.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0020] 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 em que deve ocorrer transferência de massa e/ou troca de calor entre as correntes de fluido fluindo em contra-corrente, é representada genericamente pelo numeral 10. A coluna de transferência de massa 10 inclui um envoltório externo vertical 12 que tem configuração genericamente cilíndrica, embora outras orientações, como horizontal, e outras configurações, inclusive poligonal, sejam possíveis e estejam no escopo da presente invenção. O envoltório 12 tem qualquer diâmetro e altura adequados e é feito de um ou mais materiais rígidos que são, desejavelmente, inertes ou, de outro modo, são compatíveis com os fluidos e as condições presentes durante a operação da coluna de transferência de massa 10.

[0021] A coluna de transferência de massa 10 é de um tipo usado para processar correntes de fluido, tipicamente correntes de líquido e vapor, para obter produtos de fracionamento e/ou causar a transferência de massa e/ou a troca de calor entre as correntes de fluido. Por exemplo, a coluna de transferência de massa 10 pode ser uma na qual ocorre 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 viscorredução, depuração de coque, depuração de exalação de gases do reator, arrefecimento brusco de gás, desodorização de óleo comestível, depuração de controle de poluição ou outros processos.

[0022] O envoltório 12 da coluna de transferência de massa 10 define uma região interna aberta 14 na qual ocorre a transferência de massa e/ou a troca de calor desejadas entre as correntes de fluidos. Normalmente, as correntes de fluido compreendem uma ou mais correntes de vapor ascendentes e uma ou mais correntes de líquido descendentes. Alternativamente, as correntes de fluido podem compreender tanto correntes de líquido ascendentes quanto descendentes ou uma corrente de gás ascendente e uma corrente de líquido descendente.

[0023] As correntes de fluidos são direcionadas à coluna de transferência de massa 10 através de qualquer quantidade de linhas de alimentação 16 posicionadas em locais adequados ao longo da altura da coluna de transferência de massa 10. Uma ou mais correntes de vapor podem também ser geradas dentro da coluna de transferência de massa 10 ao invés de serem introduzidas na coluna de transferência de massa 10 através das linhas de alimentação 16. A coluna de transferência de massa 10 incluirá também tipicamente uma linha aérea 18 para remover um produto ou subproduto de vapor e uma linha de retirada de fluxo 20 no fundo para remover um produto ou um subproduto líquido da coluna de transferência de massa 10. É fornecido um duto de passagem 22 para permitir que uma pessoa entre na coluna de transferência de massa 10 e para que características internas sejam colocadas e retiradas da coluna de transferência de massa 10 durante os procedimentos de instalação, manutenção e renovação. Outros componentes de coluna que poderiam estar tipicamente presentes, como linhas de corrente de refluxo, ebulidores, condensadores, injetores de vapor e similares, não são ilustrados nos desenhos devido ao fato de que eles são de natureza convencional e uma ilustração destes componentes não é necessária para o entendimento da presente invenção.

[0024] Referindo-se adicionalmente às Figuras 2 a 8, um conjunto de bandeja 24 é posicionado dentro da região interna aberta 14 da coluna de transferência de massa 10 e compreende uma pluralidade de bandejas de fluxo cruzado 26 que se estendem horizontalmente e são presas e sustentadas em relação espaçada verticalmente entre si por um sistema de suporte 28. Cada uma das bandejas de fluxo cruzado 26 compreende uma plataforma de bandeja genericamente plana 30 e um ou mais tubos de descida cordais 32 é (são) posicionado(s) em locais intermediários entre as extremidades da plataforma de bandeja 30 e/ou dois tubo de descida laterais 34 e 36 são posicionados em extremidades opostas da plataforma de bandeja 30. As extremidades da plataforma de bandeja 30 são definidas com referência às direções gerais do fluxo de fluidos em uma superfície superior da plataforma de bandeja 30. Os tubos de descida cordais 32 e os tubos de descida laterais 34 e 36 são posicionados em aberturas na plataforma de bandeja 30 e descem para baixo para remover líquido da plataforma de bandeja associada 30 e entregá- lo a uma plataforma de bandeja subjacente 30, que normalmente é a plataforma de bandeja imediatamente subjacente 30.

[0025] Os tubos de descida cordais 32 estão em alinhamento vertical em pelo menos algumas das bandejas de fluxo cruzado 26. O posicionamento dos tubos de descida cordais 32 nas bandejas de fluxo cruzado 26 é ditado pelo regime de fluxo de fluido de múltiplas passagens desejado nas plataformas de bandeja 30. Em um regime de fluxo de duas passagens, um único tubo de descida cordal 32 é normalmente posicionado no centro da plataforma de bandeja 30 em bandejas de fluxo cruzado alternadas 26 e os tubos de descida laterais 34 e 36 são usados nas outras bandejas de fluxo cruzado 26. No regime de fluxo de quatro passagens ilustrado, bandejas de fluxo cruzado 26 alternadas têm um tubo de descida cordal 32 centralmente localizado e tubos de descida laterais 34 e 36, e as bandejas de fluxo cruzado remanescentes 26 têm dois dos tubos de descida cordais 32 posicionados em relação descentralizada, normalmente a meio caminho entre o tubo de descida cordal central 32 e o tubo de descida lateral 34 ou 36 nas bandejas de fluxo cruzado adjacentes 26. Outros regimes de fluxo de múltiplas passagens estão dentro do escopo da presente invenção, desde que os tubos de descida cordais 32 estejam em alinhamento vertical em algumas das bandejas de fluxo cruzado 26, incluindo na modalidade ilustrada, em bandejas de fluxo cruzado alternadas 26.

[0026] Cada tubo de descida cordal 32 compreende um par de paredes de tubo de descida paralelas 38 e 40 estendendo-se de modo cordal pela região interna aberta 14 dentro da coluna de transferência de massa 10. O espaçamento entre as paredes de tubo de descida 38 e 40 forma uma passagem de tubo de descida 42 para receber fluido que entra na abertura associada na plataforma de bandeja 30 e o entrega à plataforma de bandeja subjacente 30. As extremidades opostas das paredes do tubo de descida 38 e 40 são conectadas a uma superfície interna do envoltório 12, como por meio do aparafusamento das extremidades a barras de aparafusamento 44 e 46, que são soldadas ao envoltório 12. Alternativamente, conforme mostrado na Figura 9, as extremidades opostas das paredes do tubo de descida 38 e 40 podem ser conectadas a bráquetes de extremidade 43 que fecham as extremidades opostas da passagem do tubo de descida 42. Cada parede 38 e 40 pode compreender um segmento de parede superior 48 que se estende verticalmente e um segmento de parede inferior 50 que é inclinado em direção ao segmento de parede inferior da parede oposta 38 ou 40. Os segmentos de parede inferior inclinados 50 restringem a passagem do tubo de descida 42 e fazem com que o fluido preencha a porção constrita da passagem de tubo de descida 42 para impedir que o vapor ou um fluido mais leve ascenda através da passagem do tubo de descida 42. Uma extremidade terminal inferior de cada parede 38 e 40 dos tubos de descida cordais 32 é posicionada a uma distância pré- selecionada acima da plataforma de bandeja subjacente 30 para criar uma área de folga para o fluido a ser descarregado do tubo de descida 32 sobre uma área normalmente não perfurada da plataforma de bandeja subjacente 30.

[0027] A construção dos tubos de descida laterais 34 e 36 difere dos tubos de descida cordais 32 pelo fato de que uma passagem de tubo de descida 52 para fluido é formada pela combinação de uma única parede de tubo de descida cordal 52 e o envoltório 12 da coluna de transferência de massa 10, ao invés de ser formada por duas paredes de tubo de descida cordal.

[0028] A plataforma de bandeja 30 é formada a partir de painéis individuais 56 que são unidos com o uso de qualquer um dentre vários métodos convencionais. Os painéis 56 se estendem longitudinalmente na direção de uma extremidade até a outra extremidade da plataforma de bandeja 30. Alguns ou todos os painéis 56 incluem flanges de enrijecimento 58 que se estendem perpendicularmente para baixo a partir dos painéis 56, tipicamente ao longo de uma das bordas longitudinais de cada um dos painéis 56. As linhas que representam as bordas dos painéis 56 não são mostradas na Figura 2 para simplificar a ilustração.

[0029] A maioria das áreas das plataformas de bandeja 30 incluem aberturas 60 para permitir que uma corrente ascendente de vapor, gás ou líquido passe através da plataforma de bandeja 30 para interação com uma corrente de líquido que se desloca ao longo de uma superfície superior da plataforma de bandeja 30. Apenas algumas das aberturas 60 são mostradas nos desenhos para facilidade de ilustração. As aberturas 60 podem estar sob a forma de orifícios de peneira simples ou venezianas direcionais ou podem incluir estruturas como válvulas fixas ou móveis. A porção da plataforma de bandeja 30 que contém as aberturas 60 é conhecida como a área ativa da bandeja de fluxo cruzado 26.

[0030] Porções da plataforma de bandeja 26 que estão subjacentes às saídas dos tubos de descida cordais 32 e os tubos de descida laterais 34 e 36 são normalmente não perfurados e funcionam como regiões de entrada 62 para receber líquido que flui para baixo a partir do tubo de descida cordal sobrejacente 32 ou do tubo de descida lateral 34 ou 36 e redirecioná-lo horizontalmente através da plataforma de bandeja 30. As regiões de entrada 62 podem incluir promotores de bolhas ou outras estruturas para permitir que a corrente de fluido ascendente passe ascendentemente através das regiões de entrada 62, impedindo ou evitando, ao mesmo tempo, que o fluido flua para baixo através das regiões de entrada 62.

[0031] De acordo com a presente invenção, o sistema de suporte 28 compreende uma ou mais paredes cordais planas 64 que são acopladas a e se estendem verticalmente através da pluralidade de bandejas de fluxo cruzado 26. Cada parede cordal 64 tem extremidades opostas que são presas ao envoltório da coluna, como por aparafusamento a barras de aparafusamento 65, que são soldadas ao envoltório 12 da coluna de transferência de massa 10. Uma extremidade inferior de cada uma das paredes cordais 64 pode ser suportada em um suporte de grade, um anel de suporte e/ou outros mecanismos de suporte. Cada parede cordal 64 é normalmente formada a partir de painéis individuais 66 que são dimensionados para encaixar através do duto de passagem 22. Os painéis individuais 66 são montados então juntos dentro da região interna aberta 14 para formar a parede cordal 64 que tem uma altura desejada. As bordas de painéis adjacentes 66 são interconectadas por quaisquer dentre vários meios adequados, como por aparafusamento, soldagem ou com o uso de conectores do tipo revelado na patente U.S. n° 8.485.504, cedida à mesma requerente, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência.

[0032] Cada parede cordal 64 é posicionada de modo que passe através das passagens de tubo de descida 42 de um conjunto de tubos de descida cordais verticalmente alinhados 32 em algumas das bandejas de fluxo cruzado 26 e plataformas de bandeja 30 das outras plataformas de fluxo cruzado 26. O sistema de suporte 28 inclui bráquetes de suporte de tubo de descida em formato de aba 68 que são presos em lados opostos de cada parede cordal 64 e se estendem até e são presos à parede do tubo de descida 38 ou 40. Os bráquetes de suporte de tubo de descida 68 em um lado da parede cordal 64 são normalmente alinhados com os bráquetes de suporte do tubo de descida 68 no lado oposto da parede cordal 64, mas eles podem ser deslocados em outras modalidades. Vários bráquetes de suporte de tubo de descida 68 são espaçados horizontalmente ao longo da parede cordal 64 e funcionam de modo a estabilizar os tubos de descida cordais 32 e plataformas de bandeja 30 e transferir cargas das paredes de tubo de descida 38 e 40 e plataformas de bandeja 30 para as paredes cordais 64. Os ângulos 69 (Figura 7) se estendem horizontalmente ao longo de e são unidos às paredes de tubo de descida 38 e 40 e fornecem superfícies para estabilizar os flanges 58.

[0033] Os bráquetes de suporte de tubo de descida 68 também servem para subdividir a passagem de tubo de descida 42 em subpassagens que podem facilitar o fluxo de fluido desejado através da passagem de tubo de descida 42. A porção de cada parede cordal 64 situada dentro de cada passagem de tubo de descida 42 inclui um primeiro conjunto de passagens de fluido 70 que permite que o fluido que está dentro da passagem de tubo de descida 42 passe através do primeiro conjunto de passagens de fluido 70, desde um lado da parede cordal 64 até um lado oposto da parede cordal 64. Pelo menos uma das passagens de fluido 70 é posicionado entre cada tubo de descida adjacentes das braçadeiras de suporte 68 de modo que o fluido dentro de cada sub-estrada seja capaz de passar através da parede cordal 64 para misturar e equalização de fluxo. As passagens de fluido 70, em uma modalidade, se estendem descendentemente abaixo da extremidade terminal inferior das paredes de tubo de descida adjacentes 38 e 40 de modo que o líquido que é descarregado na região de entrada 62 da plataforma de bandeja 30 também é capaz de fluir através da parede cordal 64 para fins de mistura e equalização de fluxo. Por meio da variação da área das passagens de fluido 70 em diferentes regiões ao longo da parede cordal, a distribuição de fluxo do fluido na plataforma de bandeja 30 pode ser regulada de maneira desejada.

[0034] Uma extremidade superior das passagens de fluido 70 é normalmente posicionada abaixo da elevação da plataforma de bandeja 30 a partir da qual o fluido entra nos tubos de descida cordais 32 de modo que a parede cordal 64 não é perfurada em uma região acima da elevação da plataforma de bandeja 30. Essa região não perfurada da parede cordal 64 age, então, como um defletor de respingos para evitar que o fluido na plataforma de bandeja 30 salte através da abertura na plataforma de bandeja 30, a partir da qual o tubo de descida cordal 32 desce.

[0035] A parede cordal 64 inclui um segundo conjunto de passagens de fluido 72 que são posicionadas abaixo da região de entrada 62 da plataforma de bandeja 30 para permitir que o fluido ascendente passe através das passagens de fluido 72 de um lado da parede cordal 64 para o lado oposto da parede cordal 64 para equalização de pressão e fluxo.

[0036] O sistema de suporte 28 inclui estabilizadores alongados 74 que, em uma modalidade, passam através das passagens de fluido 72 de um lado da parede cordal 64 para o seu lado oposto. Os estabilizadores alongados 74 são presos à plataforma de bandeja 30, tipicamente os flanges 58 dos painéis 56 da plataforma de bandeja 30, em lados opostos da parede cordal 64 para unir e estabilizar os segmentos da plataforma de bandeja 30, interrompida pela parede cordal 64.

[0037] O sistema de suporte 28 inclui adicionalmente suportes com flange 76 que são presos aos lados opostos da parede cordal 64 e se estendem horizontalmente ao longo da parede cordal 64 abaixo e em contato com a região de entrada 62 da plataforma de bandeja 30. Os suportes 76 têm um flange superior 78 ao qual a região de entrada 62 da plataforma de bandeja 30 é presa e suportada e um flange inferior 80, que fornece uma superfície à qual os estabilizadores 74 podem ser presos. Os suportes 76 atuam para transferir uma carga da plataforma de bandeja 30 para a parede cordal 64 de modo que a parede cordal 64 atue para estabilizar, suportar e manter a posição desejada e o alinhamento horizontal da plataforma de bandeja 30, mesmo quando carregada de fluido. A parede cordal 64 atua para estabilizar, suportar e manter a posição e o alinhamento horizontal desejados dos tubos de descida cordais 32 e as outras plataformas de bandeja 30, como resultado dos bráquetes de suporte de tubo de descida 68 agirem para transferir as cargas daqueles tubos de descida cordais 32 e das plataformas da bandeja 30 para a parede cordal 64. Dessa forma, a parede cordal 64 fornece uma alternativa aprimorada ao uso de vigas estruturais e outros dispositivos de suporte convencionais, particularmente em colunas de transferência de massa de diâmetro maior 10.

[0038] Um anel de suporte 82 soldado ao envoltório 12 da coluna de transferência de massa 10 pode ser usado de maneira convencional para suportar um perímetro externo das plataformas da bandeja 30 em algumas ou todas as bandejas de fluxo cruzado 26.

[0039] A presente invenção abrange, também, um método para suportar as bandejas de fluxo cruzado 26 dentro da região interna aberta 14 do envoltório externo 12 da coluna de transferência de massa 10. O método inclui as etapas de montar a parede cordal 64 dentro da região interna aberta 14, unindose os painéis individuais 66 dentro da região interna aberta 14. As extremidades opostas que se estendem verticalmente da parede cordal 64 são presas a uma superfície interna do envoltório externo 12, como por meio de aparafusamento às barras de aparafusamento 65. Os pares de paredes de tubos de descida espaçadas 38 e 40 são presos em lados opostos da parede cordal 64 em locais pré-selecionados espaçados verticalmente ao longo da parede cordal 64 para formar uma das passagens de tubo de descida 42 entre cada par de paredes de tubo de descida espaçadas 38 e 40 com a parede cordal 63 estendendo-se verticalmente através das passagens de tubo de descida 42. As extremidades opostas que se estendem verticalmente das paredes de tubo de descida 38 e 40 são presas à superfície interna do envoltório externo 12, como por meio de aparafusamento a barras de aparafusamento 44 e 46 ou, conforme mostrado na Figura 9, pelo uso de bráquetes de extremidade 43 que são presos às barras de aparafusamento 65 que sustentam a parede cordal 64. As plataformas de bandeja 30 são suportadas nas paredes de tubo de descida 38 e 40 fora de cada uma das ditas passagens de tubo de descida 42, de modo que a carga das plataformas da bandeja 30 e tubos de descida 32 seja transferida para a parede cordal 64. Outras plataformas de bandeja 30 são suportadas nos suportes com flange 76, de modo que sua carga também é transferida para a parede cordal. Um perímetro das plataformas de bandeja 30 pode ser suportado no anel de suporte 82.

[0040] 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.

[0041] Será entendido que certos recursos e subcombinações são de utilidade e podem ser empregados sem referência a out ros recursos e subcombinações. Isto é contemplado pelo e está no escopo da invenção.

[0042] Uma vez que muitas 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. Conjunto de bandeja (24) para uso em uma coluna de transferência de massa (10), o dito conjunto de bandeja (24) compreende: uma pluralidade de bandejas de fluxo cruzado (26) verticalmente espaçadas uma em relação à outra, com cada bandeja de fluxo cruzado (26) compreendendo uma plataforma de bandeja plana (30) tendo aberturas de fluxo de fluido (60) distribuídas pela plataforma de bandeja (30) e ao menos bandejas de fluxo cruzado (26) alternadas tendo ao menos um tubo de descida cordal (32) que desce a partir da plataforma de bandeja (30) para remover líquido da dita plataforma de bandeja (30), sendo que ao menos um dos tubos de descida cordais (32) em uma das bandejas de fluxo cruzado (26) está posicionado em alinhamento vertical com tubos de descida cordais (32) em outras bandejas de fluxo cruzado (26), sendo que cada um dos ditos pelo menos um tubo de descida cordal (32) está posicionado em uma abertura na plataforma de bandeja (30) associada e compreende um par de paredes do tubo de descida (38, 40) espaçadas estendendo-se descendentemente a partir da plataforma de bandeja (30) associada na dita abertura para formar uma passagem de tudo de descida (42) para entregar um fluido que entra na abertura à plataforma de bandeja (30) de uma das bandejas de fluxo de cruzado (26) subjacentes, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das paredes (38, 40) do tubo de descida cordal incluindo um segmento da parede superior (48) que se estende verticalmente e um segmento da parede inferior (50) que está inclinado em direção a um segmento da parede inferior do tubo de descida cordal oposto; e um sistema de suporte (28) que suporta as ditas bandejas de fluxo cruzado (26) e que compreende uma parede cordal (64) acoplada às ditas bandejas de fluxo cruzado (26) e estendendo- se verticalmente através das ditas bandejas de fluxo cruzado (26) e dentro das passagens do tubo de descida (42) dos tubos de descida cordais (32) alinhados, a referida parede cordal (64) tem extremidades opostas que se estendem verticalmente que estão presas a um envoltório da coluna.

2. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de incluir um primeiro conjunto de passagens de fluido (70) posicionadas na dita parede cordal (64) dentro das passagens dos ditos tubos de descida cordais (32) para permitir que o dito fluido que está dentro das ditas passagens (42) de fluido passe através do primeiro conjunto de passagens de fluido (70) de um lado da parede cordal (64) para um lado oposto da parede cordal (64).

3. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita extremidade terminal inferior de cada uma das paredes do tubo de descida (38, 40) é posicionada a uma distância pré-selecionada acima da plataforma de bandeja (30) na qual o fluido é liberado para criar uma área de folga para o fluido ser descarregado do tubo de descida em uma área de entrada (62) da dita plataforma de bandeja (30).

4. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma extremidade inferior das passagens de fluido no primeiro conjunto de passagens de fluido (70) se estende abaixo da extremidade terminal inferior das paredes do tubo de descida (38, 40) para permitir que o fluido descarregado na dita plataforma de bandeja (30) atravesse a dita parede cordal (64).

5. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que, em cada um dos tubos de descida cordais (32), uma extremidade superior das passagens de fluido no primeiro conjunto de passagens de fluido (70) termina abaixo da plataforma de bandeja (30) a partir da qual o tubo de descida desce e a parede cordal (64) é não perfurada em uma região acima da plataforma de bandeja (30) para evitar que o fluido na plataforma de bandeja (30) salte através da abertura na qual o tubo de descida cordal (32) está posicionado.

6. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um segundo conjunto de passagens de fluido (72) posicionadas na dita parede cordal (64) abaixo da área de entrada (62) das plataformas de bandeja (30), para permitir que o fluido passe através do segundo conjunto de passagens de fluido (72) de um lado da parede cordal (64) para um lado oposto da parede cordal (64).

7. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sistema de suporte (28) inclui estabilizadores alongados (74) estendendo-se através de ao menos algumas das passagens de fluido no dito segundo conjunto de passagens de fluido (72) e unidos à dita plataforma de bandeja (30) em lados opostos da parede cordal (64).

8. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sistema de suporte (28) inclui suportes (76) presos a lados opostos da parede cordal (64) e estendendo-se horizontalmente ao longo da dita parede cordal (64) abaixo das áreas de entrada (62) das plataformas de bandeja (30), sendo que os ditos suportes (76) fornecem um flange superior (78) ao qual a plataforma de bandeja (30) é presa, e um flange inferior (80) ao qual os ditos estabilizadores (74) são presos.

9. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita parede cordal (64) é formada por painéis individuais (66) que são unidos um ao outro e os tubos de descida cordais (32) em bandejas alternadas estão em alinhamento vertical.

10. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sistema de suporte (28) inclui bráquetes de suporte de tubo de descida (68) posicionados dentro das ditas passagens do tubo de descida (42) em lados opostos da dita parede cordal (64), sendo que cada bráquete de suporte de tubo de descida (68) estende-se a partir da dita parede cordal (64) até uma das paredes do tubo de descida (38, 40) para transferir uma carga da parede de descida e da plataforma de bandeja (30) associada para a parede cordal (64).

11. Conjunto de bandeja (24), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos bráquetes de suporte de tubo de descida (68) em um lado da parede cordal (64) estão alinhados com os ditos bráquetes de suporte de tubo de descida (68) no outro lado da dita parede cordal (64).

12. Coluna de transferência de massa (10), que compreende: um envoltório de coluna externo (12) que define um volume interno aberto; e um conjunto de bandeja (24) posicionado dentro do volume interno aberto, o dito conjunto de bandeja (24) compreendendo: uma pluralidade de bandejas de fluxo cruzado (26) verticalmente espaçadas uma em relação à outra, sendo que cada bandeja de fluxo cruzado (26) compreende uma plataforma de bandeja (30) plana que se estende horizontalmente através de uma seção transversal do volume interno aberto e tem aberturas (60) de fluxo de fluido distribuídas através da plataforma de bandeja (30) e ao menos algumas das bandejas de fluxo cruzado (26) alternadas têm ao menos um tubo de descida cordal (32) descendo a partir da plataforma de bandeja (30) para remover líquido da dita plataforma de bandeja (30), sendo que pelo menos um dos tubos de descida cordais (32) nas bandejas de fluxo cruzado (26) alternadas está posicionado em alinhamento vertical com pelo menos um dos tubos de descida cordais (32) nas outras bandejas de fluxo cruzado (26) alternadas, sendo que cada um dos ditos pelo menos um tubo de descida cordal (32) está posicionado em uma abertura na plataforma de bandeja (30) associada e compreende um par de paredes do tubo de descida (38, 40) espaçadas estendendo-se descendentemente a partir da plataforma de bandeja (30) associada na dita abertura para formar uma passagem de tudo de descida (42) para entregar um fluido que entra na abertura à plataforma de bandeja (30) de uma das bandejas de fluxo de cruzado (26) subjacentes, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das paredes do tubo de descida cordal (38, 40) incluindo um segmento da parede superior (48) que se estende verticalmente e um segmento da parede inferior (50) que está inclinado em direção a um segmento da parede inferior do tubo de descida cordal oposto; e um sistema de suporte (28) que suporta as ditas bandejas de fluxo cruzado (26) e que compreende uma parede cordal (64) acoplada às ditas bandejas de fluxo cruzado (26) e estendendo- se verticalmente através das ditas bandejas de fluxo cruzado (26) e dentro das passagens do tubo de descida (42) dos tubos de descida cordais (32) alinhados, sendo que a dita parede cordal (64) tem extremidades opostas estendendo-se verticalmente que são presas ao envoltório da coluna.

13. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui um primeiro conjunto de passagens de fluido (70) posicionado na dita parede cordal (64) dentro das passagens dos ditos tubos de descida cordais (32) para permitir que o dito fluido que está dentro das ditas passagens do tubo de descida (42) passe através do primeiro conjunto de passagens de fluido (70) desde um lado da parede cordal (64) até um lado oposto da parede cordal (64).

14. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que as ditas paredes do tubo de descida (38, 40) têm extremidades opostas estendendo-se verticalmente que são presas ao envoltório de coluna e sendo que uma extremidade terminal inferior de cada uma das paredes do tubo de descida (38, 40) é posicionada a uma distância pré-selecionada acima da plataforma de bandeja (30) na qual o fluido é liberado para criar uma área de folga para o fluido ser descarregado do tubo de descida em uma área de entrada (62) da dita plataforma de bandeja (30).

15. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que uma extremidade inferior das passagens de fluido no primeiro conjunto de passagens de fluido (70) se estende abaixo da extremidade terminal inferior das paredes do tubo de descida (38, 40) para permitir que o fluido descarregado na dita plataforma de bandeja (30) atravesse a dita parede cordal (64).

16. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADA pelo fato de que, em cada um dos tubos de descida cordais (32), uma extremidade superior das passagens de fluido no primeiro conjunto de passagens de fluido (70) termina abaixo da plataforma de bandeja (30) a partir da qual o tubo de descida desce e a parede cordal (64) é não perfurada em uma região acima da plataforma de bandeja (30) para evitar que o fluido na plataforma de bandeja (30) salte através da abertura na qual o tubo de descida cordal (32) está posicionado.

17. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui um segundo conjunto de passagens de fluido (72) posicionadas na dita parede cordal (64) abaixo das áreas de entrada (62) das plataformas de bandeja (30), para permitir que o fluido passe através do segundo conjunto de passagens de fluido (72) de um lado da parede cordal (64) para um lado oposto da parede cordal (64).

18. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de suporte (28) inclui estabilizadores alongados (74) estendendo-se através de ao menos algumas das passagens de fluido no dito segundo conjunto de passagens de fluido (72) e unidos à dita plataforma de bandeja (30) em lados opostos da parede cordal (64).

19. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de suporte (28) inclui suportes (76) presos a lados opostos da parede cordal (64) e estendendo-se horizontalmente ao longo da dita parede cordal (64) abaixo das áreas de entrada (62) das plataformas de bandeja (30), sendo que os ditos suportes fornecem um flange superior (78) ao qual a plataforma de bandeja (30) é presa, e um flange inferior (80) ao qual os ditos estabilizadores são presos (74).

20. Coluna de transferência de massa (10), de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de suporte (28) inclui bráquetes de suporte de tubo de descida (68) posicionados dentro das ditas passagens do tubo de descida (42) em lados opostos da dita parede cordal (64), sendo que cada bráquete de suporte de tubo de descida (68) estende-se a partir da dita parede cordal (64) até uma das paredes do tubo de descida (38, 40) para transferir uma carga da parede de descida e da plataforma de bandeja (30) associada para a parede cordal (64).

21. Método para suportar uma pluralidade de bandejas de fluxo cruzado (26) em uma região interna aberta (14) de um envoltório externo (12) de uma coluna de transferência de massa (10), que compreende as etapas de: montar uma parede cordal (64) na região interna aberta (14) por meio da união de painéis individuais (66) na região interna aberta (14); prender extremidades opostas estendendo-se verticalmente da parede de cordal (64) a uma superfície interna do envoltório externo (12) da coluna (10); suportar pares de paredes de tubos de descida (38, 40) espaçados em lados opostos da parede cordal (64) em locais pré- selecionados verticalmente espaçados ao longo da parede cordal (64) para formar uma passagem de tubo de descida (42) entre cada par de paredes do tubo de descida (38, 40) espaçadas com a parede cordal (64) estendendo-se verticalmente através das passagens do tubo de descida (42), CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das paredes do tubo de descida cordal (38, 40) incluindo um segmento da parede superior (48) que se estende veticalmente e um segmento da parede inferior (50) que está inclinado em direção a um segmento da parede inferior do tubo de descida cordal oposto; prender extremidades opostas estendendo-se verticalmente das paredes do tubo de descida (38, 40) à superfície interna do envoltório externo (12) da coluna (10); e suportar plataformas de bandeja (30) nas paredes do tubo de descida (38, 40) fora de cada uma das ditas passagens do tubo de descida (42), sendo que as ditas plataformas de bandeja (30) têm aberturas (60) de fluxo de fluido distribuídas através da plataforma de bandeja (30).