KR20050019772A - 증기와 액체의 접촉트레이 및 이를 사용하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기와 액체의 접촉트레이(26)에 관한 것으로, 이는 그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 상기 상부면에서 액체와 상호작용하도록 증기가 위쪽으로 흐르게 하는 다수의 증기통로(44)를 갖춘 트레이데크와(28); 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽(36)으로 형성된 적어도 하나의 용기(34); 이 용기 안에 위치되어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구(50)와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크(28) 위에 있는 하부출구(54)를 갖춘 다운커머(46) 및; 상기 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키도록 트레이데크 위에 위치된 다수의 전향블레이드(56);를 구비하되, 상기 용기의 외주벽으로 둘러싸인 트레이데크의 부분은 체구멍이나 밸브 또는 다른 유형의 증기통로로 이루어지며, 추가로 슬리이브(76)와 둘 이상의 크기로 된 다수의 용기(34) 또는 그 조합을 구비한다.

Description

증기와 액체의 접촉트레이 및 이를 사용하는 방법{Vapor-liquid contact tray and method employing same}

본 발명은 물질전달과 열교환용 칼럼(column)에 관한 것으로, 특히 이러한 칼럼에 사용되는 증기와 액체의 접촉트레이(tray)에 관한 것이다.

물질전달과 열교환용 칼럼에서 상승하는 증기흐름과 하강하는 액체흐름 사이의 접촉을 용이하게 하는 다양한 유형의 증기와 액체의 접촉트레이가 개발되어온 바, 이러한 트레이들은 통상 칼럼의 개방된 내부영역에 수평하게 뻗고서 수직하게 떨어져 놓여 있으며, 이 트레이는 트레이데크(tray deck)의 상부면을 가로질러 흐르는 액체와 상호작용하도록 증기가 트레이데크를 위쪽으로 관통하게 하는 개구부를 갖춘 접촉영역 또는 활성영역을 구비하고 있다. 상기 데크의 활성영역 위에서 일어나는 증기와 액체의 상호작용은 바람직한 물질전달 또는 열교환을 용이하게 하는 포말을 형성하고, 대부분의 트레이들은 상승하는 증기와 상호작용한 후의 액체를 트레이데크로부터 제거할 수 있으면서 다운커머(downcomer)로 불리우는 큰 개구부와 관련 구조물을 구비하고 있다. 액체는 다운커머를 통해 통상 아래에 놓인 트레이에 있고서 구멍이 없는 액체수용영역 또는 입구영역쪽 아래로 유도된다.

큰 용량과 고효율 용도를 위해 개발된 증기와 액체의 접촉트레이의 한 유형이 쉐인만(Sheinman)의 미국 특허 제5,626,799호에 게재되어 있는 바, 이 특허에 기술된 트레이는 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗은 다수의 원통형 용기(can)를 사용하고 있으며, 작은 직경의 다운커머가 각각의 원통형 용기 안의 중앙에 위치되어서 위에 놓인 트레이로부터 액체를 제거하여 원통형 용기 안의 트레이데크로 방출하도록 되어 있고, 증기를 소용돌이 운동으로 트레이데크를 통해 상승시킬 수 있는 소용돌이 날개가 트레이데크에 위치되어 있다. 소용돌이치는 증기가 다운커머로부터 방출되어 온 액체와 접촉할 때, 높은 분리효율을 일으키는 활발한 증기와 액체의 상호작용이 이루어진다. 또한, 소용돌이치는 증기는 액체가 원통형 용기의 내부면에 대해 튀어오르게 하는데, 이는 용기의 벽에 구비된 수직한 슬롯과 수평한 슬롯을 관통하게 된다. 그 후에, 액체는 트레이데크로 하강하게 되고 다운커머의 입구로 들어가서 아래에 놓인 다음 트레이로 나아가게 된다. 증기는 원통형 용기의 개방된 상부를 빠져나온 다음, 위에 놓인 트레이데크에 있는 소용돌이 날개를 관통하게 된다.

상기 쉐인만의 특허에 기술된 트레이는 다른 유형의 증기와 액체의 접촉트레이에 대해 상당한 진보성이 있지만, 추가적으로 향상되어야 할 점이 요구되었다.

도 1은 칼럼의 개방된 내부영역 안에 위치된 본 발명에 따른 접촉트레이를 수직단면으로 도시한 칼럼의 측단면도이다.

도 2는 줄어든 축척으로 도 1의 2-2선에 따른 수평단면으로, 원통형 용기와 다운커머를 구비한 접촉트레이의 일부를 도시한 평면도이다.

도 3은 전향블레이드가 번갈아 위치된 것을 도시한, 도 2에 도시된 것과 유사한 평면도이다.

도 4는 다운커머들 중 하나의 출구 안에 위치된 회전유도부재의 부분적인 평면도이다.

도 5는 도 1의 5-5선에 따라 트레이데크의 활성영역에 있는 다수의 체구멍을 도시한 접촉트레이의 부분적인 평면도이다.

도 6은 삼각형상의 액체통로를 도시한 용기의 외주벽의 부분적인 측단면도이다.

도 7은 도 6에 도시된 용기의 외주벽의 수직단면도이다.

도 8은 액체통로의 다른 실시예를 도시한 용기의 외주벽의 부분적인 측단면도이다.

도 9는 도 8에 도시된 외주벽의 수직단면도이다.

도 10은 액체통로의 또 다른 실시예를 도시한 용기의 외주벽의 부분적인 측단면도이다.

도 11은 도 10에 도시된 외주벽의 수직단면도이다.

도 12는 본 발명의 추가적인 특징을 도시한 접촉트레이의 부분적인 측단면도이다.

도 13은 다운커머의 출구에 있는 수평한 방출플레이트를 수직단면으로 도시한 다운커머의 부분적인 측단면도이다.

도 14는 다운커머의 입구의 다른 실시예를 도시한 접촉트레이의 부분적인 평면도이다.

도 15 내지 도 17은 다운커머의 변형예를 도시한 부분적인 측단면도들이다.

도 18은 각 용기 안에서 일어난 액체흐름의 회전방향을 나타낸 흐름선과 함께 도시한 접촉트레이의 평면도이다.

도 19는 탈비말동반용 링을 도시한 증기와 액체의 접촉트레이의 다소 개략적인 사시도이다.

도 20은 탈비말동반용 원뿔체를 도시한 증기와 액체의 접촉트레이의 부분적인 측단면도이다.

도 21은 흐름 전향블레이드의 측단면도이다.

도 22는 용기의 외주벽의 하부선단 안에 위치되는 블레이드와 증기통로를 구비한 플레이트의 배열을 도시한 확대사시도이다.

도 23은 용기의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 24는 높게 된 입구영역을 가진 접촉트레이의 다른 실시예를 도시한 부분적인 측단면도이다.

도 25는 도 12에 도시된 접촉트레이의 다른 실시예를 도시한 부분적인 측단면도이다.

한 양상에서, 본 발명은 상부면으로부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부를 갖춘 트레이데크와, 이 트레이데크의 상부면에서 액체와 상호작용하도록 증기가 트레이데크를 통해 위쪽으로 흐르게 하는 다수의 증기통로 및, 상기 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성된 적어도 하나의 용기를 갖춘 증기와 액체의 접촉트레이에 관한 것이다. 다운커머가 액체용 통로를 제공하도록 각 용기 안에 삽입되고서 용기와 트레이데크로 액체를 공급하기 위한 액체주입용 상부입구와 트레이데크 위의 하부출구를 갖추고 있다. 또한, 상기 트레이는 트레이데크의 위에 위치된 다수의 전향블레이드를 갖추어, 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으킨다. 상기 트레이데크는 다운커머의 하부끝에 수용된 슬리이브를 추가로 구비하되, 이는 트레이데크 위에서 고정된 간격만큼 다운커머의 출구와 떨어져 있다. 상기 용기의 외주벽으로 둘러싸여 있는 트레이데크의 부분에 있는 증기통로는 트레이데크에 형성된 경사진 블레이드 사이의 개구부들이나, 밸브들, 체구멍들, 또는 다른 유형의 증기통로로 이루어진다. 경사진 블레이드는 다수의 겹쳐 놓인 플레이트에서 절단되어 있다. 다수의 용기가 구비될 때, 이들은 둘 이상의 크기로 될 수 있다. 덧붙여, 전향블레이드는 이들 용기 중 선택된 것에서 증기의 흐름이 반대쪽 방향으로 일어나도록 방위를 가질 수 있다. 상기 전향블레이드는 용기의 외주벽에 부착될 수 있다. 다운커머의 입구는 다운커머의 출구보다 큰 수평단면으로 될 수 있다. 다운커머의 출구의 아래에 놓여 있는 트레이데크의 입구영역은 이 아래에 놓여 있는 트레이데크의 입구영역과 연결되는 벽에 구비된 증기통로에 의해 높게 될 수 있다. 상기 용기의 외주벽은 미리 선택된 형태와 구조를 가진 액체통로를 구비하고 있다. 한 실시예에서, 액체통로는 둘러싸는 트레이데크 상의 액체수준 위에 위치되고, 2열 이상의 삼각형상의 미늘창과 같은 형태로 될 수 있다.

다른 양상에서, 본 발명은 전술된 증기와 액체의 접촉트레이를 이용하여 물질전달용 칼럼에서 증기흐름과 액체흐름을 혼합하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 트레이를 구비한 물질전달용 칼럼에 관한 것이다.

본 발명은 명세서의 일부를 형성하는 첨부도면을 참조로 하여 설명되되, 도면들에서 유사한 참조부호는 유사한 부재를 나타낸다.

먼저 보다 상세히 도시된 도 1을 참조하면, 물질전달과 열교환 처리에 사용되기에 적당한 칼럼은 전체적으로 참조부호 20으로 표시되어 있다. 칼럼(20)은, 본 발명의 범주에 속하는 다각형을 포함한 다른 형태로 될 수 있지만, 전체적으로 원통형태의 직립한 외피(22)를 구비하고 있다. 이 외피(22)는 임의의 적당한 직경과 높이를 가지며, 바람직하기로 칼럼(20) 안에 있는 유체와 조건에 반응이 없거나 친화적인 하나 이상의 적당히 좋은 재료로 구성된다.

칼럼(20)은 전형적으로 액체 및 증기흐름인 유체흐름을 처리하는 데에 사용되는 유형으로 되어, 분류생성물을 얻거나 유체흐름들 사이의 물질전달 또는 열교환을 일으키게 한다. 칼럼(20)의 외피(22)는 유체흐름들 사이의 바람직한 물질전달 또는 열교환이 일어나는 개방된 내부영역(24)을 형성한다. 통상적으로, 상기 유체흐름은 하나 이상의 하강하는 액체흐름과 하나 이상의 상승하는 증기흐름으로 이루어진다, 선택적으로, 유체흐름은 액체흐름이나 가스흐름 및 액체흐름 모두로 될 수 있다.

유체흐름은 칼럼(20)의 높이를 따라 적당한 위치에 위치된 알맞은 수의 공급라인을 통해 칼럼(20)으로 유입될 수 있다. 하나 이상의 증기흐름은 공급라인들 중 하나를 통해 칼럼(20)으로 주입되기보다는 칼럼(20) 안에서 발생될 수 있다. 또한, 칼럼(20)은 전형적으로 증기생성물이나 부산물을 제거하기 위한 오버헤드라인(overhead line)과, 칼럼(20)에서 액체생성물이나 부산물을 제거하기 위한 바닥분지라인도 구비한다. 다양한 공급 및 제거라인 뿐만 아니라 환류라인, 리보일러(reboiler), 응축기, 베이퍼혼(vapor horn) 및 이와 유사한 것과 같이 통상 존재하는 다른 칼럼의 구성부품이 도면들에는 도시되어 있지 않은데, 이들은 사실상 종래의 것이고 본 발명을 이해하는데 필요한 것으로 생각되지 않기 때문이다.

본 발명에 따르면, 수평으로 뻗은 다수의 접촉트레이(26)가 개방된 내부영역(24) 안에 수직하게 떨어져 위치되어 있으며, 이 접촉트레이(26)는 패널(30)의 양측면을 따라 위치된 상향플랜지(32)를 갖춘 개별적인 패널(30)로 구성된 트레이데크(28)를 구비하여서, 적당한 고정구(도시되지 않음)를 이용하여 인접한 패널(30)의 결합을 용이하게 한다. 또한, 접촉트레이(26)는 트레이데크(28)로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 트레이데크(28)로 지지되며 떨어져 있는 다수의 원통형 용기(34)를 구비한다. 이 용기(34)는 각각 상부 및 하부가 개방되어 있으며, 위에 놓인 트레이데크(28)의 아래로 미리 정해진 간격만큼 떨어져 있는 상부선단(38)을 갖추고 있다. 몇몇 또는 모든 용기(34)에 대해 원통형과 다른 형태가 채택될 수 있다. 아래로 만곡된 단면을 가진 링형상의 배플(40)이 용기(34)의 상부선단(38)의 위로 조금 떨어져 있으며, 용기(34)의 내부면을 따라 위쪽으로 흐르는 액체를 붙잡아 용기(34)의 바깥쪽 아래로 방향을 고쳐 잡도록 작용한다. 또, 각 용기(34)의 외주벽은 액체가 용기(34) 안에서부터 외주벽(36)을 통해 바깥쪽으로 통과할 수 있게 하는 액체통로(42)를 구비한다. 그 안에서 액체와 상호작용하기 위해 용기(34)로 들어가는 증기를 수용하기 위해서, 각 용기(34)의 하부선단(45)으로 구획된 영역 안에서 트레이데크(28) 부분에 증기통로(44)가 구비된다.

액체는 트레이데크(28)의 용기(34)들 사이에 위치되어 있고서, 한쪽 접촉트레이(26)의 트레이데크(28)에서 제거되고 통상 바로 아래에 놓인 접촉트레이(26)들 중 하나의 트레이데크(28)로 전달되어질 액체용 통로를 제공하는 다수의 다운커머(46)에 의해 용기(34)로 전달된다. 각각의 다운커머(46)는 통상 원통형태로 되고서 위에 놓인 트레이데크(28)의 개구부(52:도 14 내지 도 17 참조)를 둘러싸는 상부입구(50)와 아래에 놓인 접촉트레이(26)의 트레이데크(28) 위에 미리 정해진 간격으로 떨어져 있는 하부출구(54)를 갖춘 벽(48)을 구비하고 있다. 바람직하기로 다운커머의 입구(50)는 트레이데크(28)에서 둘러싸는 용기(34)들의 그룹으로부터 등거리로 위치되어 있다. 수직하게 인접한 트레이들의 용기(34)와 다운커머(46)는 각각의 다운커머(46)가 한쪽 트레이데크(28)로부터 아래쪽으로 뻗어 있고 아래에 놓인 트레이데크(28)에 있는 용기(34)들 중 하나의 중앙에 위치되도록 배치되어 있다. 이렇게 하여, 다운커머(46)는 한쪽 트레이데크(28)에서 액체를 제거하며, 아래에 놓인 트레이데크(28)에 있는 아래쪽 용기(34)로 액체를 공급한다.

도 2를 참조하자면, 소용돌이를 유도하는 다수의 전향블레이드(56)가 각 다운커머의 벽(48)의 외부면에 부착되고서 이로부터 방사상 바깥쪽으로 뻗어 있다. 이 전향블레이드(56)는 트레이데크(28)의 위로 미리 정해진 간격만큼 떨어져 위치되되, 전향블레이드(56)가 정상적인 작동상태에서 용기(34) 내의 포말높이에 가까이 위치되도록 수직변위가 결정되어진다. 전향블레이드(56)는 용기(34)의 외주벽(36)과 다운커머의 벽(48) 사이의 방사상의 거리보다 짧은 방사상의 길이를 가져서, 환형상의 공간이 외주벽(36)과 전향블레이드(56)의 외부끝 사이에 존재하게 된다. 전향블레이드(56)는 원통형인 다운커머의 벽(48)의 외주를 따라 떨어져 있으며, 수평에 대해 소정의 각도로 뻗어 있어 해당 용기(34) 안에서 상승하는 증기에 소용돌이치는 원심운동을 일으킨다. 이 상승하면서 소용돌이치는 증기는 용기(34) 안에 있는 액체가 각 용기(34)의 외주벽(36)의 내부면에 대해 움직이게 되면서 상기 내부면을 따라 위로 상승되게 한다.

도 3에서 잘 볼 수 있는 바와 같이, 전향블레이드(56)는 다운커머의 벽(48)에 부착될 필요가 없고, 대신에 용기(34)의 외주벽(36)에서부터 방사상 안쪽으로 뻗어 있을 수 있다. 이 실시예에서, 전향블레이드(56)의 방사상 외부끝은 용기(34)의 외주벽(36)에 직접 부착되어 있어서, 증기와 액체가 전향블레이드(56)를 우회하게 할 수 있는 외주벽(36)의 임의로 개방된 환형공간을 없애게 된다. 이러한 전향블레이드(56)의 배치는, 대부분의 증기흐름이 용기의 외주벽(36) 근처에 있기 때문에 상승하는 증기에 전해진 소용돌이 작용을 증대시킨다. 외주벽(36)에 전향블레이드(56)를 부착함으로써, 증기흐름에서 액체의 바람직하지 못한 재비말동반을 잘 방해할 수 있는 분리된 흐름들로 증기에 의해 상승된 액체를 집중시키는 추가적인 이득을 제공하게 된다. 또한, 전향블레이드(56)와 부딪히는 액체는 재비말동반의 우려를 감소시키면서 외주벽(36)의 전향블레이드(56)를 따라 방사상 바깥쪽으로 이동할 수 있다.

이제 도 1과 도 5를 참조하는 바, 증기는 각 용기(34)의 외주 내에 있는 트레이데크(28)의 영역에 구비된 증기통로(44)를 통해 용기(34)로 들어간다. 각 다운커머의 출구(54) 아래에 놓인 입구영역(58)은 통상 구멍이 없으면서 증기통로(44)가 없어서, 다운커머(46)로부터 아래로 방출되는 액체의 힘에 의해서는 액체가 트레이데크(28)를 통해 떨어지지 않게 된다. 이전에는, 증기가 트레이데크(28)를 통해 용기(34)로 들어갈 때 증기에 대한 수평방향 및 접선방향의 흐름벡터들을 전달하는 것이 필요한 것으로 생각되어서, 다운커머(46)로부터 방출된 액체는 용기의 외주벽(36)의 내부면에 대해 위쪽 바깥으로 밀어부쳐질 수 있었다. 그 후에, 증기에 대한 바람직한 흐름벡터들을 얻기 위해, 방사상으로 뻗은 블레이드가 트레이데크(28)에 형성되었다. 하지만, 충분히 높은 액체의 흐름속도하에서, 증기는 액체에 대해 뚜렷한 소용돌이를 일으키지 못하였음에도 불구하고, 소용돌이 운동의 결핍으로 인해 물질전달효율이 나쁜 영향을 받지는 않았다. 종래의 기술과는 반대로, 트레이데크(28)의 방사상으로 뻗은 블레이드가 어떤 용도에는 불필요해서, 도 5에 도시된 유형의 단순한 체구멍(59)으로 대체될 수 있다. 적당한 크기를 갖고서 둥글거나, 타원형, 사각형, 직사각형, 또는 다른 형상을 가질 수 있는 체구멍(59)과 같은 증기통로(44)를 형성함으로써 트레이데크(28)의 제조비용이 줄어들 수 있고, 보다 작은 체구멍(59)을 사용함으로써 트레이데크(28)를 통해 액체가 덜 떨어지게 될 수 있다. 덧붙여, 체구멍(59)은 보다 큰 전체 표면적을 가진 작은 증기를 생성하여, 포말의 질, 즉 증기와 액체의 상호작용이 향상되게 된다. 체구멍(59)의 사용으로 인한 다른 장점은, 트레이데크(28)를 가로지르는 압력강하가 종래의 방사상으로 뻗은 블레이드에 비해 감소된다. 체구멍(59)은 통상 용기(34) 안에 있는 트레이데크(28)의 이들 영역에서 임의의 적당한 패턴과 밀도로 위치되는데, 이는 다운커머(54)의 바로 아래에 놓인 입구영역(58)에서 생략될 수 있다. 통상 용기(34)의 외부에 있는 트레이데크(28)의 영역은 증기통로(44)를 구비하지 않아서, 모든 또는 거의 모든 상승하는 증기가 용기(34)를 통해 위쪽으로 흘러가야 한다.

단순한 체구멍(59)과 같이 증기통로(44)를 형성하는 다른 예로는, 다양한 고정식 또는 이동식 밸브(도시되지 않음)가 사용될 수 있는 바, 이들 밸브도 다운커머의 출구(54)를 나오는 액체에 방사상 또는 접선방향의 압력을 제공하도록 배치되거나 구성될 수 있으며, 이들 밸브는 전술된 체구멍과 동일하거나 유사한 방식으로 위치되어진다.

도 24에 도시된 다른 실시예에서, 다운커머(46)는 짧게 되어 있고, 구멍이 없는 입구영역(58)은 트레이데크(28)의 평면 위로 미리 정해진 거리만큼 높게 되어, 증기가 입구영역(58)의 아래에 놓인 트레이데크(28)의 부분에서 흐르게 함으로써 트레이데크(28)의 활성영역을 증대시킨다. 높게 된 입구영역(58)은 원통형 또는 다른 바람직한 형태의 선택적으로 구멍이 뚫린 수직벽(59)에 의해 적소에 보유지지된다. 선택적으로, 입구영역(58)은 다른 지지구조물(도시되지 않음)에 의해 적소에 보유지지될 수 있다. 높게 된 입구영역(58)의 아래에 놓이는 트레이데크(28)는 개방되거나 구멍이 뚫릴 수 있으며, 다운커머의 출구(54)는 도 13을 참조로 하여 아래에 설명되는 유형의 구멍이 뚫린 플레이트로 부분적으로 폐쇄되거나 완전히 개방될 수 있다. 높게 된 입구영역(58)의 아래에 놓인 트레이데크(28)의 부분을 통해 위쪽으로 흐르는 증기는 입구영역(58)의 밑면과 부딪치고, 바람직하기로 방사상 바깥쪽 방향으로 수평하게 방향이 바뀌어진다.

도 1에 아주 잘 도시된 바와 같이, 용기(34)의 외주벽(36)에 있는 액체통로(42)는 다운커머의 출구(54) 위로 미리 정해진 거리만큼 높게 된 수평면에 위치된 외주홈(60)과, 이 외주홈(60)의 위에 위치되고서 수직하게 뻗은 두 그룹의 슬롯(62,64)을 구비하고 있다. 최하단 그룹의 슬롯(62)은 서로 떨어져 나란히 평행하게 위치되어 있고, 외주벽(36)의 외주 주위로 배열되어 있다. 최상단 그룹의 슬롯(64)도 마찬가지로 서로에 대해 떨어져 나란히 평행하게 위치되어 있다. 전체적으로, 최하단의 슬롯(62)이 최상단의 슬롯(64)보다 길게 되어 있으나, 반드시 요구되는 것은 아니다.

높은 액체흐름속도 또는 용기(34)의 외부에서 트레이데크(28)에 액체수두가 형성되게 하는 다른 조건하에서, 액체는 외주슬롯(60)을 통해 용기(34) 안으로 다시 밀어부쳐질 수 있다. 이 상황은 접촉트레이(26)의 분리효율과 액체용량을 감소시키기 때문에 전체적으로 바람직하지 않다. 액체가 바람직하지 못하게 용기(34)로 움직이는 것을 방지하거나 감소시키기 위해서, 액체통로(42)가 둘러싸는 트레이데크(28)에서의 액체수준 위에 위치된다. 제조효율을 향상시키기 위해, 칼라(collar) 또는 다른 장치(도시되지 않음)가 액체수준 아래에 놓인 액체통로(42)를 폐쇄시키는 데에 사용될 수 있다. 선택적으로, 외주슬롯(60)과 같은 불필요한 액체통로(42)와 최하단 그룹의 수직한 슬롯(62)이 용기(34)의 제조동안 간단히 생략될 수 있다. 따라서, 어떤 용도에서는 액체가 용기의 외주벽(36)을 나가게 하는 데에 단지 최상단 그룹의 수직한 슬롯(64)이 이용되는 한편, 다른 용도에서는 최상단 및 최하단 그룹의 수직한 슬롯(64,62)이 존재하게 된다. 또 다른 변형예에서, 외주슬롯(60)도 사용되지만, 둘러싸는 트레이데크(28)에서의 계획된 액체수준 위로 높게 위치된다.

용기(34)의 외주벽(36)의 내부면을 따라 올라가는 액체는 슬롯들(62,64) 사이의 간격 때문에 수직한 슬롯(62,64)으로 들어가지 않는다. 이 액체의 일부가 배플(40)에 의해 붙잡혀 용기(34)의 바깥쪽 아래로 방향이 바뀌지만, 액체의 다른 부분은 증기로 재비말동반되게 된다. 이 재비말동반은 접촉트레이(26)의 효율과 용량을 감소시키기 때문에 바람직하지 않다. 액체가 액체통로(42)를 우회하려는 기회를 줄이기 위해, 본 발명에서는 적어도 하나의 액체통로(42)도 구비하지 않는 용기의 외주벽(36)의 상부와 중간부를 따라 조금 또는 전혀 흐름경로가 없도록 액체통로(42)가 형성되고 위치되게 된다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이 액체통로(42)는 하부에 정점을 갖도록 방위를 갖는 2열 이상의 삼각형상의 개구부(66)를 구비하고 있다. 한 열의 개구부(66)는 수직하게 인접한 열에 있는 개구부(7)와 비켜 있으며, 한 열 또는 양쪽 열에 있는 적어도 하나의 개구부(66,67)의 일부에 의해 차단되지 않고서 수직 또는 수직에 대해 소정의 각도로 직선을 따라 액체가 위쪽으로 이동할 수 없도록 크기를 갖는다. 각 열의 개구부들 사이의 간격이 보다 넓게 된 여러 열의 개구부(66,67)가 사용될 수 있다. 각 열에 있는 개구부(66,67) 사이의 간격을 넓히는 것은, 너무 많은 개방영역이 외주벽(36)의 기계적 강도를 약화시킬 수 있기 때문에 전체적으로 바람직하다.

또, 도 7에 도시된 바와 같이 삼각형상의 개구부(66,67)는 미늘창으로 형성될 수 있는데, 바람직하기로 개구부(66,67)를 뚫음으로써 형성된 전향부(68)는 일부 또는 모든 개구부(66,67)와 관계가 있다. 바람직하기로, 전향부(68)는 아래로 향한 출구를 형성하여서, 개구부(66,67)를 통해 용기(34)를 나오는 액체는 전향부(68)에 대해 충돌하여 용기(34) 외부의 트레이데크(28)쪽 아래로 방향이 바뀌게 된다. 전향부(68)는 단지 그 상부선단을 따라, 또는 상부선단과 일부 또는 모든 하나 이상의 측변을 따라 외주벽(36)에 부착될 수 있다.

또한, 액체통로(42)는 도 6에 도시된 삼각형상의 개구부(66,67)와 다른 형태로 형성될 수 있는 바, 예컨대 액체통로(42)는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 만곡된 전향부(68)를 갖추고서 여러 열 또는 다른 배열로 된 원형상의 개구부(70), 또는 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이 수평하거나 수직에 대해 임의의 다른 각도로 뻗어 있는 전향부(68)를 갖춘 슬롯(71)으로 될 수 있다. 액체통로(42)는 도면에 도시된 특정한 실시예에 한정되지 않고, 적어도 하나의 액체통로(42)를 만나지 않고서 액체가 직진의 흐름경로를 따라 상승하는 것을 방지하는 다른 형태를 포함한다.

다운커머의 출구로부터 방출되는 액체는 통상 하향모멘트에 의해 구멍이 없는 입구영역(58)에 대해 부딪친 다음에, 방사상 또는 접선방향의 흐름경로를 따라 수평하게 흐르도록 방향이 바뀌게 된다. 수평하게 흐르는 액체는 증기통로(44)를 통해 상승하는 증기와 혼합되어 포말을 형성하게 된다. 전술된 바와 같이, 용기(34)의 외주벽(36)과 바깥쪽으로 액체를 밀어부치도록 증기의 수평 및 방사상 또는 접선방향의 흐름벡터를 사용하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 어떤 용도에서는, 액체가 다운커머의 출구(54)를 나올 때 액체에 접선방향의 운동 또는 회전운동을 유도하여, 트레이데크(28)를 가로질러 외주벽(36)으로 횡단할 때 만곡된 흐름경로를 따라 이동하는 것이 바람직하다. 방사상의 흐름경로보다는 만곡된 흐름경로를 따라 이동함으로써, 액체는 더 멀리 이동하고 오랜 시간동안 증기와 접촉하면서 상호작용하여, 액체 및 증기상(相)의 사이에 일어나는 열교환 또는 물질전달을 향상시킨다. 도 4에 도시된 바와 같이, 액체의 회전운동은 다운커머의 출구(54)에서 방사상으로 뻗은 다수의 안내날개(74)를 구비한 회전유도부재(72)를 위치시켜 일어나게 할 수 있다. 안내날개(74)는 평탄하거나 만곡될 수 있는데, 적어도 일부 또는 모든 날개는 수직에 대해 소정의 각도로 뻗어 있다.

액체는 충분한 양으로 다운커머의 출구(54)를 나와서, 출구(54)를 통해 다운커머(46)로 들어가는 증기에 대해 동적인 밀봉을 제공해야 한다. 하지만, 다운커머(46)를 통해 너무 많은 액체가 흐르면, 액체가 다운커머(46) 안으로 역류하게 되고 접촉트레이(26)를 넘쳐흐르게 된다. 그 결과, 다운커머(46)로부터 방출되는 액체에 유용한 개방면적은 해롭게 넘쳐나지 않고서 바람직한 동적인 액체밀봉을 제공하도록 주의 깊게 제어되어야 한다. 이 개방면적이 트레이데크(28)와 다운커머의 출구(54) 사이의 수직한 틈새에 의해 형성될 때, 트레이데크(28)가 적소에 기울어져 있을 수 있고, 접촉트레이(26)를 지지하는 링이 수직하게 불량으로 설치될 수 있으며, 조립불량으로 인해 여러 트레이의 구성부품간에 크기변동이 있을 수 있기 때문에, 일정한 틈새를 유지하기가 어렵게 될 수 있다. 설치된 트레이(26)에 접근하기가 어렵기 때문에 일단 접촉트레이(26)가 설치되면 조정가능한 스커트를 이용하여 이 틈새를 조정하는 것은 문제가 될 수 있다. 도 12에 도시된 본 발명의 한 실시예에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 슬리이브(76)가 이 슬리이브(76)와 트레이데크(28)에 고정되고서 이들 사이에 뻗어 있는 다수의 수직한 다리(77)에 의해 각 용기(34) 안에 있는 트레이데크(28)의 입구영역(58) 위로 미리 정해진 거리만큼 떨어져 있다. 상기 슬리이브(76)는 다운커머(46)의 외경보다 다소 큰 내경을 가져서, 다운커머(46)의 하부끝은 슬리이브(76) 안에 빽빽이 수용될 수 있다. 이로써, 슬리이브(76)는 다운커머(46)의 연장부로 작용하고, 트레이데크(28)와 다운커머의 출구(54) 사이의 상대위치에서의 변동을 보정하게 된다. 슬리이브(76)는 입구영역(58)과 다운커머의 출구(54) 사이의 상대위치에서 예견된 변동을 보정하기에 충분한 수직방향 크기를 갖는다. 슬리이브(76)는 그 하부선단이 트레이데크(28) 위로 미리 정해진 거리에 있도록 위치되어서, 액체가 다운커머(54)로부터 나가기 위한 트레이데크(28)와 다운커머의 출구(54) 사이의 개방영역 또는 바람직하기로 고정된 틈새를 제공하게 된다. 이렇게 하여, 다운커머의 출구(54)가 설계명세에 요구되는 것보다 트레이데크(28)로부터 멀리 떨어져 있을지라도, 액체는 고정된 슬리이브(76)의 아래의 바람직한 개방영역을 통해 나갈 수 있게 된다. 도 25에 도시된 다른 실시예에서는 지지다리(77)가 생략되어 있고, 슬리이브(76)는 다운커머(46)에 고정되고서 충분한 수직방향 크기를 가져서 아래에 놓인 트레이데크(28)에 지지된다. 슬리이브(76)의 바닥 외부로 액체를 방출하기보다는, 구멍이 없는 입구영역(58)에 의해 바닥이 폐쇄되거나, 더욱 바람직하기로는 슬리이브(76)의 바닥에 고정된 별도의 구멍이 없는 플레이트(78)에 의해 폐쇄된다. 미리 정해진 개방영역을 가진 방출개구부(79)는 슬리이브(76)의 측벽에 구비되어, 액체가 바람직한 수평의 흐름방향으로 다운커머(46)를 나가게 한다. 방출개구부(79)의 개방영역이 고정되어 있고 트레이데크(28)와 다운커머의 출구(54) 사이에 있는 틈새의 변동에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 다운커머(46)가 넘칠 기회나 증기가 다운커머(46)로 들어갈 기회가 줄어든다.

또한, 다운커머(46)로부터 트레이데크(28)로 액체를 방출하는 개방영역은 도 13에 도시된 바와 같이 다운커머의 출구(54)를 가로질러 하나 이상의 개구부(82)를 갖추고서 수평으로 뻗은 플레이트(80)를 배치함으로써 고정될 수 있다. 상기 개구부(82)의 전체 면적은 미리 정해지고 고정되어서, 액체가 접촉트레이(26)를 넘쳐흐르지 않고서 증기의 진입에 대해 동적인 밀봉을 형성하도록 다운커머(46) 안에 모일 수 있다. 개구부(82)는 간단히 체구멍으로 될 수 있거나, 고정되거나 부동하는 밸브로 될 수 있는데, 부동하는 밸브는 증기가 다운커머의 출구(54)로 들어가려 할 때 위로 이동하여 폐쇄시킨다.

다운커머(46)의 액체처리용량은 다운커머의 출구(54)에 대해 다운커머의 입구(50)의 크기를 크게 함으로써 증대될 수 있다. 도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이 이는 다양한 방식으로 성취될 수 있다. 도 15에서, 다운커머의 벽(48)은 넓은 입구(50)에서 좁은 출구(54)를 향해 안쪽으로 균일하게 경사져 있다. 도 16에서는, 다운커머의 벽(48)이 넓은 상부분할부(84)와, 경사진 중간분할부(88)와 함께 연결된 좁은 하부분할부(86)를 갖추고 있는데, 상부 및 하부분할부(84,86)는 독립적으로 원통형이나 사각형 또는 다른 단면형상으로 될 수 있다. 도 17에서, 상부분할부(84)와 하부분할부(86)는 직각플랜지(90)를 이용하여 계단구조로 연결되어 있다. 도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 사각형 단면을 가진 다운커머(46)의 상부분할부(84)를 형성하면 입구(50)가 원통형 용기(34)들 사이의 허용틈새를 많이 차지하게 된다.

도 18에서 볼 수 있는 바와 같이, 트레이데크(28)를 가로질러 배치된 용기(34)들은 모두가 동일한 크기나 구조로 될 필요는 없다. 일부 용기(34)는 다른 것들 보다 작게 될 수 있어서, 트레이데크(28)의 유효공간을 보다 잘 이용할 수 있게 한다. 또, 작은 용기(34)들은 반드시 보다 큰 용기(34)들과 같은 구조를 가져야 할 필요도 없다. 예컨대, 작은 용기(34)는 단순한 소용돌이형 튜브 또는 다른 종래의 연결장치로 될 수 있다. 용기(34) 안의 액체 및 증기의 회전흐름방향도 용기(34)에 따라 서로 다를 수 있다. 이는 다양한 방식으로 성취될 수 있는 바, 선택된 용기(34)의 회전유도부재(72)에 있는 안내날개(74)의 방위를 바꾸거나, 트레이데크(28)를 통해 선택된 용기(34)로 들어가는 증기의 회전방향을 바꾸거나, 선택된 용기(34)의 전향블레이드(56)의 방위를 바꿈으로써 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 공통의 다운커머의 입구(50)를 둘러싸고 있는 각 그룹의 각 용기(34) 안의 회전흐름방향은 다운커머의 입구(50)로 액체가 용이하게 흐를 수 있도록 선택되어진다. 공통의 입구(50)가 지급된 4개의 용기(34)들로 이루어진 그룹에서, 각 용기(34)에서 증기와 액체의 회전방향은 인접한 용기(34)들 중 하나의 회전방향과 같고, 다른 인접한 용기(34)의 회전방향과 반대이다. 이러한 배치가 시계방향 및 반시계방향의 액체흐름선(92)을 이용하여 개략적으로 도시되어 있다.

상향플랜지(32)는 트레이데크(28)에서의 액체혼합 및 이동을 강요하여, 트레이데크(28)에서 용기(34)를 배치하는 데에 적당한 위치를 제한한다. 플랜지(32)의 길이를 따라 떨어져 있는 개구부(94:도 12 참조)를 배치함으로써, 액체가 혼합을 위해 플랜지(32)를 관통하거나 플랜지의 양쪽을 지나갈 수 있게 한다. 액체의 우수한 혼합과 용기(34)의 배치에 융통성을 허용하기 위한 다른 방법으로는, 플랜지(32)가 트레이데크(28)의 아래쪽으로 뻗는 방식으로 트레이패널(30)을 구성하는 것이 있다. 한 실시예에서, 플랜지(32)들은 상호체결되고, 설치자가 트레이패널(30)의 밑면에 접근할 필요없이 설치될 수 있도록 구성된다. 이는 쌍으로 된 플랜지(32)의 한쪽에 슬롯을 위치시키고 다른쪽 플랜지(32)에는 이에 상호체결되고 맞물리는 돌기를 위치시킴으로써 성취될 수 있다. 다음으로, 트레이패널을 결합시키는 데에 통상 사용되는 너트 및 볼트와 같은 분리가능한 체결고정구가 패널(30)의 분리를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 구조에서 종속 플랜지(32)는, 위에 놓인 트레이데크의 증기통로(44)와 아래에 놓인 접촉트레이(26)의 용기(34) 사이로 이동할 때 상승하는 증기의 일부와 접촉하게 되는 액체의 탈비말동반용 표면을 형성하는 추가적인 이득을 제공하게 된다. 플랜지(32)와 접촉하는 증기와 비말동반된 일부 또는 모든 액체는 플랜지(32)에 모여 증기흐름에서 분리된다.

또, 도 19에 도시된 바와 같이, 트레이데크(28) 위에 위치된 하나 이상의 용기(34)가 수직하게 배치된 트레이데크(28)의 아래에 원형링(96)을 놓음으로써 액체의 탈비말동반이 성취될 수 있다. 상기 링(96)은 바람직하기로 해당 용기(34)와 동일한 직경을 가지나, 필요하면 보다 크거나 훨씬 작은 직경을 가질 수 있다. 링(96)은 증기의 수평한 흐름이 분열되게 작용하고, 증기흐름으로부터 액체의 탈비말동반을 용이하게 하는 충돌면을 제공하게 된다. 액체의 탈비말동반을 일으키도록 완전한 링(96)을 사용하기보다는 부분적인 링이 이용될 수 있는데, 용기(34)들의 그룹에서 링의 분할부는 단일한 구조물을 형성하도록 연결되어 있다. 다른 변형예에서, 액체의 탈비말동반은 도 20에 도시된 바와 같이 일부 또는 모든 용기(34) 위에 거꾸로 된 원뿔형상부(98)를 위치시킴으로써 줄어들 수 있다. 이 원뿔형상부(98)는 위에 놓인 트레이데크(28)의 밑면에 고정될 수 있고, 다운커머(46)가 원뿔형상부(98)를 통해 아래로 뻗을 수 있게 하는 크기의 중앙개구부를 갖출 수 있다.

도 20에 도시된 바와 같이 증기통로(44)가 방사상으로 뻗고서 경사진 블레이드(100)를 구비할 때, 블레이드(100)를 가로지른 압력강하는 도 21에 도시된 바와 같이 각 블레이드(100)의 안내선단(10)의 수평방향 크기를 짧게 함으로써 줄어들 수 있다. 압력강하의 추가적인 감소는 도 22에 도시된 바와 같이 블레이드(104)에 사용된 재료의 두께를 가진 안내선단(106)이 있는 만곡된 블레이드(104)를 이용함으로써 성취될 수 있다. 또한, 이 만곡된 블레이드(104)는 증기의 속도를 증대시키고 우수한 포말품질을 제공하는 좁아지는 흐름채널(108)을 제공한다. 블레이드(104)는 허브에 용접되고 링에서 떨어져 있을 수 있거나, 도 22에 도시된 바와 같이 블레이드(104)는 서로 떨어져 있는 원하는 수의 개별적인 블레이드(104)들을 제공하도록 서로 접촉하여 겹쳐져 있는 다수의 플레이트(110)를 절단하여 형성될 수 있다.

도 23을 참조하면, 용기(34)는 이 용기(34)가 더욱 쉽게 조립되고 분해될 수 있는 조개껍질 구조로 될 수 있다. 분리가능한 고정구(114)로 함께 결합될 수 있는 둘 이상의 분할부(112)로 용기(34)를 형성하면 용기(34)는 이미 설치된 다운커머(46) 주위에 조립될 수 있을 뿐만 아니라 설치된 다운커머(46) 주위로부터 제거될 수 있다. 또한, 상기 용기(34)는 이 용기(34)가 트레이데크(28)의 슬롯에 용이하게 고정될 수 있게 하는 총검착탈식 장착부(116)를 구비하고 있는데, 다른 장착장치도 이용될 수 있다.

전술된 것으로부터, 본 발명은 구조물에 본래 있는 다른 장점들과 함께 전술된 모든 목적을 달성하도록 잘 적용된 것임을 알 수 있다.

임의의 형태와 조합이 실시될 수 있으며, 다른 형태와 조합에 관계없이 사용될 수 있는데, 이는 청구범위로 기대될 수 있으며 그 범주 내에 있게 된다.

많은 실시예가 그 범주로부터 벗어남 없이 본 발명에 이루어질 수 있기 때문에, 여기에 설명되고 첨부도면에 도시된 모든 것은 제한하기 위한 것이 아니라 예로서 간주되어야 할 것이다.

Claims (38)

1. 그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 상기 상부면에서 액체와 상호작용하도록 증기가 위쪽으로 흐르게 하는 다수의 증기통로를 갖춘 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성되며, 상기 증기통로의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치되는 적어도 하나의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에서 아래로 뻗어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위로 떨어져 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머 및; 상기 적어도 하나의 용기 안에서 트레이데크 위에 위치되고서 적어도 하나의 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 방위를 가진 다수의 전향블레이드;를 구비하되,

   상기 증기통로는 체구멍들과 밸브들로 구성된 그룹에서 선택되는 증기와 액체의 접촉트레이.
2. 제1항에 있어서, 상기 다운커머의 출구와 수직하게 배치되고서 그 아래에 놓인 트레이데크의 영역은 구멍이 없는 증기와 액체의 접촉트레이.
3. 제1항에 있어서, 상기 증기통로는 체구멍인 증기와 액체의 접촉트레이.
4. 제1항에 있어서, 상기 증기통로는 밸브인 증기와 액체의 접촉트레이.
5. 제1항에 있어서, 상기 전향블레이드는 적어도 하나의 용기의 외주벽에 부착되는 증기와 액체의 접촉트레이.
6. 제1항에 있어서, 상기 트레이데크의 평면 위와 다운커머의 아래에 놓이고서, 증기통로를 포함하는 벽에 의해 트레이데크에 결합되는 높아진 입구영역을 추가로 구비하는 증기와 액체의 접촉트레이.
7. 제6항에 있어서, 상기 높아진 입구영역은 구멍이 없는 증기와 액체의 증기트레이.
8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 용기의 외주벽은 액체가 용기를 나올 수 있게 하는 하나 이상의 액체통로를 갖추되, 이 액체통로는 둘러싸는 트레이데크에서 액체수준 위에 위치되는 증기와 액체의 접촉트레이.
9. 제8항에 있어서, 상기 용기의 외주벽의 상부와 중간을 따르는 액체통로는 그 정점이 바닥으로 향하고 있는 2열 이상의 삼각형상의 미늘창을 구비하는 증기와 액체의 접촉트레이.
10. 제1항에 있어서, 상기 다운커머의 출구에 방사상으로 뻗은 다수의 안내날개를 추가로 구비하는 증기와 액체의 접촉트레이.
11. 제1항에 있어서, 상기 트레이데크에 고정되고 이로부터 직립하며 다운커머의 하부끝과 적어도 부분적으로 겹쳐져 있고서, 상기 다운커머의 출구로부터 나오는 액체를 방출하는 적어도 하나의 개구부를 구비하는 슬리이브를 추가로 구비하는 증기와 액체의 접촉트레이.
12. 제1항에 있어서, 하나 이상의 구멍을 갖추고서 다운커머의 출구를 가로질러 수평하게 뻗어 있는 플레이트를 추가로 구비하는 증기와 액체의 접촉트레이.
13. 제1항에 있어서, 상기 다운커머의 입구는 다운커머의 출구보다 큰 수평한 단면을 갖는 증기와 액체의 접촉트레이.
14. 제1항에 있어서, 상기 트레이데크를 가로질러 미리 정해진 패턴으로 위치된 다수의 용기를 구비하되, 이 용기는 둘 이상의 크기를 갖는 증기와 액체의 접촉트레이.
15. 제14항에 있어서, 상기 일부 용기의 안에 위치된 전향블레이드는 한쪽 회전방향으로 소용돌이 운동을 일으키도록 방위를 갖고 있는 한편, 다른 용기 안에 위치된 전향블레이드는 반대쪽 회전방향으로 소용돌이 운동을 일으키도록 방위를 갖는 증기와 액체의 접촉트레이.
16. 제1항에 있어서, 상기 트레이데크는 패널의 양쪽에 위치되고서 아래쪽으로 뻗은 플랜지를 따라 함께 결합된 적어도 2개의 패널로 구성되는 증기와 액체의 접촉트레이.
17. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 용기의 외주벽은 둘 이상의 분할부로 이루어진 증기와 액체의 접촉트레이.
18. 증기 및 액체흐름에 개방된 내부영역을 갖춘 외피와,

    그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 상기 상부면에서 액체와 상호작용하도록 증기가 위쪽으로 흐르게 하는 다수의 증기통로를 갖춘 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성되며, 상기 증기통로의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치되는 적어도 하나의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에서 아래로 뻗어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위로 떨어져 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머 및; 상기 적어도 하나의 용기 안에서 트레이데크 위에 위치되고서 적어도 하나의 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 방위를 가진 다수의 전향블레이드;를 구비하되, 상기 증기통로는 체구멍들과 밸브들로 구성된 그룹에서 선택되고서, 상기 개방된 내부영역에 지지되는 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼.
19. 제18항에 있어서, 상기 증기통로는 체구멍인 물질전달용 칼럼.
20. 제18항에 있어서, 상기 증기통로는 밸브인 물질전달용 칼럼.
21. 체구멍 또는 밸브로 이루어진 다수의 증기통로를 갖춘 트레이데크와, 외주벽을 갖춘 적어도 하나의 용기, 이 적어도 하나의 용기 안에 위치된 적어도 하나의 다운커머 및, 상기 트레이데크 위에 위치된 다수의 전향블레이드를 구비하고서, 개방된 내부영역에 지지된 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼에서,

    상기 트레이데크의 적어도 하나의 개구부 쪽으로 트레이들 중 하나의 트레이데크를 가로질러 액체흐름을 흘려보내는 단계와; 다운커머의 입구로 액체흐름의 적어도 일부를 유도하는 단계; 다운커머로부터 아래에 놓인 트레이데크의 용기 안으로 액체흐름을 방출하는 단계; 증기통로를 통과할 때 증기흐름에 소용돌이 운동을 일으키지 않고서 용기와 트레이데크에서 증기통로를 통해 위쪽으로 증기흐름을 통과시키는 단계 및; 증기통로를 통과한 후 증기흐름에 소용돌이 운동을 일으키되, 상기 소용돌이치는 증기흐름은 용기 안의 액체가 용기의 외주벽 내부면에 대해 분출되고 이 내부면을 따라 위쪽으로 상승되게 하는 단계;를 포함하는 증기와 액체흐름의 혼합방법.
22. 그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 상기 상부면에서 액체와 상호작용하도록 위쪽으로 흐르는 증기에 소용돌이 운동을 일으키게 방사상으로 뻗어 형성된 다수의 블레이드를 갖춘 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성된 적어도 하나의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에서 아래로 뻗어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위로 떨어져 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머; 상기 적어도 하나의 용기 안에서 트레이데크 위에 위치되고서 적어도 하나의 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 방위를 가진 다수의 전향블레이드 및; 상기 트레이데크에 고정되고서 직립되어 있으며 다운커머의 하부끝과 적어도 부분적으로 겹쳐져 있고, 상기 다운커머의 출구로부터 나오는 액체를 방출하는 적어도 하나의 개구부를 구비하는 슬리이브;를 구비하는 증기와 액체 접촉트레이.
23. 제22항에 있어서, 상기 슬리이브는 트레이데크와 슬리이브 사이에 뻗어 있는 하나 또는 그 이상의 다리에 의해 지지되는 증기와 액체 접촉트레이.
24. 제22항에 있어서, 상기 슬리이브는 아래에 놓인 트레이데크에 의해 지지되는 증기와 액체 접촉트레이.
25. 제22항에 있어서, 상기 슬리이브는 구멍이 없는 입구영역에 의해 폐쇄되며, 그 측벽에 방출개구부를 구비하는 증기와 액체 접촉트레이.
26. 증기 및 액체흐름에 개방된 내부영역을 갖춘 외피와,

    그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 상기 상부면에서 액체와 상호작용하도록 위쪽으로 흐르는 증기에 소용돌이 운동을 일으키게 방사상으로 뻗어 형성된 다수의 블레이드를 갖춘 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성된 적어도 하나의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에서 아래로 뻗어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위로 떨어져 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머; 상기 적어도 하나의 용기 안에서 트레이데크 위에 위치되고서 적어도 하나의 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 방위를 가진 다수의 전향블레이드 및; 상기 트레이데크에 고정되고서 직립되어 있으며 다운커머의 하부끝과 적어도 부분적으로 겹쳐져 있고, 상기 다운커머의 출구로부터 나오는 액체를 방출하는 적어도 하나의 개구부를 구비하는 슬리이브;를 구비하고서, 상기 개방된 내부영역에 지지되는 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼.
27. 트레이데크에서 방사상으로 뻗은 다수의 블레이드와, 외주벽을 갖춘 적어도 하나의 용기, 이 용기 안에 위치되고서 그 하부끝에 수용된 슬리이브를 갖춘 적어도 하나의 다운커머 및, 트레이데크 위에 위치된 다수의 전향블레이드를 구비하고서, 개방된 내부영역에 지지된 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼에서,

    상기 트레이데크의 적어도 하나의 개구부 쪽으로 트레이들 중 하나의 트레이데크를 가로질러 액체흐름을 흘려보내는 단계와; 다운커머의 입구로 액체흐름의 적어도 일부를 유도하는 단계; 슬리이브를 통해 다운커머로부터 아래에 놓인 트레이데크의 용기 안으로 액체흐름을 방출하는 단계; 용기와 트레이데크에서 증기통로를 통해 위쪽으로 증기흐름을 통과시키는 단계 및; 증기흐름에 소용돌이 운동을 일으키되, 상기 소용돌이치는 증기흐름은 용기 안의 액체가 용기의 외주벽 내부면에 대해 분출되게 하고 이 내부면을 따라 위쪽으로 상승되게 하는 단계;를 포함하는 증기와 액체흐름의 혼합방법.
28. 그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 방사상으로 뻗어 형성되고서 경사진 다수의 블레이드를 갖추되, 이 경사진 블레이드의 안내선단은 짧아진 수평방향 크기를 갖고, 경사진 블레이드는 상부면에서 액체와 상호작용하도록 위쪽으로 흐르는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성된 적어도 하나의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에 위치되어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위로 떨어져 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머 및; 상기 적어도 하나의 용기 안에서 트레이데크 위에 위치된 다수의 전향블레이드;를 구비하는 증기와 액체의 접촉트레이.
29. 제28항에 있어서, 상기 경사진 블레이드는 만곡되어 있는 증기와 액체의 접촉트레이.
30. 제28항에 있어서, 상기 경사진 블레이드는 다수의 적층된 플레이트에서 절단되어 있는 증기와 액체의 접촉트레이.
31. 제30항에 있어서, 상기 경사진 블레이드는 서로 접촉하여 겹쳐져 있는 증기와 액체의 접촉트레이.
32. 증기 및 액체흐름에 개방된 내부영역을 갖춘 외피와,

    그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 방사상으로 뻗어 형성되고서 경사진 다수의 블레이드를 갖추되, 이 경사진 블레이드의 안내선단은 짧아진 수평방향 크기를 갖고, 경사진 블레이드는 상부면에서 액체와 상호작용하도록 위쪽으로 흐르는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성된 적어도 하나의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에 위치되어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위로 떨어져 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머 및; 상기 트레이데크 위에 위치되어 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 다수의 전향블레이드;를 구비하고서, 상기 개방된 내부영역에 지지되는 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼.
33. 트레이데크에서 방사상으로 뻗은 다수의 블레이드와, 외주벽을 갖춘 적어도 하나의 용기, 이 용기 안에 위치된 적어도 하나의 다운커머 및, 트레이데크 위에 위치된 다수의 전향블레이드를 구비하고서, 개방된 내부영역에 지지된 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼에서,

    상기 트레이데크의 적어도 하나의 개구부 쪽으로 트레이들 중 하나의 트레이데크를 가로질러 액체흐름을 흘려보내는 단계와; 다운커머의 입구로 액체흐름의 적어도 일부를 유도하는 단계; 다운커머로부터 아래에 놓인 트레이데크의 용기 안으로 액체흐름을 방출하는 단계; 트레이데크에서 방사상으로 뻗어 있고서 경사진 다수의 블레이드를 통해 위쪽으로 증기흐름을 통과시키되, 상기 경사진 블레이드의 안내선단은 짧아진 수평방향 크기를 갖는 단계 및; 증기흐름에 소용돌이 운동을 일으키되, 상기 소용돌이치는 증기흐름은 용기 안의 액체가 용기의 외주벽 내부면에 대해 분출되게 하고 이 내부면을 따라 위쪽으로 상승되게 하는 단계;를 포함하는 증기와 액체흐름의 혼합방법.
34. 그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 상기 상부면에서 액체와 상호작용하도록 위쪽으로 흐르는 증기에 소용돌이 운동을 일으키게 방사상으로 뻗어 형성되고서 경사진 다수의 블레이드를 갖춘 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성되되, 둘이상의 크기를 갖는 다수의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에 위치되어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위에 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머 및; 상기 트레이데크 위에 위치되고서 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 다수의 전향블레이드;를 구비하는 증기와 액체의 접촉트레이.
35. 제34항에 있어서, 상기 용기 안에서 회전하는 흐름이 용기들 사이에서 변화되는 증기와 액체의 접촉트레이.
36. 제35항에 있어서, 상기 각 용기 안의 회전하는 흐름은 트레이데크로부터 액체를 제거하는 하나 이상의 개구부로 액체가 용이하게 흐를 수 있도록 하는 증기와 액체의 접촉트레이.
37. 증기 및 액체흐름에 개방된 내부영역을 갖춘 외피와,

    그 상부면에서부터 액체를 제거하는 적어도 하나의 개구부와, 상기 상부면에서 액체와 상호작용하도록 위쪽으로 흐르는 증기에 소용돌이 운동을 일으키게 방사상으로 뻗어 형성된 다수의 블레이드를 갖춘 트레이데크와; 이 트레이데크로부터 위쪽으로 뻗어 있고서 외주벽으로 형성되되, 둘이상의 크기를 갖는 다수의 용기; 이 적어도 하나의 용기 안에 위치되어 액체통로를 제공하며, 액체를 받아들이는 상부입구와, 용기 및 트레이데크에 액체를 공급하도록 트레이데크 위에 있는 하부출구를 갖춘 적어도 하나의 다운커머 및; 상기 트레이데크 위에 위치되고서 용기 안에서 상승하는 증기에 소용돌이 운동을 일으키는 다수의 전향블레이드;를 구비하고서, 상기 개방된 내부영역에 지지되는 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼.
38. 트레이데크에서 방사상으로 뻗은 다수의 블레이드와, 외주벽을 갖춘 다수의 용기, 이 용기 안에 위치된 적어도 하나의 다운커머 및, 트레이데크 위에 위치된 다수의 전향블레이드를 구비하고서, 개방된 내부영역에 지지된 적어도 하나의 증기와 액체의 접촉트레이를 구비하는 물질전달용 칼럼에서,

    상기 트레이데크의 적어도 하나의 개구부 쪽으로 트레이들 중 하나의 트레이데크를 가로질러 액체흐름을 흘려보내는 단계와; 다운커머의 입구로 액체흐름의 적어도 일부를 유도하는 단계; 하나 이상의 다운커머로부터 아래에 놓인 트레이데크의 용기 안으로 액체흐름을 방출하는 단계; 트레이데크와 용기로 증기통로를 통해 위쪽으로 증기흐름을 통과시키는 단계; 증기흐름에 소용돌이 운동을 일으키되, 상기 소용돌이치는 증기흐름은 용기 안의 액체가 용기의 외주벽 내부면에 대해 분출되게 하고 이 내부면을 따라 위쪽으로 상승되게 하는 단계 및; 트레이데크로부터 액체를 제거하는 하나 이상의 개구부로 액체가 용이하게 흐르도록 각 용기 안에 회전흐름을 유도하는 단계;를 포함하는 증기와 액체흐름의 혼합방법.