KR20020077468A - 가스/액체 접촉 트레이 - Google Patents
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Abstract
영역이 2 이상의 평행한 섹션으로 분할된 다공 패널 (11, 21) 을 포함하며, 가스와 액체를 역류시켜 접촉시키는 기둥에 사용하는 가스/액체 접촉 트레이 (10, 20) 로서, 홀수번째 섹션이나 짝수번째 섹션은 상기 섹션의 방향에 수직하게 향하는 다수의 다운컴머 (16a-c, 17a-c) 를 구비하고, 이 다운컴머의 바닥부에는 상기 섹션의 방향으로 향하는 측면 토출구 (36, 37) 가 제공되며, 기둥 벽 (30)에 이웃하는 섹션(들)에서의 각 다운컴머 (16a-c, 17a-c) 의 바닥부에는 이 벽 (30) 방향으로 향하는 정면 토출구 (40) 가 제공된다.
Description
상기 기둥은, 가스와 액체가 역류로 접촉하여 열이나 물질을 교환하는 형태의 임의의 기둥이다. 상기 기둥의 일예로는 분별 기둥이 있고, 다른 예로는 진공 증류 기둥이 있다. 상기 기둥에 있어서, 정상 작동시, 액체는 상부에서 바닥부로 아래로 흐르고, 가스는 바닥부에서 상부로 위로 흐른다. 명세서와 청구항에서 '가스' 라는 말은 기체와 증기를 언급한다.
상기 기둥은 적층되게 배열된 다수의 수평 가스/액체 접촉 트레이를 구비한다. 각 트레이는 1 이상의 다운컴머 (downcomers) 를 구비한 다공 패널을 포함한다. 다운컴머는, 다공 패널의 개구부에 배열되고 액체를 아래로 통과시키는 도관이고, 다공 패널 위로 신장한 다운컴머의 벽 일부는 다운컴머 위어 (weir) 라고 하며, 다공 패널 아래로 신장한 다운컴머의 일부를 다운컴머 에이프런 (apron) 이라고 한다.
정상 작동시, 트레이에 모아진 액체는 다공 패널 상으로 흐르는데, 이 다공 패널상에서는 구멍을 통과하여 위로 흐르는 가스와 접촉하게 된다. 그 후, 액체는 다운컴머 위어 상에서 다운컴머로 흘러 트레이의 다공패널 아래로 흐를 것이다. 2 개의 인접한 트레이의 다운컴머는 각각의 바로 위에 배치되는 것이 아니라, 액체가 하부 트레이의 다운컴머로 직접 낙하하는 것을 방지하기 위하여 측방향으로 이격되어 (또는 엇갈리게) 배치된다. 게다가, 다운컴머는 이 다운컴머를 나가는 액체가 다공 패널상으로 균일하게 흐를 수 있도록 위치된다. 이에 따르면, 가스와 액체가 서로 접촉하는 시간이 다공 패널에서 액체 요소의 위치와 무관하게 된다.
본 발명에 관련된 가스/액체 접촉 트레이는 영역이 2 이상의 평행한 섹션 (section) 으로 분할되는 다공 패널을 포함하고, 홀수번째 섹션이나 짝수번째 섹션은 이 섹션의 방향에 수직하게 향하는 다수의 다운컴머를 구비하며, 다운컴머의 바닥부에는 이 섹션의 방향으로 향하는 측면 토출구가 제공된다.
상기 가스/액체 접촉 트레이는 벨기에 특허 제 584 426 호에 개시되어 있고 이 공보의 도 8, 도 9, 및 도 14 Ⅳ 를 참조하여 자세하게 설명되어 있다.
상기 공보의 도 8 과 도 9 에 도시된 가스/액체 접촉 트레이는 영역이 2 개의 평행한 섹션으로 분할되는 다공 패널을 포함하고, 제 1 섹션 (도 8) 이나 제 2 섹션 (도 9) 은 이 섹션의 방향에 수직하게 향하는 다수의 다운컴머를 구비하며, 다운컴머의 바닥부에는 이 섹션의 방향으로 향하는 측면 토출구가 제공된다. 상기 장치는 정상 작동시 다공 패널에 걸쳐 액체 유동이 균일하게 분포하도록 선택되어서, 다공 패널의 가장자리 근처에 정체 영역이 발생하지 않도록 방지하고, 이 액체는 액체의 평균 잔류시간보다 더 길게 트레이상에 잔류하게 된다. 하지만본 출원인은 상기 장치가 정체 영역을 완전히 제거하지 못함을 알아냈다.
본 발명은, 가스와 액체를 역류시켜 접촉시키는 기둥 (column) 에 사용되는 가스/액체 접촉 트레이 (tray) 에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 가스/액체 접촉 트레이의 개략적인 평면도,
도 2 는 도 1 의 트레이 하부에 배열된 본 발명에 따른 가스/액체 접촉 트레이의 개략적인 평면도, 및
도 3 은 기둥벽이 도시된, 도 1 과 도 2 의 선 Ⅲ-Ⅲ 를 따른 단면도.
본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하는 것이다.
이를 위해, 가스와 액체를 역류시켜 접촉시키는 기둥에 사용하는 본 발명에 따른 가스/액체 접촉 트레이는 영역이 2 이상의 평행한 섹션으로 분할되는 다공 패널을 포함하고, 홀수번째 섹션이나 짝수번째 섹션에는 이 섹션의 방향에 수직하게 향하는 다수의 다운컴머가 제공되며, 다운컴머의 바닥부에는 상기 섹션의 방향으로 향하는 측면 토출구가 제공되고, 또한 기둥벽에 이웃하는 섹션에서의 각 다운컴머의 바닥부에는 벽 방향으로 향하는 정면 토출구가 제공된다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예의 방식으로 보다 자세히 설명될 것이다.
도 1 과 도 2 를 참조하면, 도 1 에서 도시된 가스/액체 접촉 트레이는 도면부호 "10" 으로 나타내고, 도 2 에서 도시된 트레이는 도면부호 "20" 으로 나타낸다. 각 트레이 (10, 20) 는 다공 패널 (11, 21) 을 포함한다. 다공 패널의 가장자리는 도면부호 "11a" 와 "21a" 로 나타낸다. 다공 패널의 섹션을 명확하게 하기 위해서 해칭을 넣었다.
다공 패널 (11, 21) 의 영역은 3 개의 평행한 섹션 (12, 13, 14, 및 22, 23, 24) 으로 분할된다. 점선 (15, 25) 은 인접 섹션들간의 경계선을 나타낸다.
도 1 에 도시된 트레이의 홀수번째 섹션 (12, 14) 에는 다수의 신장된 다운컴머 (16a, 16b, 16c, 및 17a, 17b, 17c) 가 제공된다. 신장된 다운컴머 (16a, 16b, 16c 및 17a, 17b, 17c) 는 상기 섹션 (12, 14) 의 방향에 수직하게 향하고, 즉 이 다운컴머의 종축 (비도시) 은 상기 섹션의 종축 (비도시) 에 수직하게 향하게 된다.
도 2 에 도시된 트레이의 짝수번째 섹션 (23) 에는 이 섹션 (23) 의 방향에 수직하게 배향된 신장된 다운컴머 (28a, 28b, 28c) 가 제공된다. 트레이 (10) 의 다운컴머 (16a-c, 및 17a-c) 의 돌출부는 트레이 (20) 상에서 점선으로 도시되었다.
신장된 다운컴머 (16a-c, 17a-c, 및 28a-c) 의 각 바닥부에는 상기 섹션 (12, 14, 23) 의 방향으로 향하는 측면 토출구가 제공된다.
상기 측면 토출구는 도 3 에 보다 자세하게 도시되었고, 도 3 에서는 기둥내에 배열된 트레이 (10, 20) 를 도시하였고, 이 기둥의 벽은 도면부호 "30" 으로 나타낸다. 트레이 (10, 20) 의 지지부는 도시되지 않았다. 상기 도면에서, 도면부호 "31"은 다운컴머 위어로 언급되고, 도면부호 "32" 는 다운컴머 에이프런으로 언급된다. 측면 토출구는 도면부호 "36, 37, 38" 로 나타낸다.
더욱이, 기둥의 벽 (30) 에 이웃하는 섹션 (12) 에서의 다운컴머 (16a-c) 의바닥부에는 또한 벽 (30) 방향으로 향하는 정면 토출구 (40) 가 제공된다. 벽에 이웃하는 섹션은 홀수번째 섹션일 수 있다.
정상 작동시 트레이 (10) 위에 있는 트레이 (비도시) 의 다운컴머로부터 나오는 액체는 상기 트레이 (10) 에 모이게 되고 다공 패널 (11) 의 구멍을 통과하는 상향류의 가스와 접촉하게 된다. 상기 액체는 다운컴머 (16a-c, 17a-c) 로 흐른다. 이 액체는 위어 (31) 상으로 흐르고 (도 3 에서 화살표 41 참조), 이 액체는 측면 토출구 (36, 37) (화살표 42) 와 정면 토출구 (40) (화살표 43) 를 통하여 다운컴머 (16a-c, 17a-c) 를 나온다. 화살표 (42, 43) 는 도 2 에서도 도시되었다.
상기 액체는 트레이 (30) 에 모이게 되고 다공 패널 (21) 의 구멍을 통과하는 상향류의 가스와 접촉하게 된다. 이 액체는 다공 패널 (21) 상의 다운컴머 (28a-c) 로 흐른다. 상기 액체는 위어 (31) 상으로 흐르고 (도 3 에서 화살표 45 참조), 이 액체는 측면 토출구 (38) (화살표 47) 를 통하여 다운컴머 (28a-c) 를 나온다.
정면 토출구 (40) 의 액체 유동으로 인해 기둥 벽 (30) 근처의 트레이 (20) 상의 액체에 난류를 유발하여, 벽 (30) 근처의 정체 영역이 효과적으로 방지된다.
유동 경로 길이 (l) (도 3 참조) 를 증가시키기 위해서, 하부 트레이와 관련된 다운 위어로 향하는 다운컴머의 측면은 경사질 수 있다. 이것은 도 3 에서 다운컴머 (17b) 에 대해서 도시되었다. 상기 방식으로 테이퍼된 다운컴머 에이프런은 트레이 (20) 의 다운컴머 (28a-c) 에도 사용될 수 있다.
도면에 도시된 본 발명의 실시형태에 있어서, 측면 토출구 (36, 37, 38) 와 정면 토출구 (40) 는 슬릿형태이다. 다른 실시형태에 있어서, 다운컴머의 바닥부는 폐쇄되고, 상기 토출구는 폐쇄된 바닥부 근처의 개구부에 의해 형성된다.
도면에 도시된 실시형태에 있어서, 트레이 (10, 20) 는 3 섹션으로 분할되고, 트레이 (10) 의 다운컴머 수 (6 개) 는 트레이 (20) 의 다운컴머 수 (3) 의 두배이다. 상기 섹션의 수가 짝수, 2, 4, 6 또는 8 이면 바람직하기 때문에, 각 트레이는 동일한 수의 다운컴머를 가질 수 있다. 각 섹션당 다운컴머의 수가 3 내지 5 의 범위인 것이 바람직하다.
Claims (1)
- 영역이 2 이상의 평행한 섹션으로 분할된 다공 패널을 포함하며, 가스와 액체를 역류시켜 접촉시키는 기둥에 사용하는 가스/액체 접촉 트레이로서,홀수번째 섹션이나 짝수번째 섹션은 상기 섹션의 방향에 수직하게 향하는 다수의 다운컴머를 구비하고, 이 다운컴머의 바닥부에는 상기 섹션의 방향으로 향하는 측면 토출구가 제공되며, 기둥벽에 이웃하는 섹션(들)에서의 각 다운컴머의 바닥부에는 이 벽 방향으로 향하는 정면 토출구가 제공된 가스/액체 접촉 트레이.
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