ES2258867T3 - Distribucion de liquido dentro de un dispositivo de contacto. - Google Patents
Distribucion de liquido dentro de un dispositivo de contacto.Info
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Abstract
Dispositivo de contacto (1), que comprende una empaquetadura estructurada (8) dispuesta entre una entrada (3), situada por la parte inferior (2) del dispositivo y prevista para un flujo de gas de dirección ascendente, y una salida (4), situada por la parte superior (5) del dispositivo y prevista para descargar el flujo del gas, una vez tratado el mismo, como asimismo comprende este dispositivo una entrada (6), situada por la parte superior (5) del dispositivo y prevista para un flujo de líquido de dirección descendente, así como una salida (7), situada por la parte inferior (2) del dispositivo y prevista para descargar del flujo del líquido, una vez tratado el mismo, y por lo menos un distribuidor de líquido (21) está dispuesto por la referida entrada (6) para el flujo del líquido; dispositivo éste que está caracterizado porque el distribuidor de líquido (21) comprende por lo menos una tobera (26), que proyecta el líquido hacia el interior de un canal de flujo (18) de la empaquetadura (8);así como caracterizado porque la tobera (26) está diseñada con el objeto de conseguir un bloqueo -esencialmente completo- del flujo de gas dentro del referido canal de flujo (18).
Description
Distribución de líquido dentro de un dispositivo
de contacto.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de contacto, que comprende una empaquetadura
estructurada dispuesta entre una entrada, situada por la parte
inferior del dispositivo de contacto y prevista para un flujo de
gas que está dirigido hacia arriba, y una salida dispuesta por la
parte superior del dispositivo y prevista para descargar el flujo
de gas, una vez tratado el mismo, como también comprende este
dispositivo de contacto una entrada por la parte superior del
dispositivo, prevista para un flujo de líquido dirigido hacia
abajo, así como una salida por la parte inferior del dispositivo,
prevista para descargar el flujo de liquido, una vez tratado el
mismo, con lo cual queda constituido un distribuidor de líquido en
la antes mencionada entrada para el flujo de líquido.
A través de la Patente Núm. 5.139.544 de los
Estados Unidos es ya conocido un dispositivo de contacto de la
clase anteriormente descrita, el cual comprende una empaquetadura
estructurada, con una multitud de capas de empaquetadura de
distinta orientación y en el cual un líquido es introducido
directamente desde un distribuidor de líquido, que está dispuesto
en la parte superior de la empaquetadura estructurada, hacia el
interior de un paso de flujo -de dirección ascendente- de una capa
superior de la empaquetadura, con el objeto de conseguir un
contacto entre el gas y el líquido dentro de la capa superior de la
empaquetadura y reducir así el riesgo de la formación de
gotas.
El hasta ahora conocido distribuidor de líquido
distribuye el líquido desde la entrada del líquido hacia una capa
superior de la empaquetadura estructurada. La empaquetadura
estructurada tiene un determinado número de placas o láminas, que
constituyen unos canales de flujo a través de la empaquetadura, los
cuales están dirigidos hacia arriba. Una multitud de distribuidores
de líquidos paralelos están dispuestos por todo el diámetro del
dispositivo de contacto. Cada uno de los distribuidores de líquido
posee un canal con una superficie de fondo plana, provista de unos
agujeros de distribución del líquido, los cuales se encuentran en
alineación con los canales de flujo de la empaquetadura para así
distribuir el líquido directamente sobre la superficie superior de
la capa de la empaquetadura así como hacia el interior del paso de
flujo de la empaquetadura estructurada. El distribuidor de líquido
descansa directamente sobre la superficie superior de la capa de la
empaquetadura, y el mismo bloquea parte de la referida superficie
superior, de tal manera que el flujo de gas, que está dirigido
hacia arriba, sea conducido hacia cada lado del distribuidor de
líquido así como a través de un separador de gotas.
Si la distribución del líquido dentro de la
empaquetadura de un dispositivo de contacto es uniforme, la
distribución del gas, sin embargo, no es uniforme, o bien al revés,
y existe entonces un elevado riesgo de una distribución pobre
dentro de la empaquetadura, lo cual puede conducir a la formación
de distintos caminos del gas o del líquido a través del dispositivo
de contacto. Como consecuencia, se presenta entre el gas y el
líquido un más reducido contacto que el contacto esperado.
Conforme al anterior estado de la técnica, el
líquido de absorción es introducido desde arriba y a través de un
determinado número de canales de distribución, que están dispuestos
directamente sobre la superficie superior de la empaquetadura, es
decir, estos canales descansan sobre la misma empaquetadura.
Normalmente, el líquido es introducido a través de unos agujeros,
previstos en el fondo de los canales y, por consiguiente, el
líquido golpea sobre la superficie superior de la empaquetadura. La
energía cinética de los chorros del líquido, conjuntamente con la
estructura de la empaquetadura, producen inevitablemente unas
salpicaduras, con la formación simultánea de gotas dentro de esta
zona así como por encima de la empaquetadura. Las gotas, formadas
por las salpicaduras de este tipo, serán transportadas a lo largo
del flujo de gas y dan origen a ciertos problemas corriente bajo de
la empaquetadura. Por este motivo, se ha considerado necesario
emplear un separador de gotas, dispuesto corriente abajo de la
empaquetadura. Un inconveniente de un separador de gotas de esta
clase consiste en el hecho de que se incrementan los costos de
inversión así como los costos del funcionamiento de un tal
dispositivo de contacto.
La presente invención tiene el objeto de
perfeccionar la distribución de gas y de líquido por el interior de
la empaquetadura y de impedir la formación de gotas del líquido o,
al existir estas gotas del líquido, evitar que las mismas puedan
ser arrastradas por el flujo del gas suprimiendo, de este modo, el
empleo de un separador de gotas.
De acuerdo con la presente invención, este
objeto es conseguido por medio de un dispositivo de la clase
descrita en la parte de entrada de esta memoria descriptiva;
dispositivo éste que está caracterizado por el hecho de que el
distribuidor de líquido comprende por lo menos una tobera, que
proyecta el líquido hacia el interior de un canal de flujo de la
empaquetadura, así como por el hecho de que esta tobera está
diseñada para conseguir un bloqueo -esencialmente completo- del
flujo de gas dentro del referido canal de flujo.
Por formarse los canales del distribuidor de
líquido -de acuerdo con la presente invención- de tal manera, que
los mismos tengan una estructura que está ajustada a la
empaquetadura, el líquido puede ser inyectado hacia el interior de
la empaquetadura en lugar de ser expulsado sobre la empaquetadura.
Aquellas partes de los canales del distribuidor de líquido, las
cuales se ajustan a la parte interior de la empaquetadura, están
diseñadas de tal modo, que las mismas puedan conseguir un bloqueo
total del gas dentro de la zona de inyección. Por consiguiente,
queda reducido el riesgo de salpicaduras o de la formación de
gotas al ser el líquido introducido en la empaquetadura. Al mismo
tiempo, prácticamente nada de gas pasará por la zona desde la
salida del distribuidor de líquido hasta el punto, en el cual el
líquido golpea sobre la empaquetadura. Además, y a causa de ella,
ninguna gota de líquido -que eventualmente pueda constituirse
dentro de la zona antes mencionada- será arrastrada por el flujo de
gas.
El distribuidor de líquido según la presente
invención está diseñado de una manera apropiada y de tal modo, que
el mismo pueda ser ajustado a la empaquetadura estructurada de
cualquier tipo, aplicando para ello el principio de
"macho/hembra". Esto hace posible una inyección del líquido
hacia el interior de la empaquetadura, y con ello se consigue un
bloqueo del gas dentro de aquella zona, en la que el flujo del
líquido pasa desde el distribuidor de líquido hasta el punto en que
este líquido golpea sobre la superficie de la empaquetadura. El
diseño del distribuidor de líquido está en función de la
empaquetadura específica, y el primero está adaptado a esta última,
por lo que el mismo puede tener -dentro del alcance de la presente
invención- cualquier configuración, elegida de forma
arbitraria.
A continuación, la presente invención está
descrita de forma más detallada y con referencia a los planos
adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra una vista esquematizada de
sección transversal de un dispositivo de contacto conforme a la
presente invención;
La Figura 2 indica una vista detallada de un
distribuidor de líquido, la cual ha sido realizada desde
arriba;
La Figura 3 muestra una vista parcial de sección
transversal del distribuidor de líquido, indicado en la Figura
2;
La Figura 4 indica la vista lateral de una
tobera para el distribuidor de líquido; mientras que
La Figura 5 muestra una vista de la tobera de la
Figura 4, la cual ha sido realizada desde arriba.
En los planos adjuntos, la Figura 1 indica un
dispositivo de contacto 1 de una forma de disposición esencialmente
vertical, el cual comprende una entrada 3, dispuesta por la parte
inferior 2 del dispositivo de contacto 1 y situada de forma
principalmente perpendicular a este dispositivo de contacto y
prevista para un flujo de gas de dirección ascendente a través del
dispositivo de contacto 1, como asimismo comprende el dispositivo
una salida 4, situada por la parte superior 5 del mismo, prevista
para descargar el flujo de gas tratado, así como una entrada 6,
situada por la parte superior 5 del dispositivo de contacto y
prevista para un flujo de líquido, dirigido hacia abajo a través
del dispositivo de contacto, y también comprende una salida 7,
situada por la parte inferior 2 del dispositivo y prevista para
descargar el flujo de líquido, una vez tratado el mismo. La
expresión de un "dispositivo de contacto" puede comprender,
por ejemplo, una torre o una columna o un dispositivo purificador,
previstos para la absorción, la adsorción, la desorción, la
destilación, etc., etc.
Este dispositivo de contacto 1 comprende por lo
menos una empaquetadura estructurada 8, que está dispuesta entre la
entrada 3 y la salida 4. Un borde superior 9 de la entrada 3 para
el flujo de gas se abre principalmente a un mismo nivel con la
superficie de límite inferior 10 de la empaquetadura estructurada
8. De una manera ya conocida como tal, esta empaquetadura
estructurada 8 puede estar constituida por dos placas corrugadas o
unos elementos similares, que están dispuestos el uno contra el
otro y los que forman entre si un determinado número de canales de
flujo 18. De una forma apropiada, la empaquetadura 8 comprende un
determinado número de capas de empaquetadura, 11 hasta 17, de las
que por lo menos la capa de empaquetadura inferior 11 está
dispuesta de tal modo, que sus canales de flujo 18, que pasan a
través de esta capa de empaquetadura 11, se extiendan hacia arriba
y esto dentro de un plano, que está dispuesto principalmente de
forma perpendicular a la dirección de flujo 19 del flujo del gas,
que entra. Las placas en dos capas de empaquetadura superiores y
colindantes, 12 hasta 17, están convenientemente dispuestas de
forma perpendicular la una con respecto a la otra y de tal modo,
que el flujo de gas sea conducido hacia arriba, a través del
dispositivo de contacto 1 así como dentro de un plano que, de
manera alterna, está dispuesto de forma paralela y perpendicular,
respectivamente, a la dirección de flujo 19 del gas entrante.
La capa inferior 11 de la empaquetadura se
encuentra sostenida, de una manera esencialmente libre, por debajo
de un enrejado de soporte 20, que está situado dentro de la
empaquetadura estructurada 8. Las dos capas inferiores, 11 y 12, de
la empaquetadura están dispuestas de una manera similar entre si,
es decir, con los respectivos canales de flujo 18 situados dentro
de un plano común.
Por encima de la placa superior 17 de la
empaquetadura está dispuesto por lo menos un distribuidor de
líquido 21, que es abastecido con el líquido procedente de la
entrada 8. Los planos muestran dos distribuidores de líquido 21,
cada uno de los cuales posee tres canales de distribución 22; no
obstante, es evidente que el número de los distribuidores de
líquido 21, el número de los canales de distribución 22 así como el
respectivo diseño de los mismos, puedan ser variados dentro del
alcance de las reivindicaciones indicadas en el anexo.
Las Figuras 2 hasta 5 muestran algunas partes de
un distribuidor de líquido 21, las cuales comprenden tres canales
de distribución de líquido 22 así como un canal de entrada común
23, con el fondo 24. El canal de entrada 23 proyecta el líquido en
cada dirección y hacia el interior de los canales de distribución
de líquido 22. Por el fondo 25 de los canales de distribución de
líquido 22 está previsto un determinado número de agujeros con las
toberas 26, que están previstas para proyectar el líquido hacia el
interior de la capa superior 17 de la empaquetadura estructurada 8,
indicada en la Figura 1.
Las toberas 26 son de una configuración
exterior, que ha sido adaptada al interior de la empaquetadura.
Según el ejemplo indicado en las Figuras 4 y 5, es así que la
tobera 26 posee una parte superior 27, que es principalmente de
forma cilíndrica y la que está prevista para proyectar a través de
un agujero circular, situado en el fondo 25 del canal de
distribución de líquido, como asimismo posee esta tobera una parte
inferior 28, que es de forma esencialmente rectangular y la cual
está prevista para ser colocada de una manera estanca entre dos
placas corrugadas (no indicadas aquí), que están sosteniéndose
entre si y las que constituyen la propia empaquetadura. En el caso
de una diferente configuración de la empaquetadura estructurada,
las toberas 26 pueden ser, evidentemente, de una forma distinta. Al
objeto de facilitar su adaptación a las distintas empaquetaduras,
las toberas 26 pueden estar fijadas -por completa o bien por partes
de las mismas- de una manera desmontable en el fondo de los
canales.
Gracias a la aquí presentada forma de
realización de las toberas 26, resulta que el líquido puede ser
inyectado hacia el interior de la empaquetadura, en lugar de ser
expulsado sobre la empaquetadura. Aquellas partes de las toberas
26, las cuales están adaptadas para el interior de la
empaquetadura, están previstas para conseguir un bloqueo total del
gas dentro de la zona de la inyección. De este modo, quedará
impedida la formación de unas salpicaduras o de gotas al ser el
líquido introducido en la empaquetadura. Por esta razón, no se
producirá ningún importante flujo de gas dentro de la zona desde la
salida del distribuidor de líquido hasta el punto, en el cual el
líquido golpea sobre la empaquetadura y, por consiguiente, ninguna
gota interna podrá ser arrastrada por el flujo del gas.
Por medio de la presente invención son
conseguidas una uniforme distribución del gas a través de las capas
de la empaquetadura así como la inyección del líquido por el
interior de la empaquetadura; se reduce el riesgo de que las gotas
puedan ser arrastradas, y existe asimismo la posibilidad de
efectuar el proceso sin ningún separador de gotas. Esto se hace
posible gracias al hecho de que la propia empaquetadura funciona
como un separador de gotas.
Claims (3)
1. Dispositivo de contacto (1), que comprende
una empaquetadura estructurada (8) dispuesta entre una entrada
(3), situada por la parte inferior (2) del dispositivo y prevista
para un flujo de gas de dirección ascendente, y una salida (4),
situada por la parte superior (5) del dispositivo y prevista para
descargar el flujo del gas, una vez tratado el mismo, como asimismo
comprende este dispositivo una entrada (6), situada por la parte
superior (5) del dispositivo y prevista para un flujo de líquido de
dirección descendente, así como una salida (7), situada por la
parte inferior (2) del dispositivo y prevista para descargar del
flujo del líquido, una vez tratado el mismo, y por lo menos un
distribuidor de líquido (21) está dispuesto por la referida entrada
(6) para el flujo del líquido; dispositivo éste que está
caracterizado porque el distribuidor de líquido (21)
comprende por lo menos una tobera (26), que proyecta el líquido
hacia el interior de un canal de flujo (18) de la empaquetadura
(8); así como caracterizado porque la tobera (26) está
diseñada con el objeto de conseguir un bloqueo -esencialmente
completo- del flujo de gas dentro del referido canal de flujo
(18).
2. Dispositivo conforme a la reivindicación 1) y
caracterizado porque por lo menos una parte de la tobera
(26) está fijada de una manera desmontable en el distribuidor de
líquido (21).
3. Dispositivo conforme a la reivindicación 2) y
caracterizado porque la referida parte de la tobera es de
una configuración arbitraria, que está adaptada al canal de flujo
(18) de la empaquetadura (8).
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