KR0137762B1 - 다운커머-트레이 어셈블리 및 이를 이용한 기체-액체 혼합방법 - Google Patents

Abstract

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Description

다운커머-트레이 어셈블리 및 이를 이용한 기체-액체 혼합방법

제1도는 본 발명의 원리에 따라 다양한 탑내부 및 다운커머 어셈블리의 한 구체적 실시예를 도시하기 위하여 다양한 부분이 절재되어 있는 충전컬럼의 사시도.

제2도는 공정탑내에 고정되어 있고, 액체 및 증기의 흐름을 나타내는 본 발명의 향상된 다운커머-트레이 어셈블리의 개략적인 측면의 횡단면도.

제3도는 액체흐름을 도시하는 종래의 시브플레이트의 개략적인 상부 단면도.

제4도는 본 발명의 요부가 명확하게 나타내어지도록 절개된 본 발명의 다운커머-트레이 어셈블리의 사시도.

제5도는 제4도의 선 5-5를 따라 취한 활성트레이 영역의 확대된 측면의 횡단면도.

제6도는 제4도의 트레이 어셈블리의 확대된 상부 단면도.

제7도는 제6도의 다운커머-트레이 어셈블리의 개략적인 측면도.

제8도는 제4도의 다운커머-트레이영역의 확대된 측면의 파단면도.

제9도는 제8도의 다운커머의 다른 구체적 실시예를 도시한 도면.

제10도는 제4도의 활성 유입영역의 확대된 파단면의 사시도.

제11도는 제4도의 활성 유입패널의 다른 구체적 실시예의 상부 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 컬럼12 : 원통형탑

13 : 액체15 : 증기

18 : 측방향의 액체주입라인 20 : 측방향의 스트림 배출라인

32 : 재열기 회수라인34 : 리플럭스 회수라인

48,49 : 트레이51 : 활성 패널영역

52 : 활성영역53,69 : 다운커머

61 : 거품72 : 시브플레이트

본 발명은 기체-액체 접촉 트레이(gas-liquid contacting tray)에 관한 것으로서, 특히 다운커머(downcomer)의 아래쪽에 돌출된 활성 유입영역(raised active inlet area)이 설치된 개량된 다운커머-트레이 어셈블리 및 공정탑의 다운커머에서 배출된 액체를 증기와 혼합시키는 방법에 관한 것이다.

증류컬럼들은 선택된 성분들을 다성분 스트림에서 분리시키기 위하여 사용된다. 일반적으로 이와같은 기체-액체 접촉 컬럼들에는 트레이, 패킹(packing)또는 이들의 결합체가 사용된다. 최근에는 소위 버블캡(bubble cap)이 대부분의 트레이 컬럼설계 및 대부분의 충전된 컬럼에서 시브(sieve)및 밸브 트레이로 대체되는 경향이 있으며, 불규칙한(덤핑된) 또는 조립된 패킹이 스트림내 성분의 분리를 향상시키기 위하여 트레이와 함께 사용되어진다.

컬럼내에서의 분류의 개선은 액체상과 기상 사이의 밀접한 접촉에 의해 결정된다. 트레이와 같은 기체 및 액체 접촉장치는 비교적 높은 압력손실 및 비교적 높은 액체 적체량에 그 특징이 있다. 다른 유형의 증기 및 액체 접촉장치 즉 조립된 고성능 패킹이 또한 특정한 응용물들이 널리 사용되고 있다. 이러한 패킹은 낮은 압력손실 및 낮은 액체 적체량을 지니기 때문에 에너지 효율이 좋다. 그러나 때때로 이와같은 특징에 의해 조립된 패킹이 설치된 컬럼은 안정적이고 지속적으로 동작하지 못하는 경우가 있다. 더우기 많은 응용에서는 트레이만을 사용하는 것이 요구되고 있다.

분류 컬럼 트레이에서는 교차류(cross-flow)및 향류(counter-flow)라는 두가지 형태가 나타난다. 트레이는 일반적으로 다수의 구멍(aperture)을 지니고 있는 고형 트레이 또는 덱(deck)으로 구성되고, 탑 내부에서는 지지링(support ring)이 설치된다. 교차류 트레이에서 증기는 구멍을 통해 상승하여 트레이를 가로질러서 움직이는 액체와 접촉되며, 트레이의 활성 영역을 통해 이 영역내에서 액체와 증기의 혼합 및 분류가 일어난다. 액체는 트레이 상부로부터 직립의 채널에 의해 트레이로 안내된다. 채널은 유입(Inlet)다운커머라고 명명된다. 액체는 트레이를 가로질러서, 배출(Exit) 다운커머라라고 명명된 유사한 채널을 통해 배출된다.

다운커머의 위치에 의해 액체의 흐름패턴이 결정된다. 두개의 유입 다운커머가 존재하고 액체가 각각의 트레이에서 두개의 스트림으로 분리되어지게 되면 투(Two)패스 트레이로 명명된다. 트레이의 반대편에 하나의 유입 및 배출 다운커머가 있다면 싱글패스 트레이라고 명명된다.

두개 또는 그 이상의 패스를 위하여 트레이는 종종 멀티패스 트레이라고 명명된다. 패스의 수는 일반적으로 소정의(계획)액체율이 증가함에 따라서 증가한다. 그러나 중요한 관심의 대상이 되는 것은 트레이의 활성영역이다.

트레이의 모든 영역이 증기-액체 접촉이 이루어지는 활성영역은 아니다. 예를 들어, 유입 다운커머 아래의 영역을 일반적으로 고체영역(solid region)이다. 증기/액체 접촉이 이루어지는 트레이의 영역을 더욱 확대시키기 위하여 다운커머는 종종 경사지게 형성된다. 트레이의 최대 증기/액체 처리 능력은 활성 또는 버블링 영역의 증가에 따라서 증가한다.

그러나 버블링 영역을 증가시키기 위하여 다운커머(들)를 경사시키는 정도에는 한계가 있으며, 이 한계가 없다면 채널은 매우 작아지게 될 것이다. 이로 인해 액체의 흐름 및/또는 액체내에 유지되는 증기의 분리가 제한되고, 액체가 다운커머 내에서 역류하게 되어서 트레이의 표준적인 최대 증기/액체 처리능력이 미처 최대치가 되기 전에 제한되어지게 된다. 거품 영역을 넓히고 증기/액체 처리능력을 증가시키기 위한 변형예가 멀티플(Multiple) 다운커머(MD) 트레이 있다.

일반적으로 액체를 트레이에 안내하기 위하여 트레이의 양쪽에 대칭적으로 설치된 다수의 박스(box)형 직립채널이 존재한다. 다운커머는 트레이 아래쪽으로 끝까지 뻗어 있지 않고 배출 다운커머에 유입되는 액체내에 함유된 증기의 분리가 가능하도록 충분한 공간에 의해 제한되는 소정의 거리를 두고 떨어져 있게 된다. 다운커머 패턴은 연속적인 트레이 사이에서 90도 회전된다. 박스의 바닥은 액체를 유출 다운커머와 트레이 사이에서 상기 트레이 아래쪽의 거품영역으로 안내하는 슬롯을 제외하고는 고체로 되어 있다.

MD트레이는 멀티패스 트레이의 범주에 속하며 일반적으로 많은 액체 유량에 사용된다. 이제교차류 플레이트 디자인을 선택하는 것에 대하여 언급하면 공정 컬럼에서 특히 효과적인 트레이는 시브트레이 이다. 이 트레이는 바닥면에 형성된 다수의 구멍을 가지도록 만들어진다. 구멍을 통해 상승하는 증기가 전술된 다운커머로부터 트레이를 가로질러 흐르는 유체와 직접 접촉하게 되는 것이 가능하게 된다. 트레이를 통하여 위쪽으로 흐르는 충분한 증기흐름이 존재할 때 액체가 구멍을 통해 아래쪽으로 흐르는 것(위핑(weeping)이라고 명명된다) 이 방지된다. 트레이에서 약간의 위핑이 일어나는 것은 정상이지만, 다량의 위핑은 트레이의 용량 및 효율에 나쁜 영향을 미친다.

트레이의 용량은 구멍(hole) 개방면적(open area) 그리고 트레이 간격(spacing)의 함수이다. 간격이 고정될 때 용량은 개방면적 퍼센트를 증가시킴으로서 증가하게 되지만 이러한 실시는 낮은 증기비율의 위핑에 기인한 감소된 턴다운(turndown)에 의해 제한되게 된다.

이와같이 위핑을 극복하기 위하여 사다리꼴 단면적을 갖고 긴밀하게 인접되어 있는 로드(rod)로 구성된 트레이가 개발되고 있다. 이러한 트레이는 SCREEN TRAY란 상표로 본 발명의 양수인에 위해 제조되고 판매된다. SCREEN TRAY의 사다리꼴 와이어 부재는 윗쪽으로 테이퍼링되며 이로 인해 벤튜리 효과가 발생되어 증기가 상승하게 된다. 이와같은 사실은 와이어가 밀접하게 배치됨에 따라 발생되는 표면장력 효과라고 공언된다. 와이어 사이에서 테이퍼링된 스로트(throat)를 통한 증기상승에 의해 발생되는 벤튜리 효과와 결합하여 표면장력 현상에 의해 위핑이 낮은 액체율로 현저하게 줄어들고, 스프레이 높이가 낮게 유지된다. 또한 위쪽으로 테이퍼 성형함으로써 유체가 트레이를 교차하는 표면영역이 더욱 넓어지게 된다. 기체-액체 접촉을 개선시킨 SCREEN TRAY및 그와 관련된 다른 발명에 대한 추가적인 설명을 위해, 1989년 1월 31일에 출원되었고 본 발명의 양수인에게 양도된 현재 계류중인 미합중국 특허 제07/304,942호에 대해 언급한다.

시브형 트레이의 트레이 효율은 또한 액체의 거품높이를 증가시키고 트레이를 교차하는 유체의 역류(back flow)를 감소시킴으로써 향상된다고 공지되어 있다. 거품은 증기거품이 트레이를 교차하여 흐르는 액체를 통해 윗쪽으로 여과할 때 발생된다.

액체내에서 증기가 부유(suspension)함으로써 기체-액체 접촉이 연장되며, 이와같은 접촉에 의해 공정의 효율이 향상된다. 거품이 더 오랫동안 유지되고 더 높이 형성될수록 증기액체 보존력은 더욱 커지게 된다. 더 높은 거품이 되기 위해서는 증기거품이 더욱 작고 충분히 낮은 비율로 형성되는 것이 필요하다. 더우기 역류는 액체의 순환하는 흐름이 형성될 때 액체가 플레이트를 교차하여 흐르는 동안에 거품의 아래쪽에서 발생한다.

일반적으로 이와같이 측면부 (lateral portion)를 따라서 발생한다. 이와같은 흐름(current)에 의해 액체가 농도차에 기인한 물질전달 힘을 감소시키는 방식으로 트레이를 교차하여 역류한다.

기체-액체 접촉의 효율성을 향상시키는 것은 기체와 액체 사이의 농도차이다. 또한 기체-액체 접촉방법은 공정 컬럼을 목적으로 하는 다수의 종래 기술의 특허에 나타내어져 있다. 이러한 특허에는 본 발명의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제3,959,419호, 제4,604,247호 및 제4,597,916,호와 일본 도쿄에 있는 미쯔비시 쥬고교 주식회사에 허여된 미합중국 특허 제4,603,022호가 포함된다.

유니온 카바이드 회사에 양도된 미합중국 특허 제4,499,035호에 나타내어져 있는 특히 적절한 참고예는 향상된 유입 버블링 장치를 포함하는 기체-액체 접촉트레이를 설명한다. 상기의 참고예에서는 전술된 유형의 교차류 트레이가 거품활성화를 트레이 유입구에서 시작하는 향상된 장치와 함께 도시되어 있으며, 이때 상기의 향상된 장치는 실질적으로 위쪽으로 수직하여 뻗어 있고 유체 플로우 경로(path)와 교차하며, 상호 간격을 두고 떨어져 있는 무공의 벽부재를 포함한다. 구조적인 형태는 단순히 구멍을 지니고 있는 트레이 어셈블리에 의해 허용되는 트레이 표면보다 더 넓은 트레이 표면에 의해 활성화가 증진된다고 설명되고 있다. 이와 같은 사실은 증기 상승을 촉진시키는 다운커머 영역의 주위에 돌출된 영역을 설치함으로써 부분적으로 성취된다.

쉘 오일 회사에 양도된 미합중국 특허 제4,550,000호에는 탑내부에 수직으로 쌓아 올려진 트레이들 사이의 관계에서 액체를 기체와 접촉시키는 장치가 나타내어져 있다. 설치된 트레이에서 구멍은 이어진 상부트레이의 배출장치에서 배출되는 액체에 의해 기체의 통과가 방해를 덜 받게 되도록 설치된다. 이러한 장점들에 의해 종래의 구조가 지니는 한계내에서 트레이의 효율은 향상된다.

마찬가지로 일본 도쿄 닛폰 주식회사에 양도된 미합중국 특허 제4,543,219호에는 배플(baffle)트레이 탑이 나타내어져 있다. 높은 기체-액체 접촉효율의 동작 파라미터와 낮은 압력손실을 위한 필요가 설명되어져 있다.

Carl T. Chuang 에 허여되고 카나다의 주식회사인 Atomic Energy에 양도된 미합중국 특허 제4,504,426 호는 기체-액체 접촉장치의 실시예에 관한 것이다. 마찬가지로 이 참고예에는 분류의 효율 및 다운커머 트레이의 변형을 향상시킴에 있어서 많은 장점들이 설명되어 있다. 트레이의 구멍이 형성되어 있는 영역은 다운커머의 아래쪽으로 확장되어 0내지 25% 작은 구멍영역을 지니게 된다.

다른 참고예가 1968년에 W.Bruckert에게 허여된 미합중국 특허 제3,410,540호에 나타내어져 있다. 상기의 참고예에서 다운커머 배출 배플은 액체의 배출을 제어하도록 나타내어져 있다. 배플은 정적시일(static seal) 또는 동적시일(dynamic seal)을 포함하게 된다. 이러한 점에서 다운커머에서 구멍은 배출을 제어할 수 있도록 충분히 작고 트레이의 투과공(perforation) 보다 더 크며 원형 또는 직사각형을 이룬다. 다운커머의 동작을 방해할 수 있는 일시적인 힘(transient force)은 또한 더한층 정밀하게 된다. 이러한 힘 및 관련된 증기-액체 흐름문제는 다운커머가 밑에 놓여 있는 트레이에 연결되는 각각의 응용예에 있어서 고려되어져야만 한다. 향상된 효율, 향상된 거품성장(propagation), 균일한 거품높이 및 부수적으로 동일한 액체흐름을 가능하게 하는 다운커머-트레이 어셈블리를 제공하는 것은 하나의 장점이다.

이와같은 것은 정의 (definition)에 따라 머프리(Murphree)플레이트 효율의 명확한 증가에 의해 나타내어진다. 이와같은 다운커머-트레이 어셈블리는 돌출된 활성의 유입영역패널이 다운커머의 아래쪽에 고정되어 있는 본 발명에 의해 제공된다. 패널은 증기주입을 액체흐름에 제공하기 위한 다수의 구멍을 지니고 있고, 이점은 더 많은 물질전달을 성취하는데 효율적이다.

마찬가지로 일정한 방향의 구멍을 사용하는 어셈블리에 있어서는, 교차류 플레이트 응용에 있어서 역류(retrograde flow)(역혼합)를 제한함으로써 액체흐름이 초래된다. 축소된 역혼합에 의해 효율성이 높아지고 균질성이 트레이 전체에 있어서 유지된다.

본 발명은 공정 컬럼용의 향상된 다운커머 트레이 어셈블리에 관한 것이다. 특히 본 발명의 한 측면에 따라서 본 발명에는 유체가 아래쪽으로 첫번째 다운커머를 통해 첫번째 트레이로 그리고 활성영역을 가로질러 흐르게 되는 유형의 공정 컬럼용의 향상된 다운커머 트레이 어셈블리가 포함된다.

증기는 유체와의 상호작용 및 물질전달을 위해 이 활성영역을 가로질러서 위쪽으로 흐르게 된다. 이때 액체는 트레이로 부터 두번째 다운커머를 관통한다. 본 발명에 개량된 실시예는 첫번째 다운커머 아래쪽에 배치되어 있고 실질적으로 균일하게 돌출된 활성 유입영역을 포함하고 상기의 활성 유입 영역은 다운커머의 아래쪽에서 증기 흐름을 형성하며, 상기의 증기흐름은 증기를 주입하여 다운커머로 부터 배출된 액체와 혼합된다. 균일하게 돌출된 유입영역은 컬럼내에서 실질적으로 수평하게 배치된 편평한 패널 또는 다운커머 아래쪽으로 경사져 있는 편평한 패널을 포함한다.

다른 측면에서 본 발명은 다운커머가 상승하는 증기흐름에 대항하여 동적시일을 제공하는 향상된 다운트레이 어셈블리를 포함한다.

한 구체적 실시예에서 다운커머는 유체 저장(reservoir)및 균일한 배출이 이루어지게 하기 위하여 활성 유입영역 위에 간격을 두고 배치되어 있는 충분히 좁은 유체 배출영역과 함께 설치된다. 배출영역은 또한 다운커머의 하부 영역을 가로질러 형성되어 있고, 활성 유입영역 위에 배치되어 있으며, 일반적으로 간격을 두고 평행한 다수의 구멍을 포함한다.

본 발명의 다른 구체적 실시예에서, 배출영역은 다운커머의 하부영역을 가로질러서 형성되어 있고, 활성 유입영역위에 일반적으로 간격을 두고 배치되어 있는 테이퍼진 벤튜리를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에서, 다운커머는 공정컬럼의 활줄부(chordal section)에 설치되어 있고, 활성 유입영역은

첫번째 트레이의 활줄영역에 있다.

다운커머는 또한 액체를 첫번째 트레이의 중간영역에 배출시키기 위하여 두번째 상부트레이의 중간부에 설치된다. 상기의 둘중 하나의 다운커머 구성과 함께, 돌출된 활성영역은 증기 흐름을 첫번째 트레이의 활성영역과 관련하여 주입시키기 위해 다수의 증기 흐름 구멍과 함께 설치된 유입패널을 포함한다. 이러한 점에서 유입패널은 적어도 첫번째 및 두번째의 편평한 구멍이 형성된 영역을 포함하며 상기의 첫번째의 구멍이 형성된 영역(apertured region)은 두번째의 구멍이 형성된 영역의 흐름날개(flow vane)와 관련하여 일정한 간격을 두고 배치된 흐름날개를 지니고 있다. 첫번째 및 두번째 구멍이 형성된 영역의 흐름날개는 한 구체적 실시예에서 일반적으로 서로 직각을 이루도록 형성한다. 둘이상의 구멍이 형성된 영역에서 중앙 또는 중간의 구멍이 형성된 영역은 첫번째 및 두번째의 구멍이 형성된 영역 사이에 설치된다. 이때 중앙의 구멍이 형성된 영역은 트레이의 중간부를 가로지르는 방향성이 있는 유체흐름을 전달하는 반면에 두번째 및 세번째의 구멍이 형성된 영역은 트레이를 가로지르는 역류를 감소시키기 위하여 유체 흐름을 바깥쪽으로 안내한다.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 돌출된 유입패널은 휘어진 랜드(land) 및 슬릿이 형성된 구멍들을 지니는 적어도 하나의 미리 펼쳐진 금속부(pre-expanded metal section)를 포함하며, 상기의 랜드 및 구멍들은 방향성이 있는 흐름 루버(louver)들을 형성한다. 이러한 구멍에 있어서, 증기 및 액체는 효율을 최대화시키는 소정의 흐름패턴으로 트레이를 가로질러서 산포되어지게 된다. 트레이 자체는 시브트레이를 포함한다.

본 발명에 의해 기대되는 특정한 시브트레이는 일반적으로 사다리꼴의 횡단면을 지니고, 일정한 간격을 두고 평행하게 상호 연결하여 고정되어 있는 다수의 와이어로 구성되는 것을 포함한다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 증기를 공정칼럼의 다운커머에서 배출된 액체와 아래에 놓여있는 교차류 트레이는 혼합시키는 향상된 방법을 포함하며, 이때 상기의 교차류 트레이는 하강하는 액체를 상승하는 증기 플로우와 트레이를 통해서 혼합시키는 유형의 트레이이다.

향상된 방법은 돌출된 활성 유입영역을 트레이에 인접한 다운커머의 아래쪽에 배치시키는 단계, 활성 유입영역을 통해 바람직한 증기흐름을 트레이와 관련하여 전달하는 단계 및 증기흐름을 다운커머에서 배출된 액체로 안내하는 단계로 구성된다.

본 발명을 더욱 완전하게 이해하기 위하여 그리고 본 발명의 다른 목적 및 장점을 위하여, 첨부된 도면과 함께 기술되는 하기의 설명에 대하여 언급한다.

먼저 제1도에 대하여 언급하면 이 도면에는 다양한 탑내부 및 본 발명의 향상된 고용량 트레이 어셈블리의 한 구체적 실시예의 이용 상황을 도시하기 위하여 다양한 부분이 절개되어 있는 도식적인 충전탑 또는 컬럼에 대한 파단적인 단면이 도시되어 있다.

제1도의 컬럼(10)은 트레이가 배치되어 있는 다수의 충전베드층(packing bed layer)(14)을 갖추고 있는 원통형 탑(12)을 포함한다. 다수의 통로(manway)(16)가 마찬가지로 탑(12)의 내부영역에 접근하는 것을 용이하게 하기 위하여 설치된다. 또한 측방향의 스트림 배출라인(20), 측방향의 액체 주입라인(18)및 증기스트림 측면 주입라인 또는 재열기 회수라인(32)이 설치된다. 리플럭스 회수라인(34)이 탑(10)의 상단에 설치된다. 동작시에 액체(13)는 리플럭스 회수라인(34) 및 측방향의 액체 주입라인(18)을 통해 탑(10)이 공급된다. 액체(13)는 탑을 통해 아래쪽으로 흘러서 측방향의 스트림 배출라인(20)또는 하부스트림 배출라인(30)을 통해 탑에서 배출된다. 액체(13)가 트레이 및 충전베드를 통과함에 따라서 액체로부터 증발되는 특정한 물질이 액체(13)에서 제거되고, 액체에 농축되는 물질이 증기스트림으로부터 액체(13)에 첨가되어진다.

제1도에 대하여 계속하여 언급하면 컬럼(10)은 명확히 나타내기 위하여 개략적으로 절개되어 있다. 이와같이 도시된 상태에서 컬럼(10)은 탑(12)의 상단에 설치되어 있는 오버헤드라인(26)상에 위치하고 있는 증기배출구 및 재열기(도시되지 않음)에 결합되는 하부 스트림 배출라인(30)의 주위에서 탑의 하부영역에 배치된 하부스커트(28)를 포함한다. 재열기 회수라인(32)이 증기를 트레이 및/또는 충전층(14)을 통해 위쪽으로 재순환시키는 스커트(28)위에 배치된 상태에서 도시되어 있다. 컨덴서로 부터의 리플럭스가 주입라인(34)을 통해 상부탑 영역(23)에 설치되며, 이때 리플럭스는 상부 충전베드(38)를 가로질러 액체분배기(36)를 통해 분배된다. 상부 충전베드(38)는 다양하게 충전되어 있는 것임을 알 수 있다. 상부 충전베드(38) 아래쪽으로 컬럼(10)의 영역이 도시할 목적으로 도시되어 있으며, 상기의 컬럼(10)의 영역에는 상부의 조립된 패킹(38)을 지지하기 위하여 공급그리드(41)의 아래쪽에 배치된 액체수집기(40)가 포함된다. 액체(13)를 재분산시키기 위하여 설치된 액체분배기(42)가 마찬가지로 그 아래쪽에 배치된다. 두번째 유형의 분배기(42A)가 절단선(43)의 아래쪽에 그리고 베드(14)의 이에 배치되어 있다. 컬럼(10)에는 탑내부 배치가 단지 개략적이며 탑 내부의 다양한 요소의 어레이를 나타내기 위하여 절단선(43)이 표시된다.

계속해서 제1도에 관하여 언급하면 한쌍의 트레이 어셈블리가 또한 도시적으로 나타내져 있다. 많은 경우에 있어서, 공정 컬럼은 단지 충전(packing), 단지 트레이 또는 충전 및 트레이의 결합체를 포함한다. 그러나 이 도시된 예는 전체적인 탑과 그의 동작을 설명하기 위한 결합체이다.

트레이가 설치된 컬럼(trayed column)은 제1도에 도시된 바와 같은 유형의 다수의 트레이를 포함하는 것이 일반적이다. 많은 경우에 있어서, 트레이(48)는 밸브 또는 시브트레이이다. 이와 같은 트레이는 투과공이 형성되어 있는 플레이트를 포함한다. 증기 및 액체는 트레이에서 혹은 트레이를 따라서 혼합되며 그리고 어떤 어셈블리에서는 향류 플로우장치에서 동일한 오프닝을 관통하여 흐르게 된다.

증기 및 액체흐름이 안정한 레벨에 도달하는 것이 바람직하다. 이하에서 더욱 상세하게 기술될 다운커머를 사용할 때 이와같은 안정성은 비교적 낮은 유속(flow rate)으로 상승하는 증기를 하강하는 액체와 혼합시킬 때 얻어지게 된다. 특정한 구체적 실시예에 있어서, 다운커머는 사용되지 않고 증기 및 액체는 각각의 압력변화에 따라 변환되는 동일한 오프닝을 사용한다.

그러나 이와같은 것은 여기에서의 실시예는 아니다. 이 구체적 실시예에서는 교차류 트레이(48) 및 (49)와 다운커머(53)및 (69)가 도시되어 있다.

트레이(48)는 종래의 투과공 또는 슬롯이 형성되어 있는 표면(50)을 나타내는 종래의 형태이다. 그러나 트레이(49)는 본 발명에 따라서 다운커머(53)의 아래쪽에 돌출된 유입부(51)를 포함하고 영역(region)(51)은 실질적으로 편평하며, 다수의 구멍이 형성되어 있다. 구멍은 이하에서 설명되는 바와같이 단순한 구멍 또는 방향을 안내하는 흐름날개가 될 수도 있고, 액체/증기 비율, 액체냉각, 액체흐름/역혼합, 거품, 높이, 거품동일성 거품내의 고체 및 슬러리의 존재를 포함하는 다수의 중요한 설계조건들을 고려한 결과물이다.

마찬가지로 내식성은 충전탑 및 내부의 다양한 요소들을 선택하는 결정조건이며, 많은 경우에 있어서 재료, 디자인의 선택 및 탑내부의 조립은 이와같은 결정조건들을 고려한 결과물이다.

제1도에 도시한 바와 같은 공정 컬럼의 구조가, Gilbert chen이 저술한 1984년 3월 5일자의 Chemical Engineering에 Packed Column Internals 라 명명된 논문에 자세하게 기술되어 있으며, 여기에서는 참고예로서 구체화된다.

이제 제2도에 대하여 언급하면 제2도에는 트레이(48)로 구체화되는 본 발명의 한측면에 대한 개략적인 단면이 도시되어 있다.

상부 트레이(48)는 도시된 바와같이 투과광이 형성되어 있는 편평한 패널을 포함한다. 하부 트레이(49)는 또한 중앙의 활성영역(52)을 가로지르는 일반적으로 편평한 구조를 지니고 있다. 액체(13)는 상부에 배치된 트레이(48)로부터 테이퍼 성형되거나 마이터(miter)성형된 바닥부(54)를 지니고 있는 다운커머(53)아래로 흐른다. 마이터가 성형된 바닥부(54)에는 활성 유입영역으로부터 증기흐름용 클리어런스 각이 설치된다. 액체(13)는 다운커머(53)의 아래쪽에서 돌출된 활성 패널영역(51)으로 배출된 증기(15)와 혼합된다. 이와같은 혼합에 의해 트레이(49)의 중앙활성영역(52)을 가로질러 흐르는 증기 및 액체의 흐름의 방향이 제어된다. 상기의 활성영역(52)의 다수의 투과공(59)을 관통하여 흐르는 잔류하고 있는 상승하는 증기(15)는 거품(61)을 발생시킨다. 거품 또는 포말이 있는 곳은 액체(13)의 상이 연속적인 공기혼합(aeration)영역이다. 거품(61)이 존재하지 않거나 불연속일때 기체-연속적인 레짐(regime)으로의 전환에 의해 위쪽으로의 개체의 스프레이가 발생된다. 본 발명의 다운커머-트레이 어셈블리에 의해서 이와같은 기체 연속레짐의 가능성이 현저하게 감소된다.

제2도에 대하여 계속해서 언급하면 거품(61)은 트레이(49)의 폭을 가로질러서 라인(63)에 의해 가상적으로 도시된 비교적 균일한 높이로 반대쪽 끝단(65)까지 뻗어 있으며 상기의 끝단에는 거품의 높이(63)를 유지하기 위하여 위어(weir)(67)가 형성되어 있다.

축적된 거품은 이 지점에서 위어(67)의 상부를 통해 거품을 아래쪽의 마이터 형성된 영역(70)으로 전달시키는 부속 다운커머(69)로 흐르고 액체는 활성 유입영역(71)에서 축적되고 산포된다. 여기에서 활성 유입영역(71)은 단지 도시하기 위하여 개략적으로 도시한다.

언급된 바와 같이 교차류 플레이트용 투과공의 영역에 의해 거품(61)이 형성되는 플레이트 및 존(zone)의 활성 길이가 형성된다. 활성 유입영역(51)및 (71)에 의해 형성되는 총 활성영역을 증가시킴으로써 더욱 큰 용량 및 효율이 획득된다.

이 구체적 실시예에 있어서 트레이(49)를 가로지르는 액체(13)의 흐름방법은 트레이 효율에 중요한 영향을 미친다. 종래의 시브플레이트의 흐름 개략도가 본 발명에 따라 가능하게 되는 효율을 예시하기 위하여 이하에서 설명된다.

이제 제3도에 대하여 언급하면 제3도에는 종래의 시브플레이트를 가로지르는 흐름개략도가 도시되어 있다.

여기에서 종래의 시브플레이트(72)는 액체를 고형의 패널(73)에 공급한 후 트레이(74)에 전달시키는 첫번째의 종래의 다운커머를 지니고 있는 원형트레이로서 예시된다. 두번째 다운커머(74A)는 액체를 트레이로부터 배출시킨다. 다수의 화살표(75)는 종래의 플레이트를 가로질러 흐르는 액체(13)의 불균일한 흐름을 나타낸다. 재순환 셀(76)은 플레이트의 양쪽에서 흐름의 측방향에 형성되도록 도시된다. 이러한 역행하는 흐름영역 또는 재순환 셀이 형성됨으로서 트레이의 효율은 감소된다. 이러한 재순환 셀은 공정 컬럼의 벽부(wall)근처에서 역행하는 흐름의 결과이며 이러한 역류의 문제는 컬럼의 직경이 커짐에 따라서 더욱 문제화 된다.

역행하는 플로우 및 재순환 셀에서 발생하는 정체효과의 증가에 따라서 대향하여 흐르는 스트림 사이에서 농도차에 기인한 물질전달 힘은 축소된다. 농도차에 기인한 물질전달 힘의 감소에 의해 칼럼에서 분리를 위한 더욱 많은 접촉 혹은 높이 조건이 발생된다. 역혼합이 단지 플레이트 효율의 한 측면일지라도 역혼합의 감소에 의해 다른 장점들이 제공된다. 위에서 참고로 언급된 계류중인 특허출원 제07/304,942호에 설명된 플레이트 효율에 대한 설명을 다시 참조한다.

이제 제4도에 대해 언급하면 제4도는 본 발명의 원리에 따라 설치된 다운커머-트레이 어셈블리(100)의 확대된 단편적인 도면이다.

여기에 도시된 바와같이 트레이(49)는 탑(12)에 배치시키기 위하여 조립되며 주입용 다운커머(102)는 액체(13)를 트레이(49)에 제공하기 위하여 유입영역(104)위에 배치되어지게 된다. 위어(82)는 트레이(49)의 반대편쪽에 배치되며, 두번째 다운커머가 거품(61)및 액체(13)를 트레이(49)로부터 배출시키기 위하여 배치된다. 액체(13)가 활성 유입패널(104)에서 흘러나와서 트레이(49)로 흐른다. 액체(13)는 화살표(83)및 (84)의 방향으로 트레이를 가로질러서 흐른다.

패널(104)이 흐름날개와 함께 설치된다면 흐름 방향의 패널(104)로부터의 증기흐름에 의해 유도되어 본 발명의 원리에 따라 전술된 역류의 문제를 발생시키지 않고서 실질적으로 균일하게 될 것이다. 이러한 방법으로 역혼합이 존재함으로써 대향하는 스트림 사이에서 농도차에 기인한 물질전달 힘이 증가하게 된다. 따라서 상승하는 증기스트림(15)은 트레이(49)의 근접한 와이어 사이에 형성되어 있는 구멍을 통과하게 된다.

이제 제5도에 대해 언급하면 제5도에는 트레이 어셈블리(49)의 확대된 횡단면이 개략적으로 도시되어 있다.

이 구체적 실시예에서 시브형 트레이는 사다리꼴 혹은 V-형 와이어(55)와 함께 설치된다. 구체적 실시예에 있어서 시브트레이는 SCREEN TRAY타입으로 구체화 된다.

SCREEN TRAY는 본 발명의 양수인의 상표이며 일반적으로 평행하게 일정한 간격을 두고 배치되어 있는 v형 와이어(55)의 어레이와 함께 설치되어 잇는 트레이(49)의 중앙활성영역을 나타낸다. 인접한 V형 와이어(55)는 크로스(cross)부재(58)에 의해 고정되고, 각각의 와이어들 사이에서 벤튜리형 슬릿(87)을 형성하여 에너지 손실을 매우 작게 한다. 메쉬(mesh)(51)및 트레이(49)의 상대적인 크기는 일정한 비율이 아니라 트레이 어셈블리를 예시함으로써 제시된다. 각각의 와이어(55)는 사다리꼴의 외곽면(56)을 지니고 있어서 전술된 테이퍼진 슬릿(87)을 형성한다. 이와 같은 트레이는 폭 넓은 조건에서도 최대의 효율로 거품레짐에서 동작한다. 따라서 기체(15)는 제4도의 다운커머(102)에서 직각으로 흐르는 액체(13)와 혼합되기 위하여 상승하도록 도시되어 있다.

이와같이 실시한 결과, 효률적인 물질전달이 초래되는 와류형태의 기체와 액체의 혼합이 일어난다. 마찬가지로 거품높이는 최대로 되고 인트레인먼트(entrainment)는 최소로 되며 낮은 압력손실에 의해 축소된 다운커머 백업(backup)이 발생된다. 돌출된 활성 유입패널(104)에서 안내되는 흐름에 의해 최소높이에서 트레이의 효율이 향상된다. 또한 일정한 형태의 구멍이 트레이(49)의 활성영역에 구체화 되어지는 것에 주목하여야 한다. V형 와이어가 도시되어 있을지라도 버블 캡 트레이(bubble cap tray), 다른 슬롯이 형성된 오프닝, 투과공, 밸브(고정되어 있고 이동가능한)등이 본 발명과 함께 사용되어질 수도 있다.

이제 제6도에 대해 언급하면 제6도는 제4도의 트레이(49)의 확대된 상부 단면도이다.

트레이(49)는 다수의 패널부와 함께 설치된다. 이러한 부분들은 명확히 하기 위하여 구멍 세부와 함께 도시되지 않는다. 패널(120)은 활모양으로 휘어져 있는 측벽(121)을 지니고 있는 외곽패널을 포함한다. 패널(122)은 인접한 패널(120)에 고정되어 있고 일반적으로 직사각형의 구성으로 형성된다. 패널(124)은 마찬가지로 인접한 패널(122)에 연결되어 고정되고 또한 일반적으로 직사각형의 구성을 포함한다. 패널(120)(122) 및 (124)의 각각은 제5도에 도시된 시브트레이 구조체와 같은 적당한 트레이 물질로 구성된다. 가장자리(106)는 트레이(122) 및 (124)를 돌출된 유입패널(104)에서 분리시키도록 도시되어 있다.

제6도에 대하여 계속해서 언급하면 트레이(49)의 활성 유입패널(104)과 중앙 활성영역 사이의 상대적인 크기를 알 수 있다. 이 특정한 구체적 실시예에 있어서, 패널(104)은 접촉연결부(113)에서 함께 시임(seam)용접되는 첫번째 및 두번째 패널부(110)및 (112)로 구성된다. 각각의 패널(110) 및 (112)는 선택된 방향으로 향하는 루버(114)와 함께 설치된다. 패널(110)의 루버(114)는 화살표(116)의 방향으로 증기프름을 안내하도록 경사져 있다. 마찬가지로 루버(114)및 패널(112)은 화살표(118)의 방향으로 증기흐름을 안내하도록 경사져 있다. 이때 선택된 증기 및 액체흐름은 패널(120),(122)및 (124)를 가로질러서 반대편 다운커머로 진행한다. 다운커머 패널(126)은 직사각형의 구멍(130)이 형성되어 있는 바닥배출플레이트(128)를 향하여 아래쪽으로 경사지도록 도시되어 있다. 구멍(130)위에서 축적되는 액체는 구멍의 아래쪽에 있는 트레이로 흐른다.

이제 제7도에 대해 언급하면, 제7도는 제6도의 트레이(49)의 횡단면의 측면도이다.

위어(82)는 일반적으로 다운커머(102)에 인접해 있는 L형 부재로 구성되는 것으로 도시되어 있다. 다운커머(102)는 두번째의 경사진 경사(sloping)벽(132)과 맞물리는 첫번째의 경사벽과 함께 설치된다. 경사벽(132)은 아래쪽에 있는 돌출된 패널에서 상승하는 증기의 배출을 가능하게 하는 마이터 형성부(mitered section)(134)를 지닌다.

종래 기술의 다운커머 구체적 실시예와는 달리 돌출된 유입패널로부터 증기를 통과시키는 것을 수행하기 위하여 이 부근에 경사진 다운커머를 설치하는 것이 중요한 점이다.

증기흐름이 다운커머(102)에서 배출된 액체와 직접 혼합되어지게 되는 활성 유입패널에는 마이터 형성부(134)가 필요하다. 마찬가지로 다운커머영역(102) 반대편의 돌출된 유입패널은 첫번째 지지체(136)및 외곽의 지지링(138)으로 구성된다. 이와같은 다양한 부재들은 다양한 부재들 사이의 일반적인 관계를 나타내기 위하여 개략적으로 도시된다

이제 제8도에 대해 언급하면, 제8도는 제4도의 다운커머(102)및 돌출된 유입패널(104)의 확대된 측면의 횡단면도이다.

다운커머(102)는 전술된 바와 같이 선택(select)마이터 형성부(134)를 포함하는 것을 알 수 있다. 패널(104)에 배출되는 액체(13)를 상승하는 증기(15)와 혼합시키기 위하여 슬롯(130)이 다운커머의 하부영역에 형성된다. 이 구체적 실시예에서 유입패널(104)은 증기흐름을 화살표(132)의 방향으로 안내하는 다수의 방향안내 흐름날개(140)와 함께 형성되는 것을 알 수 있다.

날개(140)는 미리 넓혀진 금속과 같은 루버 형성된 금속 및/ 또는 종래의 증기 액체접촉탑에 사용되는 다른 구성으로 형성되는 플레이트부(144)에 형성된다. 이 특정한 구성에 있어서 동적시일은 액체헤드(148)를 배출슬롯(130)위에 유지시킴으로써 다운커머(102)에서 발생된다.

이제 제9도에 대해서 언급하면 제9도는 제8도의 다운커머 패널 어셈블리의 다른 구체적 실시예를 도시한 도면이다.

다운커머 마이터 형성부(134)에는 벤튜리 플렌지 (152)까지 뻗어 있는 경사부(sloped section)(150)가 설치된다. 벤튜리 플렌지(152)에 인접한 다운커머 영역은 유체를 일정한 방향으로 향하게 하고 낮은 압력영역을 발생시키기 위하여 개방된 상태로 유지된다.

이제 제10 도에 대하여 언급하면 제10도는 제8도의 플레이트(144)의 패널부에 확대된 단편적인 사시도이다.

이 특정한 구성에 있어서 미리 넓혀진 유형의 금속플레이트가 사용되며 상기의 금속플레이트는 슬롯이 형성된 간극(164)을 형성하는 다수의 휘어진 랜드(152)를 지닌다. 다양한 루버 설계가 사용되어지게 된다. 휘어진 랜드(162)와 슬릿이 형성된 구멍(164)사이에 각이져 있기 때문에 증기는 화살표(166)의 방향으로 통과한다. 이 패널부(160)는 본 발명의 돌출된 유입패널로부터 선택적 증기통과를 가능하게 하기 위하여 본 발명의 하나의 구체적 실시예를 구성한다.

이제 제11도에 대하여 언급하면 제11도에서는 다수의 패널(260),(262),(264)가 돌출부(104)에 포함되어 있음을 알수 있다.

이러한 패널들은 방향을 안내하는 흐름날개를 이용하고, 중앙의 패널(262)은 증기가 플레이트(49)를 가로지르도록 안내하는 반면에 외곽패널(260)및 (264)는 플레이트를 가로지르는 역류를 감소시키기 위하여 증기흐름을 바깥쪽으로 안내한다. 이와 같은 방식으로 다운커머(102)의 효율은 향상되고 증기 액체반응이 우수하게 된다. 돌출된 유입영역(104)은 상기의 활성 유입영역이 부착된 특정한 플레이트의 총 활성영역을 증가시키며, 방향으로 안내하는 흐름날개를 액체를 다운커머로부터 배출시킴으로써 증기액체 접촉을 최대화시킨다. 총 패널부는 여기에서 사용된 바와 같이 실질적으로 균일하게 돌출된다는 의미에서 경사지게 된다는 점에 주목해야 한다. 다운커머에 정적시일을 사용함으로써 구성이 단순해지고 동작효율이 최대화된다. 방향을 안내하는 날개들은 적당한 흐름을 촉진하고 흐름평형상태를 유지시키기 위하여 활성 유입패널에 필요한 방향으로 설치된다. 이로 인해 플레이트(49)를 가로질러서 맞은편 다운커머(82)에 주입되는 액체보다 먼저 발생하는 역류가 방지된다.

이러한 요소들에 의해 플레이트의 효율이 증가된다. 또는 이와같은 영향들에 의해 높은 용량이 유지되면서 물질전달 효율이 증가되고, 이러한 점들에 의해 종래의 기술보다 명확하게 향상된 것임이 나타내어진다.

따라서 본 발명의 동작 및 구조는 전술된 설명으로부터 명확하게 됨을 알 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치에 대해서 상기와 같이 구체적 실시예로서 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에서 구체화된 바와 같은 본 발명의 본질 및 범위에서 벗어남이 없이 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것은 명백하다.

Claims (21)

1. 액체가 제1다운커머를 통해 활성영역을 가로질러서 제1 트레이로 흐르고, 액체가 제2다운커머에 도달되기 전에 증기가 반응 및 물질전달을 위해 상기 활성영역을 통해 위쪽으로 흐르게 되는 유형의 공정한 컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리에 있어서, 상기 다운커머-트레이 어셈블리가 상기 다운커머 아래에서 선택적인 증기흐름을 형성하고, 증기를 주입하며 액체와 혼합시키기 위해 상기 제1다운커머의 아래에 배치된 균일하게 돌출된 활성 유입영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 다운커머가 상승하는 증기흐름에 대항하여 동적시일을 제공하기 위하여 설치된 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 다운커머가 유체저장 및 균일한 배출을 수행하기 위하여 활성 유입영역과 일정한 간격을 두고 배치되어 있는 충분히 좁은 유체배출영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
4. 제3항에 있어서, 상기 배출영역이 상기 배출영역에 가로질러 형성되고 평행하게 일정한 간격을 두고 상기 활성 유입영역 위에 배치된 다수의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
5. 제3항에 있어서, 상기 배출영역이 상기 배출영역에 가로질러 형성되고 평행하게 일정한 간격을 두고 상기 활성 유입영역 위에 배치된 테이퍼진 벤튜리를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
6. 제1항에 있어서, 상기 다운커머가 상기 공정컬럼의 활줄부에 설치되고, 상기 활성유입영역이 상기 제1트레이의 활줄 영역인 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
7. 제1항에 있어서, 상기 다운커머가 액체를 상기 제1트레이의 중간영역에 배출시키기 위하여 두번째 상부트레이의 중간부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
8. 제1항에 있어서, 상기 돌출된 활성영역이 상기 제1트레이의 상기 활성영역과 관련하여 방향성이 있은 선택적 증기흐름을 전달하기 위하여 형성된 다수의 방향을 안내하는 증기 흐름날개가 설치된 유입패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
9. 제8항에 있어서, 상기 유입패널이 제1및 제2의 편평하고 구멍이 뚫린 영역을 포함하고, 상기의 제1구멍이 형성된 영역이 상기 제2구멍이 형성된 영역의 흐름날개와 일정각도를 이룬 흐름날개를 가지는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1및 제2구멍이 형성된 영역의 상기 흐름날개가 다른 방향으로 증기흐름을 전달하기 위하여 상호 직각을 이루도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
11. 제8항에 있어서, 상기 유입패널이 제1, 제2및 제3구멍이 형성된 영역을 포함하고, 상기 제1구멍이 형성된 영역이 방향성이 있는 흐름을 트레이의 중간부를 가로질러서 전달하기 위하여 상기 제2및 제3영역의 중간에 배치되고, 상기 제2및 제3영역이 역류를 감소시키기 위하여 흐름을 바깥쪽으로 안내하도록 된 것을 특징으로하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
12. 제8항에 있어서, 상기 유입패널이 루버를 형성하는 뒤틀린 랜드 및 슬롯이 형성된 구멍을 지니는 적어도 하나의 미리 넓혀진 금속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 트레이가 시브트레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
14. 제3항에 있어서, 상기 시브트레이가 사다리꼴 횡단면을 지니며, 간격을 두고 평행하게 상호 연결하여 고정되는 다수의 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
15. 제1항에 있어서, 상기 제2다운커머가 상기 제2다운커머를 따라 고정된 위어를 포함하고, 상기 활성 유입영역이 상기 제2 다운 커머를 따라 배치된 상기 위어의 높이정도의 높이까지 돌출된 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
16. 하강하는 액체가 상승하는 증기흐름과 트레이를 통해 혼합되는 유형의 트레이에서 증기를 공정컬럼 다운커머에서 배출된 액체와 혼합시키는 방법에 있어서, 상기 방법이 상기 트레이에 인접한 상기의 다운커머 아래에 실질적으로 균일하게 돌출된 활성 유입영역을 배치하는 단계와; 선택적 증기흐름을 상기의 트레이를 통해 전달하는 단계와; 상기 증기 흐름을 상기 액체에 주입시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 증기와 공정 컬럼용의 다운커머에서 배출된 액체를 혼합하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 상승하는 증기흐름에 대항하여 동적시일을 제공하기 위해 적합한 배출영역을 상기 다운커머에 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기와 공정 컬럼용의 다운커머에서 배출된 액체를 혼합하는 방법.
18. 제16항에 있어서, 다수의 방향을 안내하는 증기흐름 날개를 지니는 균일하게 돌출된 활성유입영역 패널을 형성하는 단계를 포함하는 상기 활성 유입영역을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기와 공정 컬럼용의 다운커머에서 배출된 액체를 혼합하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상호 다른 각도로 배치되어 있는 방향을 안내하는 다수의 흐름날개를 지니는 제1및 제2패널을 설치하는 단계와; 상기 제1및 제2패널을 상기의 다운커머 아래에 고정하는 단계와; 선택적 증기흐름을 다른 각도로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기와 공정 컬럼용의 다운커머에서 배출된 액체를 혼합하는 방법.
20. 액체가 제1다운커머를 통해 활성영역을 가로질러서 제1트레이로 흐르고, 액체가 제2다운커머에 도달되기 전에 증기가 반응 및 물질전달하도록 상기 활성영역을 통해 위쪽으로 흐르게 되는 유형의 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리에 있어서, 상기 다운커머-트레이 어셈블리가 상기 제1트레이의 상기 활성영역과 관련하여 방향성이 있는 선택적 증기흐름을 전달하기 위하여 형성된 다수의 방향안내 증기흐름 날개가 설치된 유입패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정컬럼용의 다운커머-트레이 어셈블리.
21. 하강하는 액체와 상승하는 증기 흐름이 트레이를 통해 혼합되는 유형의 아래에 놓인 트레이 상으로 다수의 트레이 중 하나의 다운커머로부터 액체가 배출되는 유형의 공정 컬럼 내의 증기-액체 흐름을 안정화시키는 방법에 있어서, 균일하게 돌출된 활성화 유입구 영역으로 구성된 트레이 환풍 영역을 제공하는 단계와; 상기 환풍영역을 상기 트레이상의 제1다운 커머의 배출 영역 아래쪽 및 상기 트레이의 하부와 그아래의 제2다운 커머로부터 상기 환풍영역으로 증기 흐름을 노출시키는 상기 트레이 아래 상기 제2다운 커머 위쪽에 위치시키는 단계와; 노출된 증기를 상기 환풍 영역을 통해 환풍시켜서, 상기 트레이 사이의 증기-액체 흐름을 안정화시키기 위해 상기 액체와 맞닿도록 하는 단계와; 상기 환풍된 증기와 맞닿는 액체를 분산하기 위해 선택적 흐름 특성을 상기 환풍된 증기에 부가하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공정 컬럼 내의 증기-액체 흐름을 안정화시키는 방법.

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