JP2005530610A

JP2005530610A - 気液接触トレイ及びその使用方法

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Publication number: JP2005530610A
Application number: JP2004516273A
Authority: JP
Inventors: エー．レセタリッツ，マイケル; エー．グリーセル，チャールズ; ビー．ライター，ジョニー; エイチ．ウェイランド，ラルフ
Original assignee: コーク−グリッシュ，リミティドパートナーシップ
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-10-13
Also published as: US20040130041A1; CN1671452A; RU2004138550A; AU2003247659A8; WO2004000433A3; WO2004000433A2; BR0312031A; EP1531918A2; AU2003247659A1; AR040341A1; CA2490317A1

Abstract

気液接触トレイ（２６）には、トレイデッキ（２８）であって、トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、蒸気がトレイデッキを介し上向きに流れて上面の液体と相互作用できるようにするための複数の蒸気通路（４４）とを有するトレイデッキ（２８）が設けられる。少なくとも一つの缶（３４）が、トレイデッキから上向きに延び、周辺壁（３６）によって形成される。下降管（４６）が、液体用通路を提供するために缶内に間挿されると共に、液体進入用の上側入口（５０）と、液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための、トレイデッキ（２８）の上方の下側出口（５４）とを有する。複数の偏向ブレード（５６）が、缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するためにトレイデッキの上方に位置決めされる。缶の周辺壁によって包囲されたトレイデッキの部分は、ふるい孔、弁又は他のタイプの蒸気通路を含む。トレイは、スリーブ（７６）、寸法が二種類以上ある複数の缶（３４）、又はそれらの組み合わせを含むことができる。

Description

本発明は、物質移動及び熱交換塔に関し、より詳しくは、このような塔に使用される気液接触トレイに関する。

物質移動及び熱交換塔内の上昇蒸気流と下降液体流との間の接触を促進するために、様々なタイプの気液接触トレイが開発されてきた。複数のこのようなトレイは、通常、塔の開放内部領域内に水平方向に拡がるようにかつ鉛直方向に互いに離間した関係で配置される。トレイは、開口を有する接触領域又は活性領域を含み、これら開口により、その上面を横切り流れる液体と相互作用させるためのトレイデッキを蒸気が上向きに通過できるようになる。デッキの活性領域の上方で生ずる気液相互作用は、所望の物質移動及び熱交換の一方又は両方を促進する泡を形成する。大部分のタイプのトレイはまた、より大きな開口と、下降管と呼ばれる付設された構造であって液体が上昇蒸気との相互作用後にトレイデッキから除去されうるようにする構造とを含む。液体は、下降管を介して下向きに、下にあるトレイの通常は無孔の液体受け領域又は入口領域に指向される。

高容量及び高効率の用途のために開発されてきた一つのタイプの気液トレイが、Ｓｈｅｉｎｍａｎに付与された米国特許第５，６２６，７９９号明細書に示されている。当該特許に示されているトレイは、トレイデッキから上向きに延びる複数の筒状缶を使用する。より小径の下降管が各筒状缶内の中央に位置決めされて、筒状缶内のトレイデッキ上に排出するための上にあるトレイから、液体を除去するようにされている。スワールベーンがトレイデッキに位置決めされて、蒸気がスワール運動によりトレイデッキを介し上昇できるようにされている。スワール蒸気が下降管から排出された液体に接触するときに、このスワール蒸気により、高い分離効率をもたらす強力な気液相互作用が発生される。また、スワール蒸気により、液体が筒状缶の内面にはねかけられ、ここで、液体が、缶の壁に設けられた鉛直方向及び水平方向スロットを通過する。液体は次いで、トレイデッキ上に下降し、下にある次のトレイまで移動するための下降管入口に入る。蒸気は筒状缶の開放頂部から流出し、次いで、上にあるトレイデッキのスワールベーンを通過する。

Ｓｈｅｉｎｍａｎ特許に示されたトレイは、他のタイプの気液接触トレイに対し大きな進歩を有するけれども、更なる別の改良が望まれる。

一態様において、本発明は、トレイデッキを備える気液接触トレイであって、トレイデッキが、上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、蒸気がトレイデッキを介し上向きに流れてトレイデッキの上面の液体と相互作用できるようにするための複数の蒸気通路と、トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された少なくとも一つの缶とを有する、気液接触トレイに関する。下降管は、液体用通路を提供するために各缶内に間挿されると共に、液体進入用の上側入口と、液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための、トレイデッキの上方の下側出口とを有する。トレイはまた、缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するためにトレイデッキの上方に位置決めされた複数の偏向ブレードを有する。トレイデッキは更に、下降管の下端に受容されて下降管出口がトレイデッキの上方に固定距離だけ離間するようにするスリーブを含んでもよい。缶の周辺壁によって包囲されたトレイデッキの当該部分の蒸気通路は、ふるい孔、弁、トレイデッキに形成された角度付きブレード同士間の開口、又は他のタイプの蒸気通路である。角度付きブレードは、互いに重ね合わせられる複数のプレートに打ち抜き形成することができる。複数の缶が設けられる場合には、これら缶の寸法が二種類以上であってもよい。更に、複数の缶のうち選択された缶内で互いに逆向きの蒸気回転流が誘起されるように偏向ブレードを指向させてもよい。偏向ブレードを缶の周辺壁に取り付けてもよい。下降管入口の水平方向断面は、下降管出口よりも大きくてもよい。入口領域と下にあるトレイデッキとを接続する壁内に蒸気通路を設けつつ、下降管出口の下にあるトレイデッキの入口領域を高架にしてもよい。缶の周辺壁は、予め選択された構造及び構成の液体通路を含む。一実施態様では、液体通路は、包囲しているトレイデッキ上の液体のレベルの上方に位置決めされ、二列以上の三角形状ルーバとして構成される。

他の態様において、本発明は、上述の気液接触トレイを用いて物質移動塔内で蒸気流及び液体流を相互混合する方法に関する。本発明はまた、このようなトレイを含む物質移動塔に関する。

明細書の一部を形成しかつ明細書と共に読まれるべき添付図面では、様々な図面における同様の部分を示すために同様の参照番号が使用される。

次に、より詳細に図面、最初に図１を参照すると、物質移動及び熱交換プロセスの使用に適切な塔は、全体が符号２０で示されている。塔２０は、略筒状構造である直立した外側シェル２２を含み、しかしながら多角形を含む他の構造でもよく、これも本発明の範囲内にある。シェル２２の直径及び高さはは任意の適切な値であり、シェル２２は、好ましくは塔２０内に存在する流体及び条件に対し不活性であるかさもなければ両立可能な、適切に剛直な一つ以上の材料から構成される。

塔２０は、分留生成物を獲得することと流体流同士間の物質移動もしくは熱交換を引き起こすこととのうちの一方又は両方のために、典型的には液体流及び蒸気流である流体流を処理するのに使用されるタイプからなる。塔２０のシェル２２は、流体流同士間の所望の物質移動と熱交換とのうち一方又は両方が行われる開放内部領域２４を画定する。通常、流体流は一つ以上の下降液体流と一つ以上の上昇蒸気流とを含む。これに代えて、流体流が共に液体流であってもよく、又はガス流及び液体流であってもよい。

流体流を、塔２０の高さに沿う適切な位置に位置決めされた任意の適切な数の送りラインを介し、塔２０に指向させることができる。一つ以上の蒸気流を、一つの送りラインを介して塔２０内に導入するのではなく、塔２０内で発生させてもよいことが理解されるであろう。塔２０はまた、典型的には、蒸気生成物又は副生成物を除去するためのオーバーヘッドラインと、塔２０から液体生成物又は副生成物を除去するためのボトム流取出ラインとを含む。様々な送りライン及び除去ライン、並びに、還流ライン、リボイラ、凝縮器、蒸気ホーン等のような典型的に存在する他の塔構成要素は、図面に示されておらず、これは、これらが本質的に一般的なものであって、本発明の理解に必要であるとは考えられないからである。

本発明によれば、水平方向に拡がる複数の接触トレイ２６が、塔２０の開放内部領域２４内に鉛直方向に離間した関係で位置決めされる。接触トレイ２６は、個々のパネル３０から構成されたトレイデッキ２８を含み、これらパネル３０は、互いに隣接するパネル３０を適切な締結具（図示せず）を用いて容易に接合するために、パネル３０の両側に沿って位置決めされた上向きフランジ３２を有する。接触トレイ２６はまた、互いに離間された複数の筒状缶３４であって、トレイデッキ２８から上向きに延びかつトレイデッキ２８によって支持された缶３４を含む。各缶３４は、頂部及び底部において開放されると共に、筒状周辺壁３６によって形成され、この周辺壁３６は、上にあるトレイデッキ２８から下方に予め選択された距離だけ離間した上縁３８を有する。いくつかの又はすべての缶３４について、筒状以外の構造を利用できることが理解されるであろう。断面が下向きに湾曲しているリング状バッフル４０が、缶３４の上縁３８のわずかに上方に離間され、このバッフル４０は、缶３４の内面に沿って上向きに流れる液体を捕捉して缶３４の外側で下向きに再指向させるよう機能する。各缶３４の周辺壁３６はまた、液体が缶３４内から周辺壁３６を介し外向きに通過できるようにする液体通路４２を含んでもよい。缶内液体との相互作用のための蒸気が缶３４内に進入できるようにするために、各缶３４の下縁４５によって取り囲まれた領域内のトレイデッキ２８の該当部分に、蒸気通路４４が設けられる。

液体は、複数の下降管４６によって缶３４に移送される。これらの下降管４６は、トレイデッキ２８上の缶３４同士の間に間挿されると共に、液体を一つの接触トレイ２６のトレイデッキ２８から除去して、下にある接触トレイ２６のうちの一つ、通常は真下にある接触トレイ２６、のトレイデッキ２８に移送するための通路を提供する。各下降管４６は、通常は筒状構造である壁４８を備え、この壁は、上にあるトレイデッキ２８の開口５２（図１４から図１７まで）を包囲する上側入口５０と、下にある接触トレイ２６のトレイデッキ２８から上方に予め選択された距離だけ離間される下側出口５４とを有する。好ましくは、下降管入口５０は、トレイデッキ２８上で包囲される一グループの缶３４から等距離に位置決めされる。各下降管４６が一つのトレイデッキ２８から下方に延びて下にあるトレイデッキ２８上の一つの缶３４内の中央に位置決めされるように、下降管４６と、鉛直方向に隣接するトレイ上の缶３４とが配置される。このようにして、下降管４６は一つのトレイデッキ２８から液体を除去して、下にあるトレイデッキ２８上の缶３４内に下向きに液体を送る。

更に図２に戻ると、複数のスワール誘起偏向ブレード５６が各下降管壁４８の外面に取り付けられてそこから半径方向外向きに延びている。偏向ブレード５６は、トレイデッキ２８から上方に予め選択された距離だけ位置決めされ、鉛直方向の位置は、偏向ブレード５６が通常の作動状態中に缶３４内の泡レベルに近接して位置決めされるように選択される。偏向ブレード５６の半径方向長さは、偏向ブレード５６の外端と周辺壁３６との間に環状空間が存在するように、下降管壁４８と缶３４の周辺壁３６との間の半径方向距離よりも小さい。偏向ブレード５６は、筒状下降管壁４８の周囲に沿って互いに離間され、また、関連する缶３４内で上昇する蒸気のスワール遠心運動を誘起するために水平方向に対しある角度で延びる。この上昇するスワール蒸気により、缶３４内の液体が、各缶３４の周辺壁３６の内面に吹き付けられ、この内面に沿って上向きに持ち上げられる。

図３から最もよく理解できるように、偏向ブレード５６を下降管壁４８に取り付ける必要はなく、代わりに、缶３４の周辺壁３６から半径方向内向きに延びるようにしてもよい。本実施態様では、偏向ブレード５６の半径方向外端は缶３４の周辺壁３６に直接取り付けられ、これにより、蒸気及び液体が偏向ブレード５６を迂回できるようにする周辺壁３６における開放環状空間が省略される。偏向ブレード５６をこのように配置することにより、蒸気流の大部分が缶周辺壁３６の近くにあるので、上昇蒸気に付与されるスワール作用が増大される。偏向ブレード５６を周辺壁３６に取り付けることにより、蒸気によって持ち上げられた液体を、蒸気流内への望ましくない液体の再随伴に対しより良好に抵抗できる別個の流れ内に注ぐという、追加の利点が提供される。また、偏向ブレード５６に衝突する液体が、再随伴のリスクが低減されつつ、ブレード５６に沿って半径方向外向きに周辺壁３６まで移動することができる。

次に図１及び図５を参照すると、蒸気は、各缶３４の周辺内のトレイデッキ２８の領域に設けられた蒸気通路４４を介して缶３４内に入る。各下降管出口５４の下にある入口領域５８は通常、下降管４６から下向きに排出される液体の力により液体がトレイデッキ２８を介して滴らないように、無孔であって蒸気通路４４がない。従来では、下降管４６から排出された液体が缶周辺壁３６の内面に対し外向きにかつ上向きに押圧されうるように、蒸気がトレイデッキ２８を介し缶３４に入るときに蒸気に水平方向及び接線方向の流れベクトルを付与することが必要であると考えられていた。次いで、蒸気のための所望の流れベクトルを獲得するために、半径方向に延びるブレードがトレイデッキ２８に形成された。しかし、十分に高い液体流量の下では、蒸気は認識可能なスワールを液体に誘起せず、にもかかわらず物質移動効率はスワール運動の欠如によって悪影響を受けない、ということが発見されている。従来の実施とは反対に、現在では、トレイデッキ２８内を半径方向に延びるブレードは、ある用途では不要であり、図５に示されるタイプの簡単なふるい孔５９に置換できると考えられている。蒸気通路４４を丸形、楕円形、正方形、長方形又は他の形状でありうる適切に寸法決めされたふるい孔５９として形成することにより、トレイデッキ２８の製作コストを低減でき、より小さなふるい孔５９を使用することにより、トレイデッキ２８を介して滴ることができる液体が少なくなる。更に、ふるい孔５９は、総表面積がより大きな、より小さい蒸気バブルを発生し、それにより、泡品質、即ち気液相互作用が高められる。ふるい孔５９を使用することの更なる利点は、半径方向に延びる従来のブレードと比較して、トレイデッキ２８における圧力降下が低減されることである。ふるい孔５９は通常、缶３４内のトレイデッキ２８のふるい孔の領域において、任意の適切なパターン及び密度で位置決めされ、しかし下降管出口５４の真下にある入口領域５８から省略される。缶３４の外側のトレイデッキ２８の領域は通常、すべて又は実質的にすべての上昇蒸気が缶３４を介して上向きに流れなければならないように、蒸気通路４４を含まない。

蒸気通路４４を簡単なふるい孔５９として形成する代わりに、様々な定置弁又は可動弁（図示せず）を利用できる。下降管出口５４を出ていく液体が半径方向又は接線方向に押圧されるように、これらの弁を配置することと構成することとの一方又は両方を行うことができる。弁の位置は上述のふるい孔と同一であるか又は類似している。

図２４に示される他の実施態様では、下降管４６は短縮され、また無孔の入口領域５８は、トレイデッキ２８の面の上方に予め選択された距離だけ高架にされて、入口領域５８の下にあるトレイデッキ２８の当該部分内に蒸気が流れうるようにすることによりトレイデッキ２８の活性領域が増大される。高架入口領域５８は、筒状又は他の所望の構造をなす選択任意の孔付き鉛直壁５９によって所定位置に保持される。代わりに、他の支持構造（図示せず）によって入口領域５８を所定位置に保持することもできる。高架入口領域５８の下にあるトレイデッキ２８を開放し又は有孔とすることができ、また下降管出口５４を完全に開放するか、又は図１３を参照して後述するタイプの有孔プレートによって部分的に閉鎖することができる。高架入口領域５８の下にあるトレイデッキ２８の当該部分を介して上向きに流れる蒸気は、入口領域５８の下側に衝突し、有利には半径外向きに水平方向に再指向される。

図１に最もよく示されるように、缶３４の周辺壁３６の液体通路４２は、下降管出口５４の上方に予め選択された距離だけ高架にされた水平面内に位置決めされた周方向スロット６０と、周方向スロット６０の上方に位置決めされた二つのグループの鉛直方向に延びるスロット６２及び６４とを備える。最下グループのスロット６２は、互いに離間され並べられかつ平行な関係で位置決めされると共に、周辺壁３６の周囲の周りに整列される。同様に、最上グループのスロット６４は、互いに離間され並べられかつ平行な関係で位置決めされる。最下のスロット６２は概ね、最上のスロット６４よりも長く、しかしながら必ずしもそうである必要はない。

缶３４の外側のトレイデッキ２８上における液体ヘッドの蓄積を引き起こす高い液体流量又は他の条件の下では、液体を周方向スロット６０を介して缶３４内に強制的に戻すことができることが確認されている。この状況は、接触トレイ２６の液体容量及び分離効率を低減するので、一般に望ましくない。この液体の缶３４内への望ましくない運動を防止又は低減するために、液体通路４２は好ましくは、包囲しているトレイデッキ２８上の液体のレベルの上方に位置決めされる。製造効率を高めるために、カラー又は他の装置（図示せず）を適用して液体レベルの下方にあるこれら液体通路４２を閉鎖することができる。代わりに、周方向スロット６０、及び選択任意には最下グループの鉛直方向スロット６２のような望ましくない液体通路４２を缶３４の製造中に単に省略してもよい。従って、ある用途では、液体が缶周辺壁３６を出られるようにするのに最上グループの鉛直方向スロット６４のみが利用され、他の用途では、最上グループ及び最下グループの鉛直方向スロット６４，６２両方が存在する。更に別の変更例では、周方向スロット６０が、これもまた利用され、しかし包囲しているトレイデッキ２８上の設計された液体レベルの上方まで高架にされる。

缶３４の周辺壁３６の内面に沿って上昇する液体の部分は、スロット６２，６４が互いに離間されているので、鉛直方向スロット６２及び６４のいずれにも入らない。この液体の一部はバッフル４０に捕捉されて缶３４の外側で下向きに再指向されるけれども、この液体の他の部分は蒸気内に再随伴されるようになる。この再随伴は、接触トレイ２６の容量及び効率を低減するので、望ましくない。液体が液体通路４２を迂回する機会を低減するために、本発明は、少なくとも一つの液体通路４２を含まない缶周辺壁３６の中間部分及び上方部分に沿う流路がほとんど存在しないか又はまったく存在しないように、液体通路４２を構成しかつ位置決めしようとする。例えば、図６に図示される実施態様に示されるように、液体通路４２は、頂点が底部に向けられた二列以上の三角形状開口６６を備える。液体が一方又は両方の列の少なくとも一つの開口６６，６７の部分によって中断されることなく一直線に沿って上向きに移動するということが、この一直線が鉛直方向であるか又は鉛直方向に対しある角度であるかにかかわらずできないように、一列内の開口６６が、鉛直方向に隣接する列内の開口６７からオフセットされかつ寸法決めされる。各列の開口同士間の間隔をより大きくしつつ多数の列の開口６６及び６７を使用できることが理解されるであろう。各列内の開口６６及び６７同士間の間隔を大きくすることが一般に望ましく、というのは、開放領域が大きすぎると、周辺壁３６の機械的強度が低下するおそれがあるからである。

三角形状開口６６及び６７はまた、図７に示されるようにルーバとして形成でき、この場合、好ましくは開口６６又は６７を打ち抜くことによって形成される偏向体６８が、開口６６及び６７のいくつか又はすべてと関連付けられている。開口６６及び６７を介して缶３４を出る液体が偏向体６８に衝突して、缶３４の外側におけるトレイデッキ２８の当該部分上に下向きに再指向されるように、偏向体６８は好ましくは下向きの出口を形成する。偏向体６８を、それらの頂縁のみに沿って、又はそれらの頂縁及びそれらの一以上の側部の一部もしくは全部に沿って、周辺壁３６に取り付けることができる。

液体通路４２を、図６に示される三角形状開口６６及び６７以外の構造に成形することもできる。例えば、液体通路４２を、図８及び図９に示されるように湾曲した偏向体６８を有する円状開口７０、又は図１０及び図１１に示されるように水平方向に延びもしくは鉛直方向に対しある角度で延びる偏向体６８を有するスロット７１の、多数列又は他の配置の形態にすることができる。液体通路４２は、図面に示される特定の実施態様に限定されず、液体が少なくとも一つの液体通路４２に遭遇することなく直線状流路に沿い上昇するのを防止する他の構造を含む。

下降管出口から排出された液体は、通常、下向き運動量でもって無孔の入口領域５８に衝突し、次いで、半径方向又は接線方向流路に沿って水平方向に流れるように再指向される。水平方向に流れる液体は次いで、蒸気通路４４を介して上昇する蒸気と相互混合して泡を形成する。前述したように、蒸気の水平方向及び半径方向又は接線方向の流れベクトルを使用して液体を外向きにかつ缶３４の周辺壁３６に押圧する必要が必ずしもないことが確認されている。いくつかの用途では、液体がトレイデッキ２８を周辺壁３６まで横断するときに液体が湾曲流路に沿って移動するように、液体が下降管出口５４を出るときに液体に接線方向運動又は回転運動を誘起するのが望ましいこともある。半径方向流路よりもむしろ湾曲流路に沿って移動することによって、液体は、より大きな距離を移動すると共に、より長い時間にわたって蒸気と接触して相互作用し、それにより、液相と気相との間で行われる物質移動と熱交換との一方又は両方を促進する。図４に示されるように、この液体回転運動は、回転誘起要素７２を配置することによって誘起でき、この回転誘起要素７２は、下降管出口５４内で半径方向に延びる複数の案内ベーン７４を備える。案内ベーン７４を、いくつかの又はすべてのベーンの少なくとも一部分又は全部が鉛直方向に対しある角度で延びている、平坦又は湾曲状にすることができる。

液体は、出口５４から下降管４６内への蒸気進入に対する動的シールを提供するのに十分な量でもって下降管出口５４を出なければならない。しかし、下降管４６を介して流れる液体が多すぎると、液体が下降管４６内に停滞し、接触トレイ２６から溢れるようになる。その結果、下降管４６からの液体排出に利用可能な開放領域を慎重に制御して有害な溢れに到ることなく所望の動的液体シールが提供されるようにしなければならない。この開放領域が下降管出口５４とトレイデッキ２８との間の鉛直方向クリアランスによって画定されるときには、一定のクリアランスを維持することが困難であるおそれがあり、というのは、トレイデッキ２８が所々でたるむおそれがあり、接触トレイ２６を支持する複数のリングが鉛直方向に不整になるおそれがあり、また製造誤差の結果として様々なトレイ構成要素同士間に寸法変化が存在するおそれがあるからである。接触トレイ２６がいったん設置されると設置トレイ２６にアクセスするのが困難なので、調整可能なスカートを用いてこのクリアランスを調整するのは問題になることがある。この問題を克服するために、図１２に示される本発明の一実施態様では、スリーブ７６が、トレイデッキ２８とスリーブ７６との間に延びかつそれらに固定された複数の鉛直方向脚７７によって、各缶３４内のトレイデッキ２８の入口領域５８の上方に予め選択された距離だけ離間される。スリーブ７６の内径は、下降管４６の下端がスリーブ７６内に密接して収容されうるように、下降管４６の外径よりもわずかに大きい。これにより、スリーブ７６は、下降管４６の延長部分として機能すると共に、下降管出口５４とトレイデッキ２８との間の相対位置決めのあらゆる変化を補償する。スリーブ７６の鉛直方向の大きさは、下降管出口５４と入口領域５８との間の相対位置決めの予想される変化を補償するのに十分なものである。スリーブ７６は、その下縁がトレイデッキ２８の上方に予め選択された距離にあるように位置決めされ、それにより、下降管５４から出る液体のために下降管出口５４とトレイデッキ２８との間に所望の固定クリアランス又は開放領域を提供する。このようにして、下降管５４それ自体の出口５４が、設計仕様が必要する距離よりもトレイデッキ２８から遠くに離間しているとしても、液体は、固定スリーブ７６の下方に設計された開放領域を介して出ることができる。図２５に示される代りの実施態様では、支持脚７７は省略され、スリーブ７６は下降管４６に固定され、スリーブ７６の鉛直方向長さは、スリーブ７６が下にあるトレイデッキ２８上に支持されるように、十分になっている。液体をスリーブ７６の底部から排出するのではなく、底部は、無孔の入口領域５８、又はより好ましくはスリーブ７６の底部に固定された別個の無孔プレート７８によって閉鎖される。予め選択された開放領域を有する排出開口７９がスリーブ７６の側壁に設けられて液体が下降管４６を所望の水平流方向に出ることができるようにされる。排出開口７９の開放領域が固定されて下降管出口５４とトレイデッキ２８との間の間隔の変化の影響を受けないので、下降管４６の溢れ又は下降管４６内への蒸気進入の機会が低減される。

また、下降管４６からトレイデッキ２８上に液体を排出するための開放領域は、図１３に示されるように、水平方向に拡がるプレート８０であって下降管出口５４を横切る一つ以上の開口８２を含むプレート８０を配置することによって固定できる。開口８２の総面積は、液体が下降管４６内に蓄積して接触トレイ２６からの溢流を生ずることなく蒸気進入に対する動的シールを形成できるように、予め選択され固定される。開口８２は簡単なふるい孔でもよいし、固定又は浮動弁でもよい。浮動弁は、蒸気が下降管出口５４に入ろうとすると上方に移動して閉鎖する。

下降管出口５４に対して下降管入口５０の寸法を大きくすることによって下降管４６の液体取扱容量を増大できる。図１４から図１７までから理解できるように、このことは様々な方法で達成することができる。図１５では、下降管壁４８はより幅広の入口５０からより幅狭の出口５４に内向きに均一に傾斜する。図１６では、下降管壁４８は、傾斜した中間区画部分８８によって一体的に接続されたより幅広の上方区画部分８４とより幅狭の下方区画部分８６とを有する。上方区画部分８４及び下方区画部分８６は、互いに無関係に、筒状、正方形又は他の断面であり得る。図１７では、上方区画部分８４及び下方区画部分８６は、直角フランジ９０を用いた階段状構成で接続される。図１４から理解できるように、下降管４６の上方区画部分８４の断面を正方形に形成することによって、入口５０が、筒状缶３４同士の間の利用可能な間隔において、より多くのトレイデッキ２８を占めることができるようになる。

図１８から理解できるように、トレイデッキ２８を横切って配列された缶３４がすべて同一の寸法又は構造である必要はない。トレイデッキ２８上の利用可能な空間をよりよく利用するために、缶３４のうちいくつかを他のものよりも小さくしてもよい。より小さな缶３４も、より大きな缶３４と必ずしも同一の構造を有する必要はない。例えば、より小さな缶３４は、簡単なスワール管、又は他の従来の接触装置でもよい。また、缶３４内における液体及び蒸気回転流の方向を缶３４同士の間で変更してもよい。これは様々な方法で達成することができ、例えば、選択された缶３４内の回転誘起要素７２の案内ベーン７４の向きを変更すること、選択された缶３４内にトレイデッキ２８を介して入る蒸気の回転方向を変更すること、選択された缶３４内の偏向ブレード５６の向きを変更することの全部又は一部によって達成できる。好ましい実施態様では、下降管入口５０内への液体の流れが促進されるように、共通の下降管入口５０を包囲する缶３４の各グループに属する各缶３４内における回転流の方向が選択される。共通の入口５０に供給する四つの缶３４のグループでは、各缶３４内における蒸気及び液体の回転方向は、隣接する缶３４のうちの一方における回転方向と同一であり、隣接する缶３４のうちの他方における回転方向と逆である。この構成は、時計回り及び反時計回りの液体流線９２を用いて概略的に示されている。

上向きフランジ３２は、トレイデッキ２８上での液体混合及び運動を抑制し、かつトレイデッキ２８上での缶３４の配置に適切な位置を限定する。フランジ３２の長さに沿って互いに離間された開口９４（図１２）を設けることにより、フランジ３２の両側の液体が互いに混合するために液体がフランジ３２を通過できるようになる。液体混合の強化及び缶３４の配置における柔軟性の向上を許容する他の方法には、フランジ３２がトレイデッキ２８の下方に下向きに延びるようにトレイパネル３０を構成することが含まれる。一実施態様では、フランジ３２は、それらが互いに噛み合うと共に、設置者がトレイパネル３０の下側にアクセスする必要なしに設置可能なように、構成される。これは、各対のフランジ３２の一方にスロットを設け、対のフランジ３２の他方の段付きフィンガに噛み合わせることによって達成できる。次いで、トレイパネルを接合するのに一般に使用されるナット及びボルト締結具のような取り外し可能な施錠締結具を使用してパネル３０が互いに分離するのを防止することができる。この構成で付随するフランジ３２は、上昇蒸気の一部が、下にある接触トレイ２６上の缶３４と、上にあるトレイデッキの蒸気通路４４との間を移動するときに接触する同伴液体除去表面を提供するという、追加の利点を提供することになる。次いで、フランジ３２に接触する蒸気に同伴される液体の一部又は全部がフランジ３２上に集められて蒸気流から分離される。

同伴液体除去作用は、図１９に幾分概略的に示されるように、円形リング９６を、トレイデッキ２８の上方に位置決めされた一つ以上の缶３４と鉛直方向に整列しつつトレイデッキ２８の下に配置することによっても達成できる。リング９６の直径は好ましくは、関連する缶３４と同一の直径であり、しかし所望であれば、より大きくても又はより小さくてもよい。リング９６は、蒸気の水平方向流を破壊すると共に、蒸気流からの液体同伴の除去を促進する衝突面を提供するように機能する。同伴液体除去作用を生ずるために完全なリング９６を使用するのではなく、缶３４のグループからのリング区画部分同士が互いに接続されて一体構造を形成するようにされている、部分的なリングを使用することができる。他の変更例では、図２０に示されるように、一部又は全部の缶３４の上方に、逆さにしたコーン９８を配置することによって、液体同伴を低減できる。このコーン９８は、上にあるトレイデッキ２８の下面に固定することができ、また、下降管４６がコーン９８を介し下向きに延びるのを許容すべく寸法決めされた中央開口を有する。

蒸気通路４４が図２０に示されるように半径方向に延びる角度付きブレード１００を備えている場合には、図２１に示されるように各ブレード１００の前縁１０２の水平方向の大きさを短縮することによって、ブレード１００における圧力降下を低減できる。図２２に示されるように、厚さがブレード１０４に使用される材料の厚さである前縁１０６を備えた湾曲ブレード１０４を用いることによって、圧力降下を更に低減することができる。湾曲ブレード１０４はまた、狭くなる流路１０８を提供し、この流路１０８は蒸気速度を上昇させてより良質の泡を提供する。ブレード１０４をハブ及び離間されたリングに溶接してもよいし、図２２に示されるように複数のプレート１１０内にブレード１０４を打ち抜き形成し次いでこれらのプレートを互いに接触させつつ重ね合わせて所望の数のブレード１０４とブレード１０４の間に所望の数の間隔とが提供されるようにしてもよい。

図２３を参照すると、缶３４を、缶３４をより容易に組立及び分解できるようにするクラムシェル構造とすることができる。取り外し可能な締結具１１４によって一体的に接合される二つ以上の区画部分１１２として缶３４を形成することにより、既に設置されている下降管４６の周りに缶３４を組み立てること、及び設置されている下降管４６の周りから缶３４を取り外すことが可能になる。缶３４は、缶３４をトレイデッキ２８内のスロットに容易に固定できるようにするバヨネットタイプのマウント１１６を含む。他の装着装置を使用することもできる。

これまでの説明から、本発明が、構造に固有である他の利点と共に上述のすべての目的を達成するのに充分に適合されるものであることが理解されるであろう。

ある特徴及びサブコンビネーションが有用でありかつ他の特徴及びサブコンビネーションを参照することなく利用し得ることが理解されるであろう。このことは特許請求の範囲が意図するものであり、また特許請求の範囲内にある。

本発明の範囲から逸脱することなく本発明の多くの可能な実施態様を行うことが可能であるので、本明細書に記載され又は添付図面に示されたすべての事項が例示として解釈されるべきであり、限定的な意味で解釈されるべきでないことが、理解されるべきである。

塔の開放内部領域内に位置決めされた本発明の接触トレイを示す塔の鉛直断面側面図である。筒状缶及び下降管を含む接触トレイの一部分の頂面図であって、図１の線２−２に沿ってみた水平断面縮小図である。図２に示されるのと類似の頂面図であるが、偏向ブレードの代わりの配置を示す図である。一つの下降管の出口内に位置決めされた回転誘起要素の部分頂面図である。トレイデッキの活性領域の複数のふるい孔を示す、図１の線５−５に沿って見た接触トレイの部分頂面図である。三角形状液体通路を示す、缶の周辺壁の部分側面図である。図６に示される缶の周辺壁の鉛直断面図である。液体通路の代わりの実施態様を示す缶の周辺壁の部分側面図である。図８に示される周辺壁の鉛直断面図である。液体通路の更に別の実施態様を示す缶の周辺壁の部分側面図である。図１０に示される周辺壁の鉛直断面図である。本発明の追加の特徴を示す接触トレイの部分側面図である。下降管の出口における水平排出プレートを示すために鉛直方向断面で見た下降管の部分側面図である。下降管の入口の代わりの実施態様を示す接触トレイの部分頂面図である。下降管の変更例を示す部分側面図である。下降管の変更例を示す部分側面図である。下降管の変更例を示す部分側面図である。流線が各缶内の液体流の誘起回転方向を表している、接触トレイの頂面図である。同伴飛沫除去リングを示す気液接触トレイの概略斜視図である。同伴飛沫除去コーンを示す気液接触トレイの部分側面図である。流れ偏向ブレードの側面図である。缶の周辺壁の下縁内に位置決めするための蒸気通路及びブレードを含むプレートの配置の分解斜視図である。缶の代わりの実施態様の斜視図である。高架入口領域を有する液体接触トレイの代わりの実施態様の部分側面図である。図１２に示される液体接触トレイの代わりの実施態様を示す部分側面図である。

Claims

トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、蒸気が該トレイデッキを介し上向きに流れて該上面の液体と相互作用できるようにするための複数の蒸気通路とを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された少なくとも一つの缶であって、前記蒸気通路のうち少なくとも一部に包囲される関係で位置決めされる少なくとも一つの缶と、少なくとも一つの缶内を下向きに延びて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体を受け取るための上側入口と、トレイデッキの上方に離間されて液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、少なくとも一つの缶内でトレイデッキの上方に位置決めされると共に少なくとも一つの缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するよう指向された複数の偏向ブレードとを備え、前記蒸気通路が、ふるい孔及び弁からなる群から選択される、気液接触トレイ。
下降管出口の下にありかつ該下降管出口と鉛直方向に整列されたトレイデッキの領域が無孔である、請求項１に記載の接触トレイ。
前記蒸気通路がふるい孔である、請求項１に記載の接触トレイ。
前記蒸気通路が弁である、請求項１に記載の接触トレイ。
前記偏向ブレードが前記少なくとも一つの缶の周辺壁に取り付けられる、請求項１に記載の接触トレイ。
前記トレイデッキの面から上方でかつ下降管出口の下にある高架入口領域を更に備え、該高架入口領域が、前記蒸気通路を含む壁によってトレイデッキに接合されている、請求項１に記載の接触トレイ。
前記高架入口領域が無孔である、請求項６に記載の接触トレイ。
前記少なくとも一つの缶の周辺壁が、液体が缶を出ることができるようにする一つ以上の液体通路を有し、該液体通路が、包囲しているトレイデッキ上の液体のレベルの上方に位置決めされる、請求項１に記載の接触トレイ。
缶周辺壁の中間部分及び上方部分に沿う前記液体通路が、頂点が底部に向けられた二列以上の三角形状ルーバを備える、請求項８に記載の接触トレイ。
下降管出口内で半径方向に延びる複数の案内ベーンを更に備える、請求項１に記載の接触トレイ。
前記トレイデッキに固定されると共に該トレイデッキから直立して前記下降管の下端と少なくとも部分的に重なり合うスリーブを更に備え、該スリーブが、下降管出口から出る液体を排出するための少なくとも一つの開口を提供する、請求項１に記載の接触トレイ。
下降管出口を横切って位置決めされた水平方向に拡がるプレートであって、一つ以上の孔を有するプレートを更に備える、請求項１に記載の接触トレイ。
下降管入口の水平方向断面が下降管出口よりも大きい、請求項１に記載の接触トレイ。
前記トレイデッキを横切り予め選択されたパターンで位置決めされた複数の前記缶を含み、これら缶の寸法が二種類以上ある、請求項１に記載の接触トレイ。
一部の前記缶内に位置決めされた前記偏向ブレードが一回転方向の前記スワール運動を誘起するように指向され、他の缶内に位置決めされた偏向ブレードが逆回転方向のスワール運動を誘起するように指向される、請求項１４に記載の接触トレイ。
前記トレイデッキが、パネルの両側に位置決めされた下向きに延びるフランジに沿って一体的に接合された少なくとも二つのパネルからなる、請求項１に記載の接触トレイ。
前記少なくとも一つの缶の周辺壁が二つ以上の区画部分を備える、請求項１に記載の接触トレイ。
蒸気流及び液体流の流れに対して開放された内部領域を画定する外側シェルと、該開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイとを備える物質移動塔において、これら気液接触トレイの少なくとも一つが、トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、蒸気が該トレイデッキを介し上向きに流れて該上面の液体と相互作用できるようにするための複数の蒸気通路とを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された少なくとも一つの缶であって、前記蒸気通路のうち少なくとも一部に包囲される関係で位置決めされる少なくとも一つの缶と、少なくとも一つの缶内を下向きに延びて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体を受け取るための上側入口と、トレイデッキの上方に離間されて液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、少なくとも一つの缶内でトレイデッキの上方に位置決めされると共に少なくとも一つの缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するよう指向された複数の偏向ブレードとを備え、前記蒸気通路が、ふるい孔及び弁からなる群から選択される、物質移動塔。
前記蒸気通路がふるい孔である、請求項１８に記載の物質移動塔。
前記蒸気通路が弁である、請求項１８に記載の物質移動塔。
物質移動塔内で蒸気流及び液体流を相互混合するための方法であって、該物質移動塔が、開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイを有しており、少なくとも一つのトレイが、ふるい孔又は弁を含んでなる複数の蒸気通路を含むトレイデッキと、周辺壁を有する少なくとも一つの缶と、缶内に間挿される少なくとも一つの下降管と、トレイデッキの上方に位置決めされる複数の偏向ブレードとを有している方法において、（ａ）液体流を、複数のトレイのうちの一つのトレイデッキを横切りつつ該トレイデッキの少なくとも一つの開口に向けて流し、（ｂ）該液体流の少なくとも一部分を下降管の入口内に指向させ、（ｃ）該液体流部分の実質的にすべてを下降管から、下にあるトレイデッキの缶内に排出し、（ｄ）蒸気流が蒸気通路を通過するときに蒸気流に対しスワール運動を誘起することなく、蒸気流をトレイデッキの蒸気通路を介して上向きに缶内まで通過させ、（ｅ）該蒸気流が蒸気通路を通過した後に蒸気流にスワール運動を誘起し、スワール蒸気流により、缶内の液体が缶の周辺壁の内面に吹き付けられかつ該内面に沿い上向きに持ち上げられる、各段階を含んでなる方法。
トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、該トレイデッキを介し上向きに流れる蒸気にスワール運動を誘起して該上面の液体と相互作用させるために該トレイデッキに形成された、半径方向に延びる複数のブレードとを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された少なくとも一つの缶と、少なくとも一つの缶内を下向きに延びて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体を受け取るための上側入口と、トレイデッキの上方に離間されて液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、少なくとも一つの缶内でトレイデッキの上方に位置決めされると共に少なくとも一つの缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するよう指向された複数の偏向ブレードと、前記トレイデッキに固定されると共に該トレイデッキから直立して前記下降管の下端と少なくとも部分的に重なり合うスリーブとを備え、該スリーブが、下降管出口から出る液体を排出するための少なくとも一つの開口を提供する、気液接触トレイ。
前記スリーブが、前記トレイデッキと該スリーブ間を延びる一つ又は一つ以上の脚部によって支持される、請求項２２に記載の接触トレイ。
前記スリーブが、下にあるトレイデッキによって支持される、請求項２２に記載の接触トレイ。
前記スリーブが、無孔の入口領域によって閉鎖されると共に、該スリーブの側壁に排出開口を含んでいる、請求項２２に記載の接触トレイ。
蒸気流及び液体流の流れに対して開放された内部領域を画定する外側シェルと、該開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイとを備える物質移動塔において、これら気液接触トレイの少なくとも一つが、トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、該トレイデッキを介し上向きに流れる蒸気にスワール運動を誘起して該上面の液体と相互作用させるために該トレイデッキに形成された、半径方向に延びる複数のブレードとを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された少なくとも一つの缶と、少なくとも一つの缶内を下向きに延びて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体を受け取るための上側入口と、トレイデッキの上方に離間されて液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、少なくとも一つの缶内でトレイデッキの上方に位置決めされると共に少なくとも一つの缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するよう指向された複数の偏向ブレードと、前記トレイデッキに固定されると共に該トレイデッキから直立して前記下降管の下端と少なくとも部分的に重なり合うスリーブとを備え、該スリーブが、下降管出口から出る液体を排出するための少なくとも一つの開口を提供する、物質移動塔。
物質移動塔内で蒸気流及び液体流を相互混合するための方法であって、該物質移動塔が、開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイを有しており、少なくとも一つのトレイが、トレイデッキに形成された半径方向に延びるブレードと、周辺壁を有する少なくとも一つの缶と、缶内に間挿される少なくとも一つの下降管であってその下端にスリーブが受容されている下降管と、トレイデッキの上方に位置決めされる複数の偏向ブレードとを有している方法において、（ａ）液体流を、複数のトレイのうちの一つのトレイデッキを横切りつつ該トレイデッキの少なくとも一つの開口に向けて流し、（ｂ）該液体流の少なくとも一部分を下降管の入口内に指向させ、（ｃ）該液体流部分の実質的にすべてを下降管からスリーブを介し、下にあるトレイデッキの缶内に排出し、（ｄ）蒸気流をトレイデッキの蒸気通路を介して上向きに缶内まで通過させ、（ｅ）蒸気流にスワール運動を誘起し、スワール蒸気流により、缶内の液体が缶の周辺壁の内面に吹き付けられかつ該内面に沿い上向きに持ち上げられる、各段階を含んでなる方法。
トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、該トレイデッキに形成された、半径方向に延びる複数の角度付きブレードであって、これら角度付きブレードの前縁の水平方向の大きさが短縮されると共に、これら角度付きブレードが、該トレイデッキを介し上向きに流れる蒸気にスワール運動を誘起して該上面の液体と相互作用させる、角度付きブレードとを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された少なくとも一つの缶と、少なくとも一つの缶内に間挿されて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体を受け取るための上側入口と、トレイデッキの上方に離間されて液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、少なくとも一つの缶内でトレイデッキの上方に位置決めされた複数の偏向ブレードとを備える、気液接触トレイ。
前記角度付きブレードが湾曲されている、請求項２８に記載の接触トレイ。
前記角度付きブレードが、互いに積み重ねられる複数のプレート内に打ち抜き形成される、請求項２８に記載の接触トレイ。
前記角度付きブレードが互いに接触しつつ重ね合わせられる、請求項３０に記載の接触トレイ。
蒸気流及び液体流の流れに対して開放された内部領域を画定する外側シェルと、該開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイとを備える物質移動塔において、これら気液接触トレイの少なくとも一つが、トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、該トレイデッキに形成された、半径方向に延びる複数の角度付きブレードであって、これら角度付きブレードの前縁の水平方向の大きさが短縮されると共に、これら角度付きブレードが、該トレイデッキを介し上向きに流れる蒸気にスワール運動を誘起して該上面の液体と相互作用させる、角度付きブレードとを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された少なくとも一つの缶と、少なくとも一つの缶内に間挿されて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体のための上側入口と、トレイデッキの上方にあって液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するためにトレイデッキの上方に位置決めされた複数の偏向ブレードとを備える、物質移動塔。
物質移動塔内で蒸気流及び液体流を相互混合するための方法であって、該物質移動塔が、開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイを有しており、少なくとも一つのトレイが、トレイデッキに形成された半径方向に延びるブレードと、周辺壁を有する少なくとも一つの缶と、缶内に間挿される少なくとも一つの下降管と、トレイデッキの上方に位置決めされる複数の偏向ブレードとを有している方法において、（ａ）液体流を、複数のトレイのうちの一つのトレイデッキを横切りつつ該トレイデッキの少なくとも一つの開口に向けて流し、（ｂ）該液体流の少なくとも一部分を下降管の入口内に指向させ、（ｃ）該液体流部分の実質的にすべてを下降管から、下にあるトレイデッキの缶内に排出し、（ｄ）蒸気流を、トレイデッキに形成された半径方向に延びる複数の角度付きブレードを介して上向きに通過させ、これら角度付きブレードの前縁の水平方向の大きさが短縮されており、（ｅ）蒸気にスワール運動を誘起し、スワール蒸気により、缶内の液体が缶の周辺壁の内面に吹き付けられかつ該内面に沿い上向きに持ち上げられる、各段階を含んでなる方法。
トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、該トレイデッキを介し上向きに流れる蒸気にスワール運動を誘起して該上面の液体と相互作用させるために該トレイデッキに形成された、半径方向に延びる複数の角度付きブレードとを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びかつ周辺壁により形成された複数の缶であって、寸法が二種類以上ある複数の缶と、少なくとも一つの缶内に間挿されて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体のための上側入口と、トレイデッキの上方にあって液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するためにトレイデッキの上方に位置決めされた複数の偏向ブレードとを備える、気液接触トレイ。
前記缶内における回転流が缶同士の間で互いに異なるようにされている、請求項３４に記載の接触トレイ。
前記トレイデッキから液体を除去するための一つ以上の開口内への液体の流れを、各缶内の回転流によって促進させることができる、請求項３５に記載の接触トレイ。
蒸気流及び液体流の流れに対して開放された内部領域を画定する外側シェルと、該開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイとを備える物質移動塔において、これら気液接触トレイの少なくとも一つが、トレイデッキであって、該トレイデッキの上面から液体を除去するための少なくとも一つの開口と、該トレイデッキを介し上向きに流れる蒸気にスワール運動を誘起して該上面の液体と相互作用させるために該トレイデッキに形成された、半径方向に延びる複数のブレードとを有するトレイデッキと、該トレイデッキから上向きに延びるよう形成された複数の缶であって、周辺壁により形成されかつ寸法が二種類以上ある複数の缶と、少なくとも一つの缶内に間挿されて液体用通路を提供する少なくとも一つの下降管であって、液体のための上側入口と、トレイデッキの上方にあって液体を缶内及びトレイデッキ上に供給するための下側出口とを有する少なくとも一つの下降管と、缶内を上昇する蒸気にスワール運動を誘起するためにトレイデッキの上方に位置決めされた複数の偏向ブレードとを備える、物質移動塔。
物質移動塔内で蒸気流及び液体流を相互混合するための方法であって、該物質移動塔が、開放内部領域内に支持された複数の気液接触トレイを有しており、少なくとも一つのトレイが、トレイデッキに形成された半径方向に延びるブレードと、周辺壁を有する複数の缶と、缶内に間挿される少なくとも一つの下降管と、トレイデッキの上方に位置決めされる複数の偏向ブレードとを有している方法において、（ａ）液体流を、複数のトレイのうちの一つのトレイデッキを横切りつつ該トレイデッキの少なくとも一つの開口に向けて流し、（ｂ）該液体流の少なくとも一部分を下降管の入口内に指向させ、（ｃ）該液体流部分の実質的にすべてを、一つ以上の下降管から、下にあるトレイデッキの缶内に排出し、（ｄ）蒸気流をトレイデッキの蒸気通路を介して上向きに缶内まで通過させ、（ｅ）蒸気にスワール運動を誘起し、スワール蒸気により、缶内の液体が缶の周辺壁の内面に吹き付けられかつ該内面に沿い上向きに持ち上げられ、（ｆ）トレイデッキから液体を除去するための一つ以上の開口内への液体の流れが促進されるように、各缶内における回転流を指向させる、各段階を含んでなる方法。