JP6886080B2 - 分配装置を備えたシェルアンドチューブ式機器 - Google Patents

分配装置を備えたシェルアンドチューブ式機器 Download PDF

Info

Publication number
JP6886080B2
JP6886080B2 JP2020523360A JP2020523360A JP6886080B2 JP 6886080 B2 JP6886080 B2 JP 6886080B2 JP 2020523360 A JP2020523360 A JP 2020523360A JP 2020523360 A JP2020523360 A JP 2020523360A JP 6886080 B2 JP6886080 B2 JP 6886080B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shell
tube
fluid
tube device
flange portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020523360A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021500525A (ja
Inventor
アルベルト・ゴッツィニ
Original Assignee
アルファ・ラヴァル・オルミ・エッセ・ピ・ア
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルファ・ラヴァル・オルミ・エッセ・ピ・ア filed Critical アルファ・ラヴァル・オルミ・エッセ・ピ・ア
Publication of JP2021500525A publication Critical patent/JP2021500525A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6886080B2 publication Critical patent/JP6886080B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/005Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes provided with baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/06Evaporators with vertical tubes
    • B01D1/065Evaporators with vertical tubes by film evaporating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/008Liquid distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/009Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in combination with chemical reactions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/04Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping pipe stills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B01J10/02Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor of the thin-film type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/247Suited for forming thin films
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/14Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C273/16Separation; Purification
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/12Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically the surrounding tube being closed at one end, e.g. return type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2204/00Aspects relating to feed or outlet devices; Regulating devices for feed or outlet devices
    • B01J2204/002Aspects relating to feed or outlet devices; Regulating devices for feed or outlet devices the feeding side being of particular interest
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B01J2219/00081Tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/185Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0022Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for chemical reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation

Description

本発明は、シェルアンドチューブ式機器を対象とし、より詳細には、向上した分配装置が設けられた尿素ストリッパを対象とする。
尿素の生産のための工程において、尿素反応器から来る尿素溶液をストリッパへと送り込むことが知られており、溶液に存在する尿素カルバメートが、熱およびストリッピング剤の助けでアンモニアと二酸化炭素とに分解される。
尿素ストリッパは、基本的に、管束の管を用いて流体連通している上方室と下方室とを備える縦型シェルアンドチューブ式熱交換器である。上方室には、尿素と尿素カルバメートとを含む溶液から成る尿素反応器流出物である第1の流体が送り込まれる。シェルには、必要な熱を提供する高温媒体である第2の流体が送り込まれる。下方室には、一酸化炭素またはアンモニアのいずれかであり得るストリッピングガスである第3の媒体が送り込まれる。したがって、下方室は、尿素カルバメートからの劣化させられた溶液である濃縮した尿素溶液を管から回収する。尿素カルバメートのストリッピングまたは分解の結果として、ストリッピング媒体とカルバメート分解からのガスとを含む気相が上方室の上方部において回収される。動作中、液体の尿素溶液は管の内面に流下膜を形成し、一方、気体のストリッピング媒体が、同じ管において、対向流で流れ、つまり、下から上へと流れる。
尿素ストリッパの性能は、管束の管における第1の流体(尿素および尿素カルバメートの溶液)の流下膜の規則性および均一性に非常に依存する。そのため、第1の流体は、上方室に位置させられたそれぞれのノズルを通じて機器へと注入されると、分配装置において搬送される必要がある。分配装置は、典型的には、円形で王冠の形を伴う室から典型的には成る。分配装置における流体の高さが内部壁の最も下の境界に到達するとき、流体は分配格子へと激しく落下し、それによって管へと均一に方向付けられる。
シェルアンドチューブ式機器の製造の局面において、分配装置は、通常は、上方室の上部分に一般的に設けられるマンホールを通じて前記上方室へと挿入される必要がある。マンホールは、典型的には約600mmの内部直径を有する。また、分配装置は、保守の目的のためのマンホールを通じて検査される必要があり、分配装置の構成要素は、前記マンホールを通じて抜き出されるように分解されねばならないこともある。
先行技術による典型的な分配装置は、円形で王冠の形の基礎板と、所定の直径を伴う円形の外部壁と、円形の外部壁の直径より直径が小さい円形の内部壁とを備える。そのため、円形の外部壁と円形の内部壁とは同心で配置され、それらの間に王冠の形の分配室を定める。
基礎板と各々の鉛直壁とは、いくつかのボルトを介して互いに結合される複数の金属板からそれぞれ作られる。また、これらの構成要素の各々は、製造されると、さらなるボルトを介して他の構成要素に結合される必要がある。テフロン(登録商標)のガスケットが、生じ得る望ましくない隙間と、結果生じる第1の流体の漏れと、を低減するために、特には基礎板と各々の鉛直壁との間の結合部分において、金属板同士の間に設けられ得る。
したがって、先行技術によるこのような分配装置では、基礎板と各々の鉛直壁とは、互いに接近させられ、ボルトによって所定位置で維持される。しかしながら、このような組み立ては完璧な密接を保証できない。そのため、金属板および組み立てられた分配装置の機械的な公差および不規則性のため、尿素および尿素カルバメートの溶液のものである第1の流体の相当の漏れが、前記分配装置において実際には起きてしまう。別の言い方をすれば、このような分配装置であれば、機器に入る第1の流体の量が分配格子へと正確に送達されるが、この流体の残っている分が、望ましくない隙間または開口部を通じて誤って流れてしまう。
特許文献1には、分配組立体を包囲する分配室を有するシェルアンドチューブ式反応器が記載されている。分配組立体は、分配室に対して別の構成要素として製造される。分配組立体は、孔が設けられた分配スリーブから成る。流体は、分配室から孔を通じて分配スリーブへと、流下膜として供給される。
特許文献2には、溶接された金属板から作られた分配箱が設けられた尿素ストリッパが記載されている。このような箱の役割は、プロセス尿素溶液を下部の管板に分配することである。しかしながら、このような箱には、同心で円形の鉛直壁が設けられていない。
特許文献3には、穿孔分配トレイと中間格子とから成る分配装置を有する尿素ストリッパを記載している。同心で円形の鉛直壁は設けられていない。
特許文献4には、多角形の断面を有する分配板が設けられたシェルアンドチューブ式反応器が記載されている。同心の鉛直壁は分配板を包囲するために設けられていない。
米国特許第7252693号 米国特許第6926869号 米国特許出願第2012/296120号 米国特許第8597586号
したがって、本発明の1つの目的は、先行技術の欠点を単純で安価で特に機能的な手法で解決できる向上した分配装置をシェルアンドチューブ式機器に提供することである。
詳細には、本発明の1つの目的は、それぞれの分配装置における漏れができるだけ低減させられるシェルアンドチューブ式機器を提供することである。
本発明の別の目的は、機器の性能を高めるように、管側に入る流体が管束の管へと均一に分配されるシェルアンドチューブ式機器を提供することである。
本発明のさらなる目的は、組み立てが容易にされるシェルアンドチューブ式機器を提供することである。
これらの目的は、本発明によれば、添付の特許請求の範囲で述べられているような向上した分配装置を伴うシェルアンドチューブ式機器を提供することによって達成される。
本発明のさらなる特徴は、本記載の不可欠の部分である従属請求項によって明確に示されている。
本発明による向上した分配装置を伴うシェルアンドチューブ式機器の特徴および利点は、同封された概略的な図面を参照して、以下の例示の非限定的な記載からより明らかとなる。
本発明による向上した分配装置を伴うシェルアンドチューブ式機器の実施形態の概略図である。 本発明による分配装置の好ましい実施形態が示されている図1のシェルアンドチューブ式機器の上方室の断面図である。 図2の分配装置の詳細の拡大図である。 図2の分配装置の平面図である。 図2の分配装置の上面図である。 図4の線V−Vに沿って切り取られた、図2の分配装置の断面図である。 図2の分配装置の単一のモジュールの斜視図である。 図2の分配装置の単一のモジュールの前面図である。 図2の分配装置の単一のモジュールの側面図である。 図2の分配装置の単一のモジュールの上面図である。
図1を参照すると、本発明による向上した分配装置を伴うシェルアンドチューブ式機器10の実施形態が示されている。機器10は、円筒形状を有し、鉛直軸Aに沿って配置されている。シェルアンドチューブ式機器10は、管束16の管を用いて両側で連結されている上方室12および下方室14を備える。上方室12と下方室14とは、共通の管束16に両側で連結されている。上方室12と下方室14とは、管束16の両側で共通の管束16に連結されている。上方室12は、管束16の上端において管束16に連結されており、下方室14は、管束16の下端において管束16に連結されている。管束16の上端は、管束16を包囲するシェル20内の空間から上方室12を分離する上方管板に連結されている。管束16の上端は、典型的には上方管板に溶接される。管束16の下端は、管束16を包囲するシェル20内の空間から下方室14を分離する下方管板に連結されている。管束16の下端は、典型的には下方管板に溶接される。
上方室12には、第1の流体を注入するための少なくとも1つの入口ノズル18が設けられている。上方室12には、例えば、ストリップされた種と共に、ストリッピング媒体などの第3の流体を排出するための、少なくとも1つの出口ノズル64も設けられている。下方室14には、第3の流体を注入するための少なくとも1つの入口ノズル66が設けられている。下方室14には、例えば、濃縮した尿素溶液などの第1の流体を排出するための、少なくとも1つの出口ノズル68も設けられている。上方室12は、第1の流体を管束16の管に向けて均一に送達するように構成された少なくとも1つの分配装置26をさらに取り囲んでいる。
管束16は、管束16の管の壁を通じて第1の流体と熱を交換する第2の流体を注入および排出するために主ノズル22と副ノズル24とがそれぞれ設けられたシェル20によって包囲されている。第2の流体は、例えば蒸気の形態において、主ノズル22を通じて通常は注入される。第2の流体は、例えば水の形態において、副ノズル24を通じて通常は除去される。シェルアンドチューブ式機器10の好ましい実施形態では、第1の流体は、上方室12へと注入される尿素および尿素カルバメートの溶液であり、第2の流体は、シェル側において流れる加熱媒体である。第3の流体は、下方室14へと注入されるストリッピング媒体であり得る。したがって、シェルアンドチューブ式機器10は、下方室14において、濃縮した尿素溶液を管束16から回収するための尿素ストリッパとして動作する。
分配装置26は、鉛直軸Aの周りに配置されると共に入口ノズル18と流体連通している環状通路28を備える。本発明によれば、分配装置26は円状の台形の複数の通路箱または通路モジュール30を備え、これらのモジュールは環状通路28を形成するために、通路モジュール30のそれぞれの鉛直縁72、74において一緒に密接に結合される。
図6〜図9に示されているように、各々の通路モジュール30は、鉛直軸Aに対して実質的に垂直である水平に配置された基礎板32を備える。各々の基礎板32は、環状通路28の周囲縁を形成する外側鉛直壁34と一体であり、管束16の管に向けて流れる第1の流体のためのオーバーフロー縁38が設けられた内側鉛直壁36と一体である。外側鉛直縁72が外側鉛直壁34の各々の側端に配置されている。内側鉛直縁74が内側壁36の各々の側端に配置されている。
本発明の好ましい実施形態によれば、各々の通路モジュール30の基礎板32と、外側鉛直壁34と、内側鉛直壁36とは、それぞれの弓形の結合部分40、42において溶接によって一緒に結合される。しかしながら、各々の通路モジュール30の基礎板32と、外側鉛直壁34と、内側鉛直壁36とは、例えば適切な型における金属鋳造によって、別の方法で一体に作られてもよい。
好ましくは、例えば図8に示されているように、各々の通路モジュール30の外側鉛直壁34は、それぞれの内側鉛直壁36の全体の高さH2より大きい、鉛直軸Aに沿って測定される全体の高さH1を有する。少なくとも、好ましくは全体の高さである外側鉛直壁34の最も小さい高さは内側鉛直壁36の最も小さい高さより大きい。したがって、第1の流体は、分配装置26の中心開口部60を貫く管束16の管に向けて流れることができる。中心開口部60は円形である。中心開口部60には、第1の流体を管束16の管へと均一に分配するための穿孔分配板(図示せず)が設けられ得る。
各々の鉛直壁36のオーバーフロー縁38は、鋸歯状または鋸形の輪郭を有してもよく、つまり、上方へ向けられた凸部46と下方へ向けられた凹部48とを交互に伴ってもよい。凸部46および凹部48は、好ましくはそれぞれ三角形のものである。分配装置26のこの特定の設計は、第1の流体を管束16の管へと均一に分配させるための第1の流体の能力を向上させる。
分配装置26の通路モジュール30のうちの少なくとも1つは、それぞれの基礎板32において、少なくとも1つの排出貫通孔50が設けられ得る。各々の排出貫通孔50は、シェルアンドチューブ式機器10の動作構成において、それぞれのキャップ(図示せず)で閉じられている。排出貫通孔50の目的は、シェルアンドチューブ式機器10の保守作業の間、第1の流体を分配装置26の環状通路28から排出することである。
入口ノズル18と分配装置26の環状通路28との間の流体連通が、通路モジュール30のうちの1つの外側鉛直壁34に得られた貫通穴52で得られる。貫通穴52は、密接して配置された連結管を用いて、入口ノズル18と液圧で連結され得る。
好ましくは、分配装置26の各々の通路モジュール30には、そのそれぞれの鉛直縁72、74のうちの少なくとも一方において、フランジ部分44が設けられる。単一の通路モジュール30のフランジ部分44は、隣接する通路モジュール30の対応するフランジ部分44と結合するために構成されている。各々のフランジ部分44は、好ましくは、鉛直縁72、74に設けられ、つまり、通路モジュール30の一端において鉛直縁72、74に設けられる。好ましくは、1つのフランジ部分44が通路モジュール30の一方の側端の鉛直縁72、74に設けられ、1つのフランジ部分44が通路モジュール30の他方の側端の鉛直縁72、74に設けられる。通路モジュール30の一方の側端に設けられたフランジ部分44は、隣接する通路モジュール30の他方の側端に設けられたフランジ部分44との結合のために構成されている。通路モジュール30の他方の側端に設けられたフランジ部分44は、別の隣接する通路モジュール30の一方の側端に設けられたフランジ部分44との結合のために構成されている。
フランジ部分44は、隣接するフランジ部分44の対応する平坦面を向く平坦面を備える。互いを向く2つの隣接する通路モジュール30の平坦面は、互いと平行である。好ましくは、隣接する通路モジュール30を向くフランジ部分44の表面は平坦である。より好ましくは、フランジ部分44は平坦である。フランジ部分44は、基礎板32、外側鉛直壁34、および内側鉛直壁36のうちの少なくとも1つに対して垂直に延びる。より正確には、フランジ部分44は、基礎板32、フランジ部分44と外側鉛直壁34との接合における外側鉛直壁34の接線、および、フランジ部分44と内側鉛直壁36との接合における内側鉛直壁36の接線のうちの少なくとも1つに対して垂直に延びる。フランジ部分44は平坦であり、2つの隣接する通路モジュール30の間の境界面と平行な平面において延びる。フランジ部分44と外側鉛直壁34との接合は外側鉛直縁72に位置させられる。フランジ部分44と内側鉛直壁36との接合は内側鉛直縁74に位置させられる。外側鉛直縁72は、フランジ部分44と外側鉛直壁34との接合として見ることもできる。内側鉛直縁74は、フランジ部分44と内側鉛直壁36との接合として見ることもできる。
フランジ部分44は、基礎板32、外側鉛直壁34、および内側鉛直壁36のうちの少なくとも1つと一体である。フランジ部分44は、基礎板32、外側鉛直壁34、および内側鉛直壁36のうちの少なくとも1つに溶接される。代替で、フランジ部分44は、基礎板32、外側鉛直壁34、および内側鉛直壁36のうちの少なくとも1つの出発原料を曲げることで形成される。フランジ部分44が、基礎板32、外側鉛直壁34、および内側鉛直壁36のうちの1つまたは2つだけを曲げることで形成される場合、フランジ部分44は、基礎板32、外側鉛直壁34、および内側鉛直壁36のうちの他のものに溶接され得る。フランジ部分44は、基礎板32、外側鉛直壁34、および内側鉛直壁36によって画定される分配装置26の内側に位置させられる。別の言い方をすれば、フランジ部分44は分配装置26の外側に突出しない。フランジ部分は、隣接する通路モジュール30を向く外側鉛直壁34の縁に沿っての第1の部分と、隣接する通路モジュール30を向く内側鉛直壁36の縁に沿っての第2の部分と、隣接する通路モジュール30を向く基礎板32の縁に沿っての第3の部分とを備える。フランジ部分44の第1の部分は外側鉛直縁72に沿って延びる。フランジ部分44の第2の部分は内側鉛直縁74に沿って延びる。フランジ部分44の第1、第2、および第3の部分は、それらのそれぞれの縁の全長に沿って延びる。
各々のフランジ部分44には、ナットが設けられたそれぞれの結合ボルトの挿入のための少なくとも1つの貫通孔62が設けられている。好ましくは、複数の貫通孔62が各々のフランジ部分44に設けられ、ボルト/ナットの数は、隣接する通路モジュール30同士の間に最良の距離を見出すために調節され得る。
少なくとも1つの封止要素56が、2つの隣接する通路モジュール30のそれぞれのフランジ部分44の間に設けられる。好ましくは、各々の封止要素56は、テフロンから作られ得る鉛直に配置されるガスケットを備える。分配装置26のこの特定の設計であれば、隣接する通路モジュール30同士の間のすべての不連続性は、単一の平面、つまり、鉛直の平面に位置し、垂直な平面には位置しない。
分配装置26の内部側へと完全に挿入されている各々のテフロンのガスケット56は、適切に封止することができる。別の言い方をすれば、各々のボルトおよびナットを通じて起こり得る第1の流体の漏れは、分配装置26の内側に留まる。逆に、分配装置の現在の従来の設計では、不連続性は、ガスケットで適切に封止できない垂直な板の結合によるためである。
フランジ部分44には、例えば図6および図8に示されているように、環状通路28の底に配置された少なくとも1つの切欠き54が設けられ得る。代替で、フランジ部分44には、環状通路28の底に配置される貫通孔が設けられてもよい。切欠き54または貫通孔は、環状通路28における流体の高さが特に低いときに、隣接するフランジ部分44を通じた第1の流体の流れを容易にする。別の言い方をすれば、切欠き54または貫通孔は、様々な通路モジュール30の密接に影響を与えることなく、環状通路28における残りの流体の高さを低減することができる。
図2において示したように、シェルアンドチューブ式機器10の上方室12には、典型的には、所定の直径Dの円形開口部またはマンホール58が上部に設けられる。円形開口部58は、シェルアンドチューブ式機器10の動作構成において通常は閉じられているが、保守の目的のために開口され得る。
好ましくは、各々の通路モジュール30は、円形開口部58の所定の直径Dより小さい全体の幅をそれぞれ有している。この方法では、シェルアンドチューブ式機器10の組み立ての局面の間、各々の通路モジュール30は、円形開口部58を通じて上方室12へと挿入され得る。また、保守の目的のために、各々の通路モジュール30は、シェルアンドチューブ式機器10を分解することなく、円形開口部58を通じて上方室12から抜き出される。通路モジュール30の全体の幅は、通路モジュール30の長手方向に対して基本的に垂直に見たとき、通路モジュール30の最も大きい寸法とみなされる。
それぞれの全体の幅から独立して、通路モジュール30の数は、機器10の寸法および各々の単一の通路モジュール30の重量を考慮して、個別に調節され得る。また、本発明による分配装置26は自己支持であり、そのため、組み立て動作およびそれぞれの支持構造(図面では示されていない)は単純化され、より安全にさせられ得る。
したがって、本発明による向上した分配装置を伴うシェルアンドチューブ式機器が、先に概要を述べた目的を達成していることが分かる。
このように構想された、本発明の向上した分配装置を伴うシェルアンドチューブ式機器は、いずれの場合においても、すべて本発明の概念内にある数々の改良および変形が可能であり、また、すべての詳細は技術的に等価の要素によって代用され得る。実際、使用される材料と、形および大きさとは、技術的な要件に従う任意の種類のものであり得る。
したがって、本発明の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められている。
10 シェルアンドチューブ式機器
12 上方室
14 下方室
16 管束
18 入口ノズル
20 シェル
22 主ノズル
24 副ノズル
26 分配装置
28 環状通路
30 通路箱、通路モジュール
32 基礎板
34 外側鉛直壁
36 内側鉛直壁
38 オーバーフロー縁
44 フランジ部分
46 上方へ向けられた凸部
48 下方へ向けられた凹部
50 排出貫通孔
52 貫通穴
54 切欠き
56 封止要素、ガスケット
58 円形開口部、マンホール
60 中心開口部
62 貫通孔
66 入口ノズル
68 出口ノズル
72 外側鉛直縁
74 内側鉛直縁
D 所定の直径
H1、H2 全体の高さ

Claims (15)

  1. 円筒形状を有し、鉛直軸(A)に沿って配置されるシェルアンドチューブ式機器(10)であって、共通の管束(16)に両側で連結される上方室(12)および下方室(14)を備え、前記上方室(12)には、第1の流体を注入するための少なくとも1つの入口ノズル(18)が設けられ、前記管束(16)は、前記管束(16)を通じて前記第1の流体と熱を交換する第2の流体を注入および排出するためのノズル(22; 24)が設けられるシェル(20)によって包囲され、前記上方室(12)は、前記第1の流体を前記管束(16)に向けて均一に送達するように構成される少なくとも1つの分配装置(26)を取り囲み、前記少なくとも1つの分配装置(26)は、前記鉛直軸(A)の周りに配置されると共に前記少なくとも1つの入口ノズル(18)と流体連通している環状通路(28)を備える、シェルアンドチューブ式機器(10)において、
    前記少なくとも1つの分配装置(26)は、前記環状通路(28)を形成するために、それぞれの鉛直縁(72、74)において一緒に密接に結合される円状の台形の複数の通路モジュール(30)を備えることを特徴とするシェルアンドチューブ式機器(10)。
  2. 各々の通路モジュール(30)は、前記環状通路(28)の周囲縁を形成する外側鉛直壁(34)、および、前記管束(16)に向けて流れる前記第1の流体のためのオーバーフロー縁(38)が設けられる内側鉛直壁(36)と一体の水平に配置された基礎板(32)を備えることを特徴とする請求項1に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  3. 前記基礎板(32)と、前記外側鉛直壁(34)と、前記内側鉛直壁(36)とは、それぞれの弓形の結合部分(40、42)において溶接によって一緒に結合されることを特徴とする請求項2に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  4. 前記外側鉛直壁(34)は、前記内側鉛直壁(36)の全体の高さ(H2)より大きい、前記鉛直軸(A)に沿って測定される全体の高さ(H1)を有することを特徴とする請求項2または3に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  5. 前記オーバーフロー縁(38)は、上方へ向けられた凸部(46)と下方へ向けられた凹部(48)とを交互に伴う鋸歯状の輪郭を有することを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  6. 前記基礎板(32)には、前記シェルアンドチューブ式機器(10)の動作構成においてそれぞれのキャップで閉じられる少なくとも1つの排出貫通孔(50)が設けられることを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  7. 少なくとも1つの通路モジュール(30)には、そのそれぞれの外側鉛直壁(34)における貫通穴(52)が設けられ、前記貫通穴(52)は少なくとも1つの前記入口ノズル(18)と流体連通していることを特徴とする請求項2から6のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  8. 各々の通路モジュール(30)には、そのそれぞれの鉛直縁(72、74)のうちの少なくとも1つにフランジ部分(44)が設けられ、前記フランジ部分(44)は、隣接する通路モジュール(30)の対応するフランジ部分(44)と結合するために構成されることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  9. 前記フランジ部分(44)は、隣接するフランジ部分(44)の対応する平坦面を向く平坦面を備えることを特徴とする請求項8に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  10. 前記フランジ部分(44)には、それぞれの結合ボルトの挿入のための少なくとも1つの貫通孔(62)が設けられることを特徴とする請求項8または9に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  11. 前記フランジ部分(44)には、前記環状通路(28)の底に配置される少なくとも1つの切欠き(54)が設けられ、前記切欠き(54)は、隣接するフランジ部分(44)を通る前記第1の流体の流れを容易にすることを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  12. 前記分配装置(26)には、2つの隣接する通路モジュール(30)のそれぞれの前記フランジ部分(44)の間に少なくとも1つの封止要素(56)が設けられることを特徴とする請求項8から11のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  13. 前記封止要素(56)は鉛直に配置されるガスケットであることを特徴とする請求項12に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  14. 前記上方室(12)には、所定の直径(D)の円形開口部(58)が上部に設けられ、前記通路モジュール(30)の各々は、前記上方室(12)への各々の通路モジュール(30)の挿入、および/または、前記円形開口部(58)を通じた前記上方室(12)からの各々の通路モジュール(30)の抜き出しを実施するように、前記所定の直径(D)より小さい全体の大きさをそれぞれ有することを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
  15. 前記第1の流体は尿素および尿素カルバメートの溶液であり、前記第2の流体は加熱媒体であり、前記下方室(12)には、ストリッピング媒体から成る第3の流体を注入するための少なくとも1つの入口ノズル(66)が設けられ、したがって前記シェルアンドチューブ式機器(10)は、前記下方室(14)において、濃縮した尿素溶液を前記管束(16)から回収するための尿素ストリッパとして動作することを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載のシェルアンドチューブ式機器(10)。
JP2020523360A 2017-10-26 2018-10-25 分配装置を備えたシェルアンドチューブ式機器 Active JP6886080B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17425106.6A EP3476470B1 (en) 2017-10-26 2017-10-26 Shell-and-tube equipment with distribution device
EP17425106.6 2017-10-26
PCT/EP2018/079356 WO2019081686A1 (en) 2017-10-26 2018-10-25 ENVELOPE-AND-TUBE EQUIPMENT WITH DISPENSING DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021500525A JP2021500525A (ja) 2021-01-07
JP6886080B2 true JP6886080B2 (ja) 2021-06-16

Family

ID=60452569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020523360A Active JP6886080B2 (ja) 2017-10-26 2018-10-25 分配装置を備えたシェルアンドチューブ式機器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11045779B2 (ja)
EP (1) EP3476470B1 (ja)
JP (1) JP6886080B2 (ja)
CN (1) CN111526938B (ja)
WO (1) WO2019081686A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3733279A1 (en) * 2019-05-03 2020-11-04 Yara International ASA High pressure strippers for use in urea plants
CN112923773B (zh) * 2021-01-16 2022-04-22 西安交通大学 一种冲压成型的管壳式换热器用均流装置
CN112857127B (zh) * 2021-01-18 2022-05-31 中国神华煤制油化工有限公司 自清洗封头盖及换热设备
EP4092368A1 (en) * 2021-05-21 2022-11-23 Yara International ASA Heat exchanging device comprising a recirculation system and method for reducing fouling in a heat exchanger

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3797552A (en) 1972-10-24 1974-03-19 Aerojet General Co Multiple effect evaporators
JPS613999A (ja) * 1984-06-19 1986-01-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd シエルアンドチユ−ブ型熱交換器
US4932468A (en) * 1988-12-19 1990-06-12 E. L. Nickell Co., Inc. Vertical falling film multi-tube heat exchanger
CN2125439U (zh) * 1992-06-20 1992-12-23 沈善明 板式加热降膜蒸发器
US6089312A (en) 1998-06-05 2000-07-18 Engineers And Fabricators Co. Vertical falling film shell and tube heat exchanger
DE60025780T2 (de) 2000-10-09 2006-11-09 Urea Casale S.A. Vorrichtung zur Zersetzung von Karbamat und zum Strippen von Ammoniak sowie Kohlendioxid aus Harnstofflösungen
ITMI20020118A1 (it) * 2002-01-24 2003-07-24 Olmi Spa Scambiatore di calore con piastra tubiera sottile con struttura perfezionata
ES2245424T3 (es) 2002-05-16 2006-01-01 Haldor Topsoe A/S Procedimiento y reactor de conversion de monoxido de carbono.
DE102005050284A1 (de) 2005-10-20 2007-05-10 Basf Ag Verteilervorrichtung für ein Gas-Flüssigphasengemisch für Apparate
EP2246109A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-03 Methanol Casale S.A. Isothermal tube reactor
EP2359921A1 (en) 2010-02-12 2011-08-24 Urea Casale SA Falling-film stripper and stripping medium distributor for carbamate decomposition
CN101837276A (zh) * 2010-03-24 2010-09-22 华东理工大学 流场结构化的新型降膜缩聚反应器及其应用
CN101898045B (zh) * 2010-06-02 2013-01-02 苏州桥立环境科技有限公司 降膜式蒸发装置的料液分布成膜器
US8202498B2 (en) * 2010-07-19 2012-06-19 Chevron U.S.A. Inc. Multiphase contact and distribution apparatus for hydroprocessing
CN201940079U (zh) * 2010-11-23 2011-08-24 山东金缘生物科技有限公司 水洗醛水分离装置
CN102805949A (zh) * 2012-08-17 2012-12-05 无锡市华立石化工程有限公司 一种切向进料的高效降膜蒸发器
US9440903B2 (en) 2012-09-24 2016-09-13 Arkema Inc. Shell and tube oxidation reactor with improved resistance to fouling
EP3037165A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-29 Casale SA Method for realizing internal walls of catalytic reactors
CN106629937B (zh) * 2015-11-02 2020-05-19 中国石油化工股份有限公司 一种废水处理工艺及系统
CN205198999U (zh) * 2015-11-30 2016-05-04 重庆天奕恒化科技有限公司 一种具有布液结构的降膜蒸发器
CN106268595B (zh) * 2016-08-05 2018-02-23 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种竖管降膜吸收反应器

Also Published As

Publication number Publication date
US11045779B2 (en) 2021-06-29
CN111526938B (zh) 2022-04-26
EP3476470B1 (en) 2022-11-09
EP3476470A1 (en) 2019-05-01
US20200306711A1 (en) 2020-10-01
JP2021500525A (ja) 2021-01-07
WO2019081686A1 (en) 2019-05-02
CN111526938A (zh) 2020-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6886080B2 (ja) 分配装置を備えたシェルアンドチューブ式機器
KR20120007018A (ko) 모듈형 플레이트 및 쉘 열교환기
DE19629185A1 (de) Röhrenwärmeaustauscher mit Aufprallverteiler
CN103562569B (zh) 用于在传质塔内支承内部构件的设备以及涉及该设备的过程
KR101672295B1 (ko) 기-액 혼합 분배 장치, 다관형 열교환기
CN202376788U (zh) 一种蒸馏塔的新型再沸器
US1962362A (en) Two pass heat exchanger
EP3032209B1 (de) Quenchkühlsystem
US4173997A (en) Modular steam generator
US20090260791A1 (en) Pipe/filler unit, internal heat exchanging type distillation column and production method thereof
CN201527199U (zh) 钽刺刀管立式换热器
RU2549277C1 (ru) Пароводяной подогреватель
CN108495696B (zh) 具有用于刚度的内梁的入口叶片装置和容纳该装置的容器
CN103216814B (zh) 实现锅筒内蒸汽流动均匀的方法及其装置
US20130074696A1 (en) Spray type deaerator
JP2015109997A (ja) シャワーヘッドのシャワー吐水部構造
US2059967A (en) Heat exchange apparatus
JP5637739B2 (ja) 液膜形成用キャップ及び流下液膜式熱交換器
US10049775B2 (en) Steam separation system and nuclear boiling water reactor including the same
CN210004862U (zh) 清洗装置及具有其的换热器
CN203448112U (zh) 一种浮阀塔用鲍尔环
JP7465031B1 (ja) 洗浄器及び洗浄器を含む洗浄装置
KR20110117713A (ko) 유연한 압력 격납용 성형 커버 플레이트 구조
CN215234087U (zh) 一种基于连续相流体的滴丸微胶囊制备装置
RU199420U1 (ru) Абсорбер

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200526

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210409

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210513

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6886080

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150