KR20110110289A - 탈비말동반 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기 스트림으로부터 탈비말동반 액체를 효과적으로 분리하기 위한 탈비말동반 장치를 개시한다. 이 탈비말동반 장치는 증기-액체 접촉 장치를 포함하는 증류 컬럼 및 다른 장비에서 효과적이다. 탈비말동반 장치에 대해 특정한 대표적인 분야는 병류식 접촉 모듈을 갖는 증류(또는 분별) 컬럼에서이고, 여기서 액체 및 증기는 모듈의 병류 유로로 진입한다. 탈비말동반 장치는, 예를 들면, 비병렬식 접촉 단 또는 다른 유형의 높은 커패시티 트레이와 함께 사용될 수 있다.

Description

탈비말동반 장치{DE－ENTRAINMENT DEVICE}

본 발명은 예컨대 분별 증류 또는 다른 질량 전달 및/또는 열 전달 공정에서 증기-액체 접촉을 수행하기 위한 접촉 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 특히 대용량 증기-액체 접촉에 사용되는 장치에서 증기 스트림에 비말동반 액체를 분리하기 위한 탈비말동반 장치에 관한 것이다.

분별 트레이 및 패킹과 같은 증기-액체 접촉 장치는 특히 석유 및 석유 화학 산업에서 광범위한 분리를 수행하기 위해 사용된다. 예를 들면 분별 트레이는 탄화수소를 유사한 상대 휘발률 또는 비점을 갖는 증류분으로 분리하는 데 사용한다. 이러한 증류분으로는 석유 정제 및 석유 화학 물질 처리의 미정제 오일 유도 제품, 예컨대 나프타, 디젤 연료, LPG 및 중합체를 들 수 있다. 몇몇 경우에, 알콜, 에테르, 알킬 방향족, 단량체, 용매, 무기 화합물 등과 같은 특정 화합물을 동일한 화학적 또는 기능적 종류의 다른 화합물로부터 분리하는 데 트레이를 사용한다. 가스 처리 및 흡수 분리 공정에서도 트레이를 사용한다. 이점과 단점이 다른 광범위한 트레이 및 다른 접촉 장치가 개발되었다.

분별 트레이 및 패킹은 증류 장치에서, 예를 들면 상기 기재된 분야에서 사용되는 종래 증기-액체 접촉 장치의 주된 형태이다. 트레이의 경우에, 전형적인 분별 칼럼은 분리 용이성(상대적인 휘발률 차이) 및 원하는 제품 순도에 따라 10개 내지 250개의 접촉 장치를 이용한다. 대개, 칼럼 내 각 트레이의 구조는 유사하지만, 수직으로 인접한 트레이와 관련하여 그 구조가 다를 수(예를 들면, 교호할 수) 있는 것으로 또한 알려져 있다. 트레이는 보통 칼럼의 트레이 간격이라 칭하는 균일한 수직 거리에서 수평으로 탑재된다. 그러나, 이 거리는 칼럼의 상이한 섹션에서 변할 수 있다. 트레이는 대개 칼럼 벽의 내면에 용접된 링에 의해 지지된다.

분별 증류는, 전통적으로, 전체적으로 하향하는 액체 흐름 및 상향하는 증기 흐름을 갖는 횡류식 또는 향류식 접촉 장치에서 수행되었다. 이 장치의 어떤 지점에서, 기상과 액상은 접촉하여 기상과 액상이 성분을 교환하여, 가능한 근접하게 서로 증기-액체 평형을 성취하거나, 이에 접근한다. 이후, 증기와 액체가 분리되고, 이의 각각의 방향으로 이동하고, 상이한 단에서 적절한 유체의 다른 분량과 다시 접촉한다. 많은 종래 증기-액체 접촉 장치에서, 증기와 액체는 각 단에서 횡류식 배치로 접촉된다. 대안적인 장치는, 장치 내 전체 흐름이 계속해서 향류하지만, 액상과 기상 사이의 실질적인 접촉의 각 단이 병류식 질량 전달 구역에서 적어도 부분적으로 수행된다는 점에서, 종래의 다단 접촉 시스템과 다르다.

종래 트레이를 사용하는 분별 증류 공정 동안, 칼럼 저부에서 생성되는 증기는 소정량의 액체를 지지하는 트레이의 갑판 영역에 걸쳐 분포하는 다수의 소형 천공을 통해 상승한다. 액체에 증기가 통과하면서 포말이라 칭하는 기포층이 생성된다. 포말의 높은 표면적은 트레이에서 기상과 액상 사이에 조성 평형이 확립되는 것을 돕는다. 이후, 포말이 증기와 액체로 분리된다. 질량 전달 동안, 증기는 덜 휘발성인 물질이 액체로 소실하고 이에 의해 각 트레이를 통해 위로 통과하면서 약간 더 휘발성이 된다. 동시에, 액체가 트레이로부터 트레이로 하향 이동하면서 액체 내 덜 휘발성인 화합물의 농도가 증가한다. 액체는 포말로부터 분리되고 다음의 더 낮은 트레이로 하향 이동한다. 이러한 연속 포말 형성 및 증기-액체 분리가 각 트레이에서 수행된다. 따라서, 증기-액체 접촉 장치는 상승하는 증기를 액체와 접촉시키는 것 및 이후 2개의 상이 분리되어 다른 방향으로 흐르게 하는 것의 2가지 기능을 수행한다. 상이한 트레이에서 그 단계가 적합한 횟수로 수행될 때, 화학 화합물의 상대 휘발률에 기초하여 이들을 효과적으로 분리시킬 수 있는 분리의 다중 평형 단계가 성취된다.

이러한 분리를 개선하기 위한 노력으로 패킹 및 트레이를 포함하는 많은 상이한 유형의 증기-액체 접촉 장치가 개발되었다. 상이한 장치는 상이한 이점을 갖는 경향이 있다. 예를 들면, 복수의 하강관 트레이는 높은 증기 및 액체 용량과 상당한 가동률 범위에 걸쳐 효과적으로 기능하는 능력을 갖는다. 규칙적 패킹은 낮은 압력 강하를 갖는 경향이 있어, 이것이 저압 또는 진공 조작에서 유용하게 한다. 천공 갑판은 효과적인 접촉 장치이지만, 심지어 개구 면적 비율이 높은 경우에도 특히 비교적 소형인 갑판 영역에서 사용될 때에 칼럼에서 높은 압력 강하를 발생시킬 수 있다. 임의의 증기-액체 접촉 장치의 성능을 평가하기 위해 사용되는 2가지 중요한 매개변수는 용량 및 효율성이다. 그러나, 상당량의 액체가 예를 들면 리보일러 회수물 또는 중질 공급물 스트림 유입구로부터 상부 증기-액체 접촉 장치로 상승하는 증기에 비말동반되는 경우 이들 둘 다가 손상될 수 있다.

공지된 증기-액체 접촉 장치의 특정한 예로는 예를 들면 수평층으로 배치되는 다수의 구조 유닛에서 증기와 액체의 병류식 접촉을 위한 US 제6,682,633호에 기재된 것을 들 수 있다. US 제5,837,105호 및 관련 US 제6,059,934호에는 트레이에 걸쳐 분포된 다수의 병류 접촉 섹션을 갖는 분별 트레이가 개시되어 있다.

상기 기재된 사안 및 다른 고려사항을 해소하는 다른 장치 및 이 장치가 통합된 장비가 US 제7,424,999호(본원에 참조문헌으로 포함됨)에 기재되어 있다. 이 장치는 수평단의 접촉 모듈이고, 종래 트레이형 구성과 다르다. 하나의 단의 모듈이 더 낮은 단, 더 높은 단 또는 둘 다의 모듈과 관련하여 비병렬식으로 회전한다. 접촉 모듈은 적어도 액체 분배기(하강관)와 데미스터(증기-액체 분리기)를 포함하고, 이들은 함께 접촉 용적, 즉 병류 유로를 획정한다. 상승 증기는 접촉 용적에 진입하고 액체 분배기로부터 유출되는 액체를 비말동반한다. 상승 증기와 비말동반 액체가 접촉 용적에서 병류로 데미스터로 운반되고, 이 데미스터는 증기와 액체를 분할 또는 분리시켜, 이 스트림들이 접촉 후에 각각 별개로 상향으로 및 하향으로 흐를 수 있게 한다. 데미스터를 빠져나온 액체는 수용 팬으로 흐르고, 이후 덕트를 통해 하향 지시된다. 단일 수용 팬과 연결된 각각의 덕트는 액체를 더 낮은 접촉 단의 별개의 하강관으로 지시한다. 데미스터를 빠져나온 증기는 수용 팬 위의 유체 전달 용적으로, 이후 더 높은 접촉 단의 접촉 용적으로 흐른다.

증기-액체 접촉 장치를 갖는 증류 칼럼 및 다른 장비(예를 들면, 흡수 및 냉각탑)에서, 상승 증기 스트림 내 액체의 비말동반은 칼럼 또는 장비의 모든 섹션에서 바람직하지 않다. 예를 들면, 공급물 또는 리보일러 회수물로부터의 증기는 대개 장비의 접촉 단과 관련되는 조성에 대표적이지 않는 조성을 갖는 비말동반 액체를 포함한다. 따라서, 이러한 액체의 상향 비말동반이 접촉 단에 걸친 액체 교통 증가로 인해 칼럼 커패시티를 손상시키고, 지시되는 접촉 단의 조성이 와전된 비말동반 액체로 인해 효율성을 손상시키면서, 이것은 칼럼 또는 다른 장비의 전체 조작에 해롭다. 이러한 액체 비말동반의 해로운 효과는 US 제7,424,999호에 기재된 것과 같은 대용량 장치를 포함하는 칼럼 또는 장비에서 특히 문제가 될 수 있고, 상기 대용량 장치에서 높은 증기 공탑 속도는 중력에 의해 비말동반 액체를 증기로부터 분리시키는 데 있어서의 어려움을 크게 증가시킨다.

결과적으로, 특히 칼럼 또는 증기-액체 접촉 장치, 특히 대용량 장치를 포함하는 다른 장비의 특정 부분에서 비말동반 액체를 효과적으로 탈비말동반 또는 분리시킬 수 있는 장치가 당해 분야에서 필요하다. 대개, 이러한 탈비말동반 장치에 대한 수요는 리보일러 회수 라인과 연통하는 증류 칼럼 저부 섹션 및 도입 지점에서 증기 분획 및 액체 분획 둘 다를 포함할 수 있는 공급물 스트림의 도입 근처의 섹션에서 중요하다.

본 발명은 증기 스트림로부터 비말동반 액체를 효과적으로 제거하기 위한 탈비말동반 장치의 발견과 관련된다. 이러한 탈비말동반 장치는 증류 칼럼 및 증기-액체 접촉 장치를 포함하는 다른 장비에서 효과적이다. 탈비말동반 장치에 대해 특정한 대표적인 분야는 US 제7,424,999호(여기서, 액체 및 증기는 모듈의 병류 유로로 진입함)에 기재된 것과 같은 병류식 접촉 모듈을 갖는 증류(또는 분별) 칼럼에서이다. 예를 들면, 액체 취급 역량을 감소시키지 않고 한 단으로부터 다음의 더 낮은 단으로 액체를 이동시키는 구조를 갖는 비병렬식 접촉 단에서 모듈을 사용할 수 있다. 모듈은 대용량, 고효율 및 낮은 압력 강하를 성취하기 위해 유체 흐름 및 접촉을 위한 칼럼 공간의 효과적인 이용을 제공한다.

바람직한 경우, 예를 들면 비말동반 액체의 조성이 접촉 단과 관련된 조성에 근접하지 않을 경우, 이러한 모듈의 이점, 특히 이러한 서비스와 관련된 높은 증기 및 액체 흐름은 또한 원치않는 액체를 탈비말동반시키는 능력을 복잡하게 만들 수 있다. 예를 들면, 액체가 더 낮은 접촉 단 또는 상기 기재된 바와 같은 공급물 또는 리보일러 회수물과 같은 칼럼 외부의 흐름(라인 또는 파이프)으로부터 상향으로 비말동반될 때, 이러한 조성 불일치가 발생할 수 있다. 이러한 액체의 상향 비말동반은 또한 지시되는 접촉 단에 걸친 액체 교통을 증가시키고 칼럼 커패시티를 손실시킨다. 장비의 증기-액체 접촉 커패시티 및 효율성 및 전체 성능의 손실을 해소하기 위해, 효과적인 탈비말동반 장치가 필요하다.

액체를 탈비말동반시키기를 원하는 증류 칼럼 또는 다른 증기-액체 접촉 장비의 임의의 섹션에 이러한 탈비말동반 장치를 배치할 수 있다. 특히 중요한 하나의 섹션은 리보일러로부터 상승하는 비말동반 액체의 탈비말동반이 대개는 유리한 칼럼 저부 섹션에서이다. 유리하게는, 많은 경우에 증류 칼럼에 걸쳐 사용되는 증기-액체 접촉 장치의 유형과의 적합성에 대해 탈비말동반 장치를 설계할 수 있다. 예를 들면, 대표적인 탈비말동반 장치는 접촉 모듈을 비병렬식 정렬로 갖는 다수의 단을 포함하는 장비에서 바로 더 높은 하부 접촉 모듈과 또한 유사한 비병렬식 정렬인, 예를 들면 이와 관련하여 회전하는, 탈비말동반 모듈을 갖는 탈비말동반 단을 포함할 수 있다. 유리하게는, 하부 접촉 모듈로부터의 덕트와 같은 구조는 탈비말동반 장치와 맞물리거나 이와 유체 연통할 수 있다. 대안적으로, 탈비말동반 장치를 MD™ 트레이, ECMD™ 트레이 또는 종래의 다회 통과 트레이를 비롯한 다른 대용량 증기-액체 접촉 장치와의 적합성을 위해 배치할 수 있어서, 이 장치로부터 회수된 액체는 탈비말동반 유로를 우회하는 탈비말동반 장치의 하강관으로 지시된다.

본 발명의 양태는 특히 바로 더 높은 단으로부터 탈비말동반 모듈의 액체 분배기 또는 하강관의 유입구로 도입된 액체가 탈비말동반 유로(그렇지 않으면, 원하는 우회를 제공하는 적합한 액체 도관의 부재 하에 병류 유로로서 기능함)를 우회하는 모듈식 건성의 탈비말동반 장치에 관한 것이다. 하강관은 도관 또는 다수의 도관과 일체형일 수 있다(즉, 하강관 및 도관(들)을 1 부품으로 형성할 수 있거나, (예를 들면, 밀봉 방식으로) 용접, 볼트 접합, 밴드 처리하거나, 그렇지 않으면 고정 또는 부착시킬 수 있음). 대안적인 실시양태에 따르면, 하강관은 물리적으로 부착되지 않고 공급될 수 있거나 하나 또는 다수의 도관과 액체 연통할 수 있다. 예를 들면, 하강관의 유출구는 도관(들)에 근접하여 액체를 도관 위로부터 또는 (예를 들면, 하강관이 도관(들)의 유입구 내에 유출구를 갖는 경우에) 도관(들) 내로부터 도관으로 배출할 수 있다.

대표적인 실시양태에 따르면, 도관은 탈비말동반 모듈의 하강관을 통해 흐르는 액체와 상승 증기의 상당한 접촉을 회피하기에 충분한 거리로 탈비말동반 유로에 걸쳐 수직으로 연장된다. 도관은 바람직하게는 탈비말동반 단의 액체 수용 팬 아래로 연장되어 일반적으로 (병류식 증기-액체 접촉 장치의 경우에) 유출구를 거쳐 병류 유로의 저부로 배출되는 하강관으로부터의 액체가 효과적으로 이 탈비말동반 유로를 우회한다. 대표적인 실시양태에서, 도관은 수용 팬(들)의 면에 해당하는 높이(예를 들면, 저부 수직 위치)로부터 데미스터(들) 또는 데미스터 열(들)의 상부에 해당하는 높이(예를 들면, 상부 수직 위치)로 측정할 때 적어도 탈비말동반 모듈의 높이와 동일한 깊이로 수용 팬 아래로 연장된다. 다른 실시양태에서, 도관이 연장되는 깊이는 이의 높이의 적어도 25%(예를 들면, 25% 내지 500%), 적어도 50%(예를 들면, 50% 내지 300%) 또는 적어도 75%(예를 들면, 75% 내지 150%)이다. 도관은 원형, 타원형, 직사각형(예를 들면, 정사각형) 또는 다각형을 비롯한 여러 가능한 횡단면 형상을 가질 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시양태는 예를 들면 대용량 증기-액체 접촉 분야(예를 들면, 분별 칼럼 및 다른 증기-액체 접촉 장비)에서 사용할 수 있는 탈비말동반 장치에 관한 것이다. 일 실시양태에 따르면, (예를 들면, 증류 칼럼 저부 섹션에서) 비말동반 액체를 분리하기 위한 탈비말동반 장치는 1개 이상의 탈비말동반 모듈을 갖는 탈비말동반 단을 포함한다. 이 모듈은 탈비말동반 유로를 우회하는 도관과 일체형이거나, 이에 근접한 유출구를 갖는 1개 이상의 하강관을 포함한다. 도관을 상기 기재된 바대로 추가로 규명할 수 있다. 상기 모듈은 또한 탈비말동반 유로에 근접한 유입구 면 및 수용 팬에 위에 있는 유출구 면을 갖는 데미스터 및 수용 팬과 유체 연통하는 상단을 갖는 1개 이상의 덕트를 포함한다.

다른 실시양태에서, 탈비말동반 단은, 탈비말동반 모듈 이외에, 다수의 수용 팬을 갖는다. 탈비말동반 모듈은 이격된 한 쌍의 실질적으로 병렬인 데미스터 및 데미스터 사이에 위치하고 한 쌍의 탈비말동반 유로를 우회하는 도관과 일체형이거나, 이에 근접한 유출구를 갖는 하강관을 포함한다. 이 실시양태는 (ⅰ) 탈비말동반 유로와 유체 연통하는 데미스터의 유입구 면, (ⅱ) 탈비말동반 단의 다수의 수용 팬 중에 별개의 수용 팬 위에 있는 유출구 면을 갖는 데미스터 및/또는 (ⅲ) 1개 이상의 덕트를 갖는 각각의 수용 팬을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태는 상기 기재된 임의의 탈비말동반 장치를 포함하는 증기-액체 접촉 장비(예를 들면, 증류 또는 분별 칼럼)에 관한 것이다. 특정한 실시양태에 따르면, 탈비말동반 장치는 하부 접촉 모듈(예를 들면, 대용량 증기-액체 접촉 모듈)을 갖는 하부 접촉 단 아래에 배치된다. 하부 접촉 모듈은 장비 내에 인접 단의 다른 증기-액체 접촉 모듈 사이의 회전 정도와 동일한 회전 정도(예를 들면, 90° 또는 직각)로 예를 들면 비병렬 정렬로 탈비말동반 모듈과 관련하여 회전될 수 있다. 다른 회전 정도가 또한 이용될 수 있다.

탈비말동반 장치가 하부(또는 더 낮은 단의) 대용량 접촉 모듈과 조합되어 사용되는 대표적인 실시양태에서, 이 하부 접촉 모듈은 1개 이상의 병류 유로에 근접한 유출구를 갖는 1개 이상의 하강관 및 병류 유로에 근접한 유입구 면 및 수용 팬 위에 있는 유출구 면을 갖는 데미스터를 포함한다. 또한, 하부 접촉 모듈은 수용 팬과 유체 연통하는 상단 및 하단을 갖는 1개 이상의 덕트를 갖는다. 유리하게는, 이 하부 접촉 모듈의 각각의 덕트의 하단은 유체 연통할 수 있고, 따라서 탈비말동반 장치의 별개의 하강관과 맞물린다(예를 들면, 액체를 탈비말동반 장치의 탈비말동반 모듈로 공급하도록 하부 접촉 모듈이 배열됨).

다른 대표적인 실시양태에서, 이 하부 접촉 모듈은 이격된 한 쌍의 실질적으로 병렬인 데미스터 및 데미스터 사이에 위치하고, 데미스터의 유입구 면에 의해, 한 쌍의 병류 유로를 획정하는 하강관을 포함한다. 이 실시양태에 따르면, 데미스터의 유입구 면은 병류 유로와 유체 연통하고, 하강관은 병류 유로와 유체 연통하는 유출구를 갖고, 데미스터는 하부 접촉 단의 별개의 수용 팬 위에 있는 유출구 면을 갖는다. 각각의 수용 팬은 1개 이상의 덕트를 갖고, 하나의 수용 팬의 각각의 덕트는 탈비말동반 모듈의 하강관과 유체 연통을 제공한다.

대표적인 탈비말동반 장치는 유리하게는 모듈식 구조를 갖고, 모듈 수는 사용되는 용기의 크기(예를 들면, 칼럼 직경) 및 일반적인 서비스에서 마주하는 유속 및 특성에 의해 주로 결정된다. 상기 기재된 임의의 실시양태에 따른 탈비말동반 단은 1개 이상의 모듈(예를 들면, 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개 또는 10개의 모듈)을 포함하고, 각각은 2개의 데미스터에 연결된 하강관을 갖는다. 대표적인 탈비말동반 단은 수용 팬과 병렬의 교호하는 정렬로 모듈을 갖고, 단에서의 수용 팬의 수는 일반적으로 각 단의 양 말단에서 말단 수용 팬의 위치로 인해 하강관의 수를 1개 초과한다.

본 발명의 추가의 실시양태는 본원에 기재된 탈비말동반 장치를 포함하는 장비에서 병류 유로를 통해 증기 스트림과 액체 스트림을 통과시키는 단계를 포함하는 증기 스트림과 액체 스트림의 접촉 방법에 관한 것이다. 유리하게는, 탈비말동반 장치의 사용은 비교적 작은 칼럼 공간을 차지하면서 높은 탈비말동반 효율(즉, 상승 증기로부터의 비말동반 액체의 분리)로 높은 증기 및 액체 부하를 취급하는 이의 능력과 관련하여 고효율, 대용량 증기-액체 접촉 모듈을 보완한다.

본 발명과 관련된 이 실시양태 및 다른 실시양태는 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명확하다.

도 1은 접촉 모듈을 갖는 접촉 단과 하부 접촉 단 및 탈비말동반 단을 포함하는 대표적인 장치의 횡단면 도식이다.
도 2는 대표적인 각각의 탈비말동반 모듈의 횡단면 도식이다.
도 3은 각각의 하부 접촉 단의 상면도이다.
도 4는 2개의 탈비말동반 모듈 및 관련 구성부재를 포함하는 탈비말동반 단을 도시한 장비의 횡단면 도식이다.
도 5는 탈비말동반 단의 상면도이다.
도 6은 탈비말동반 유로에 걸친 비말동반 액체 및 상승 증기 흐름을 도시한 것이다.
도 7은 증기-액체 접촉 단 및 칼럼 저부에서 탈비말동반 단을 갖는 탈비말동반 장치를 갖는 증류 칼럼을 도시한 것이다.
도 8은 대용량 트레이와 조합하여 사용되는 탈비말동반 장치를 갖는 증류 칼럼을 도시한 것이다.
도면에 걸쳐 동일 또는 유사 특징부를 설명하기 위해 동일한 참조 번호를 사용한다. 도면은 본 발명의 설명 및/또는 포함된 원칙을 설명하기 위해 제시되는 것으로 이해되어야 한다. 본 개시내용의 지식을 갖고 있는 당업자라면, 본 발명의 다양한 다른 실시양태에 따른 장비, 탈비말동반 모듈 또는 관련 설비가 부분적으로 이의 구체적인 용도에 의해 정해지는 배치 및 구성부재를 갖는다는 것을 용이하게 알 것이다.

도 1은 중간 접촉 단(8), 하부 접촉 단(12) 및 탈비말동반 단(14)을 포함하는 용기(10) 내에 단을 포함하는 본 발명에 따른 병류식 증기-액체 접촉 장치를 도시한 것이다. 용기(10)는 예를 들면 증류 칼럼, 흡수 장치, 직접 접촉 열 교환기, 또는 증기-액체 접촉을 수행하는 데 사용되는 다른 용기일 수 있다. 용기(10)는 각각 하부 접촉 단(12) 및 탈비말동반 단(14), 및 임의의 수집기/분배기를 포함한다. 분별 또는 증류 칼럼은 전형적으로 하부 접촉 단(12)과 유사하거나 동일한 10개 내지 250개 또는 그 이상의 접촉 단을 포함할 수 있고 상기 기재된 바대로 임의의 특정한 칼럼 섹션에서 비말동반된 액체를 분리하기 위한 필요성에 따라 1개 이상의 탈비말동반 단(14)을 가질 수 있다. 탈비말동반 단(14)의 통상적인 위치는 칼럼 또는 칼럼 저부의 칼럼 섹션 아래(예를 들면, 중질 공급물 도입 위)이고, 특히 리보일러 회수물에 인접한다. 칼럼 공급물 스트림과 같은 임의의 유입구 스트림에 인접한 탈비말동반 단을 또한 사용할 수 있다. 이 단의 탈비말동반 모듈(20)의 설계는 본질적으로 탈비말동반 단에 걸쳐 균일할 수 있지만, 탈비말동반 모듈(20)은 또한 폭 및/또는 높이가 달라질 수 있다. 단순하게 말하면, 오직 3개의 단, 즉 이 실시양태에서는 중간 접촉 단(8) 및 하부 접촉 단(12)과 함께, 하부 접촉 단(12) 밑에 배치되는 탈비말동반 단(14)을 도 1에 도시하였다.

증류 칼럼과 같은 장비는 몇몇 섹션을 포함할 수 있고, 각각의 섹션은 여러 접촉 단을 갖는 것으로 이해된다. 또한, 섹션 사이에 및/또는 섹션 내에 다수의 유체 공급물 도입 및/또는 유체 생성물 인출이 존재할 수 있다. 장비의 섹션이 본원에 기재된 접촉 단 또는 탈비말동반 단을 가지면서, 증류에서 사용되는 다른 접촉 장치(예를 들면, 트레이 및/또는 패킹)는 (예를 들면, 상부 및/또는 하부에서) 장비의 동일한 섹션 및/또는 상이한 섹션에서 혼합될 수 있다. 대표적인 접촉 장치로는 MD™ 트레이, ECMD™ 트레이 및 다회 통과 트레이를 들 수 있다. 용기(10)는 통상적으로 원통형 횡단면을 갖는 외부 외관(11)을 포함한다.

도 1에 따르면, (더 높은/더 낮은 단 관계의) 각각의 인접하는 접촉 단(8 및 12)은 서로에 90° 회전을 가져, 액체를 바로 인접한 단에 수직인 방향으로 분배하여 액체의 부적합한 분배를 감소시킨다. 다른 실시양태에서, 수직으로 인접한 접촉 단은 단마다 동일하거나 다를 수 있는 상이한 회전 정도로 배향될 수 있다. 각각의 접촉 단(8 및 12)은 하나 또는 복수의 접촉 모듈(20a) 및 수용 팬(26a)을 포함한다. 마찬가지로, 각각의 탈비말동반 단(14)은 1개 이상의 탈비말동반 모듈(20) 및 인접한 수용 팬(26)을 포함한다.

도 2 및 도 4에 도시된 바대로, 탈비말동반 모듈(20)은 액체 분배기 또는 하강관(22)을 포함할 수 있고, 이것은 탈비말동반 단이 아닌 도 1의 접촉 단(12)에서 하강관(22a)과 관련하여 유사한 또는 동일한 구조를 가질 수 있다. 어느 경우에도, 하강관(22)은 한 쌍의 증기-액체 분리기 또는 데미스터(24) 사이에 배치된다. 하강관(22) 및 데미스터(24)는 협조하여 탈비말동반 유로(56)를 획정한다. 하강관(22)은 도관(15)에 근접하여, 하강관(22)의 유출구(들)(34)로부터 배출된 액체가 탈비말동반 유로(56)를 우회한다. 이는 액체가 이 유로에 진입하고 탈비말동반 모듈(20)이 분리 또는 탈비말동반시키도록 설계된 이 유로에서 상향으로 흐르는 증기에 이미 존재하는 액체와 배합되는 것을 막는다. 상기 기재된 바대로, 하강관(22)은 도관(15)과 일체형일 수 있다(즉, 1 부품으로 형성되거나 예를 들면 밀봉 방식으로 부착됨).

그렇지 않으면, 하강관(22)은 도 2에 도시된 바대로 도관(15)으로부터 분리되고, 예를 들면 유출구(34)에 의해 형성될 수 있다. 별개의 도관의 경우에, 하강관의 유출구(34)는 하강관(22) 저부 근처에 하나 이상의 줄로 배향되는 1개 또는 복수의 슬롯, 천공 또는 다른 유형의 개구를 포함할 수 있다. 하강관(22)으로부터 도관(15)의 분리는 이러한 배치에서 사용되는 도관(15)의 벤트를 제공할 수 있는 옵션이다. 하강관 유출구(34)가 하강관의 측벽(30) 및/또는 저부에 배치될 수 있어서, 하강관 유출구(34)는 도관(15)에 근접하고 하강관(22)과 도관(15) 사이에 유체 연통을 제공한다. 도 2에 도시된 바대로, 하강관(22)의 유출구(34)는 실질적으로 도관(15)의 상부 아래여서, 유출구(34)가 도관(15) 내에 있다. 다른 실시양태에 따르면, 유출구(34)가 도관(15) 위에 있을 수 있지만, 유출구(34)로부터 배출되는 액체의 대부분, 실질적인 전부 또는 전부가 도관(15)으로 흐르고 이에 의해 탈비말동반 유로(56)를 우회하도록 배치된다. 또한, 도관(15)이 솟은 상단을 갖거나, 하강관(22)을 빠져나온 액체를 도관(15)으로 지시하는 것을 돕는 깔때기 배치를 가질 수 있다.

탈비말동반 모듈(20) 이외에, 각각의 탈비말동반 단은 또한 1개 또는 복수의 수용 팬(26)을 포함할 수 있고, 각각의 수용 팬(26)은 1개 또는 복수의 덕트(28)를 갖는다. 하강관(22)에 대한 유입구(32)는 탈비말동반 단에 바로 위에 있는 증기-액체 접촉 단(일반적으로 탈비말동반 단이 아님)의 수용 팬의 덕트(28a)와 맞물리도록 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바대로, 탈비말동반 단의 도관(15)은 일반적으로 탈비말동반 단의 수용 팬(26)(즉, 하강관(22)의 유출구(34) 근처)의 높이 위로부터 이 수용 팬의 높이 상당히 아래로 연장되고, 연장의 대표적인 깊이는 상기 기재된 바와 같다. 대표적인 실시양태에서, 도관(15)은 탈비말동반 단의 수용 팬(22)의 덕트(28)가 연장되는 깊이와 실질적으로 동일한(예를 들면, 80% 내지 120% 또는 90% 내지 110%) 높이로 연장된다. 탈비말동반 단과 조합된 대용량 병류식 접촉 단을 이용하는 장비에서, 탈비말동반 단의 도관(15) 및 덕트(28)는 1개, 몇 개 또는 모든 접촉 단의 덕트 또는 다른 액체 전달 구성부재보다 더 긴 길이로 연장될 수 있다. 예를 들면, 도관(15) 및 덕트(28)는 리보일러 회수물 또는 중질 공급물 스트림 유입구 위로부터 아래로 연장될 수 있다. 탈비말동반 단의 덕트(28)는 또한 예를 들면 분배기 주위에 적합하게 배치되도록 1개, 몇 개 또는 모든 접촉 단의 덕트 또는 다른 액체 전달 구성부재와 상이한 배치를 가질 수 있다. 덕트(28)는 예를 들면 상이한 횡단면 기하학 및/또는 표면적을 가질 수 있거나, 그렇지 않으면 수 또는 배치가 상이할 수 있다.

도 3은 2개의 인접한(더 낮은 및 더 높은) 단, 즉 더 높은 하부 접촉 단 및 더 낮은 탈비말동반 단의 상면도를 도시한 것이고, 여기서 더 높은 단의 데미스터는 더 높은 단의 수용 팬(26a), 덕트(28a) 및 하강관(22a) 및 더 낮은 탈비말동반 단의 하강관(22)의 배치를 더 명확히 설명하기 위해 도시되지 않았다. 하부 접촉 단(및 탈비말동반 단)에서, 수용 팬(26a)은 실질적으로 병렬식이고, 장비 또는 용기의 단면적에 걸쳐 이격되어 있다. 하부 접촉 단의 하강관(22a)은 동일한 접촉 단의 인접 수용 팬(26a)의 각 쌍 사이에 배치되어, 하부 접촉 단에서 수용 팬(26a) 및 접촉 모듈의 교호하는 패턴을 생성시킨다. 각 단에서의 하강관(22a, 22) 및 수용 팬(26a, 26)은 용접 또는 다른 종래 수단에 의해 용기 벽 또는 외부 외관(11)의 내면에 부착된 지지 링(도시되지 않음)에 의해 지지될 수 있다. 각 단에서의 하강관 및 이의 관련 수용 팬을 볼트 접합하거나, 클랭핑하거나, 그렇지 않으면 이들을 조작 동안 원하는 위치 또는 칼럼 높이에 유지시키는 지지 링에 고정하여, 원하는 접촉 영역 외부로 단에 걸친 유체 누출을 막는다.

2개의 접촉 모듈 사이에(또는 탈비말동반 단의 경우에 2개의 탈비말동반 모듈 사이에) 배치된 수용 팬, 및 모듈과 용기 외관 또는 외벽 사이에 위치한 수용 팬을 각각 중앙 수용 팬 및 말단 수용 팬이라 칭한다. 따라서, 중앙 수용 팬은 2개의 인접한 모듈에 의해 공유된다. (예시되지 않은) 다른 실시양태에서, 한 쌍의 수용 팬을 각각의 모듈에 통합시킨다. 이 모듈이 단에 걸쳐 실질적으로 병렬식 정렬로 배열되는 경우, 각 쌍의 인접 하강관 사이에 2개의 수용 팬이 존재하도록 모듈이 인접한다. 데미스터(24)로부터 발산하는 증기를 차단하고, 일반적으로 수용 팬(26 또는 26a) 위의 유체 전달 용적(58)에서 서로 간섭하는 발산 유체의 임의의 경향을 감소시키기 위해, 접촉 단 또는 탈비말동반 단 중 어느 단의 2개의 인접한 접촉 모듈 또는 탈비말동반 모듈(20a 또는 20) 사이에 각각 수직 배플(21)이 임의로 포함된다. 접촉 단 또는 탈비말동반 단의 인접한 접촉 모듈(20a 또는 20)의 데미스터(24) 사이에 및 이에 실질적으로 병렬식으로 수직 배플(21)이 위치할 수 있다.

도 2에 따르면, 탈비말동반 유로(56)를 우회하는 도관(15)과 유체 연통하는 하강관(22)은 상부 부분에서 유입구(32) 및 하부 부분에서 1개 이상의 유출 개구를 갖는 유출구(34)를 갖는다. 2개의 경사진 하강관 측벽(30)은 하향 방향으로 하강관(22)을 가늘게 한다. 유출구(34) 근처의 실질적으로 V형인 하강관(22) 저부는 점, 곡선 또는 도 2에 도시된 바대로 평면일 수 있다. 계단식이거나, 경사지고 계단식인 형상과 같은 다양한 상이한 형상의 하강관을 갖는 대안적인 실시양태가 가능하다. 추가의 실시양태에서, 하강관의 단면 형상은 직사각형(예를 들면, 정사각형)일 수 있거나 또는 곡선, 불규칙일 수 있거나, 그렇지 않으면 내부의 액체 접촉 증기를 수용하기 위한 원하는 탈비말동반 유로 및 기하 구조를 획정하도록 배치된다. 도시된 V형상 하강관은 탈비말동반 단(14)의 하부 부분에서의 데미스터(24)와 하강관 측벽(30) 사이의 큰 탈비말동반 용적과, 위로부터 확대된 덕트(28a)를 수용하고 액체 취급 역량을 증가시키기 위한 상부 부분에서의 큰 하강관 유입구(32)의 조합을 제공한다.

탈비말동반 모듈(20)에 의한 효과적인 액체 탈비말동반을 위해, 도관(15) 또는 덕트(28) 중 어느 하나로의 증기의 도입은 최소화되거나 회피되어야 한다. 작업시, 도관(15)이 하강관(22)에 물리적으로 부착되지 않는 경우, 상승하는 증기가 유출구(34)를 거쳐 하강관에 진입하는 것을 막기 위해 하강관(22) 내 액체 수위는 아래쪽으로 흐르는 액체의 동적 시일을 제공할 수 있다. 하강관 유출구(34)의 개구(들)은 바람직하게는 하강관(22)의 길이를 따라 분배되고, 개구의 크기 또는 수가 변하거나, 또는 도관(15) 위가 아니거나 또는 이에 수직으로 정렬된 하강관(22)의 섹션에서 제거되도록 배열될 수 있다. 도관(15)이 하강관(22)에 부착된 임의의 실시양태에서, 예를 들면 하강관(22)과 관련하여 상기 기재된 동적 시일과 유사한 방식으로, 도관(15) 내에 액체 수위에 의해 형성되는 동적 시일에 의해 증기에 대해 도관(15) 그 자체가 밀봉된다. 대안적으로, 시일 및 도관(15)으로의 증기 흐름의 방지는 예를 들면 액체 분배기의 칼럼 섬프(sump) 또는 액체 홈통과 같은 액체 수위로 도관(15)을 연장시켜 형성되는 정적 시일이다. 마찬가지로, (ⅰ) 덕트(28)에서의 액체 수위 및 결과적으로 동적 액체 시일을 확립하기 위해 예를 들면 액체 분출 또는 다른 유형(들)의 액체 유출 영역(들)을 제한함으로써 동적으로 또는 (ⅱ) 덕트(28)를 액체 수위로 잠수시킴으로써(예를 들면, 홈통 분배기) 정적으로 덕트(28)를 밀봉할 수 있다. 그렇지 않으면, 바로 더 낮은 단의 덕트(28)와 하강관 사이의 부분 또는 완전 밀봉에 의해 덕트(28)으로의 증기 흐름을 방지할 수 있다.

양측에서 열로 있는 하강관(22 또는 22a)의 길이를 따라 데미스터(24)가 일반적으로 실질적으로 이어진다. 유닛 사이에 시일을 형성하여 실질적으로 접합을 통해 유체 누출을 막기 위해 수(male) 단판 및 암(female) 단판을 포함하는 다수의 개별적인 데미스터 유닛(40)으로부터 데미스터(24)의 열이 조립될 수 있다. 데미스터 열의 유닛을 연결하는 다른 방식으로는 볼트, 클립, 핀, 클램프 또는 밴드와 같은 적합한 패스너의 사용을 포함한다. 수 및 암 탭 및 슬롯 조합과 같은 메커니즘은 신속한 조립 및 해체를 위한 이점을 제공할 수 있다. 용접도 가능하다. 데미스터(24)의 모듈식 배치는 제작자가 1개 또는 적은 수의 표준 크기의 데미스터 유닛을 길이가 변하는 데미스터 열(24)로 조립하도록 한다. 특히 짧은 데미스터 열(24)을 위해 또는 장비의 치수 및 각종의 이용 가능한 표준 크기 데미스터 유닛에 따라 하강관(22)의 길이를 일치시키기 위해, 몇몇 주문 제작 크기의 데미스터 유닛이 필요할 수 있다. 데미스터 유닛이 단일 유닛으로 형성되는 데미스터의 전체 열보다 더 경량이므로 모듈식 설계는 탈비말동반 모듈(20)의 조립 용이성의 추가 이점을 갖는다. 그러나, 몇몇 실시양태에 따르면, 단일 데미스터 유닛은 또한 완전한 데미스터(24)일 수 있다.

증기 스트림으로부터 액체 액적을 비말동반하기 위해 데미스터(24)를 사용한다. 하나의 예는 다양한 유로 및 정탑을 갖는 베인형(vane type) 데미스터와 같은 미스트 분리장치여서, 데미스터를 거쳐 통과하는 유체 스트림은 비말동반 액체 액적이 분리 구조의 부분에 영향을 미치고 데미스터 저부로 하향으로 흐르게 하면서 여러 방향 변환을 겪어야 한다. 데미스터(또는 증기-액체 분리 장치)를 위한 분리 구조의 예는 메쉬 패드 또는 직조 실이다. 이러한 구조의 조합을 또한 사용할 수 있다. 데미스터 유닛(40)에서의 분리 구조의 설계에서 많은 가능한 변형이 가능하고, 흐르는 증기 스트림으로부터 비말동반 액체를 분리하는 데 있어서 이러한 구조의 유효성을 중요하게 고려한다. 이러한 유효성은 액체 액적이 고체 표면에 영향을 미치게 하는 유체 흐름 차단의 수와 관련이 있는 것으로 생각된다. 다양한 막다른 말단을 갖는 구조는 비교적 소강 영역을 형성시키고, 또한 액체 분리를 촉진할 수 있다.

도 2에 도시된 바대로, 다양한 임의의 부재가 전체 장비의 성능 및/또는 구조 통합성을 추가로 개선하기 위해 데미스터(24)와 협조하고/하거나 이에 통합될 수 있다. 예를 들면, 유입구 면으로서의 천공 유입판(42), 유출구 면으로서의 천공 유출판(44) 및 비천공 상판(45)을 도시하였다. 천공 판은 데미스터(24)와 협조할 수 있는 흐름 조작기의 한 유형이다. 데미스터(24)에 대한 흐름 조작기의 다른 비제한적인 예로는 전신 금속, 다공성 고체, 메쉬 패드, 스크린, 격자, 메쉬, 프로파일 와이어 스크린 및 하니컴을 들 수 있다. 흐름 조작기의 개구 면적 비율이 데미스터(24)의 분리 효율 및 압력 강하 둘 다에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 흐름 조작기의 개구 면적 비율은 데미스터의 다른 측면 및 동일 측면에서 변할 수 있어 데미스터(24)의 분리 효율 및 압력 강하를 최적화할 수 있다. 단일 데미스터에서 다양한 유형의 흐름 조작기를 사용할 수 있다. 다른 실시양태에서, 몇몇 또는 임의의 데미스터의 유입구 면 및 유출구 면에서 흐름 조작기를 사용하지 않는다.

유입구 면(42)에서의 천공 유입판 또는 다른 흐름 조작기는 하강관(22)에 근접한다. 천공 유출판(44)은 또한 데미스터 측면의 대부분을 천공 유입구 면(42)에 마주보게 데미스터 유닛(40) 저부를 따라 연장시킨다. 비천공 상판(45)은 액체가 바로 상부로부터 데미스터 유닛(40)을 떠나는 것을 막고, 증기-액체 분리 효율을 증가시킨다. 비천공 상판(45)은 양측에 벤트 스트립을 갖고, 하나의 스트립은 벽과 부착하기 위한 하강관 측벽(30)을 뒤따르고, 다른 스트립은 천공 유출판(44)과 연결시키기 위한 데미스터(40)의 천공 유출판(44)을 뒤따른다. 천공 유출판(44)의 상부로부터의 거리 아래로 연장되는 비천공 스트립은 또한 증기-액체 분리 효율을 개선하는 것으로 밝혀졌다. 스트립은 통상적으로 데미스터 유출구의 높이의 5% 내지 30%, 일반적으로 10% 내지 20%를 커버하도록 연장된다.

하부 접촉 단으로부터의 복수의 덕트(28a)가 이 단의 수용 팬(26a)을 거쳐 탈비말동반 단의 하강관(22)의 유입구(32)로 연장된다. 특정한 수용 팬(26a)을 거쳐 연장되는 각각의 덕트(28a)가 도 3에 가장 잘 도시된 것처럼 액체를 탈비말동반 단의 상이한 하강관(22)으로 지시한다. 이러한 대표적인 실시양태에서, 덕트(28a) 상부가 수용 팬(26a)의 수평 면(50)으로 플러시 처리되어 액체가 수용 팬(26a)으로부터 덕트(28a)로 어떠한 방해도 없이 자유롭게 흐를 수 있다. 다른 실시양태에서, 덕트가 개구에 걸쳐 장착될 때 수용 팬의 편평한 기부(50)에 머무는 립(lip)을 가짐으로써 덕트는 수용 팬으로부터 매달릴 수 있다. 덕트를 또한 수용 팬의 하부 면에 탑재할 수 있다. 매달기, 볼트 접합, 용접 및 압력 맞춤(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 덕트와 수용 팬을 접촉시키는 임의의 종래 수단을 이용할 수 있다. 가스켓 및/또는 실란트를 사용하여 수용 팬과 덕트 사이의 누출을 막을 수 있다. 다른 실시양태에서, 개구가 형성될 때 절단하고 접거나 밀어낼 수 있는 수용 팬의 편평한 기부의 부분에 의해 덕트가 적어도 부분적으로 획정될 수 있다. 추가로, 덕트(28a) 상부 마우스는 확장될 수 있고, 도 2에 도시된 바대로 탈비말동반 단의 하강관 유입구(32)보다 더 넓어서, 액체 취급 역량을 증가시키고 덕트 유입구에서의 쵸킹 경향을 감소시킬 수 있다. 덕트(28a) 측벽은 경사져서 덕트(28a)가 하강관(22) 내에 장착되고 도 2에 도시된 바대로 용이한 설치 및 증기 배기를 위한 갭을 남긴다.

데미스터(24)의 유입구 면(42)과 하강관(22)의 인접 측벽(30) 사이의 용적은, 도 2에 도시된 바대로, 도관(15)에서 하향으로 흐르는 액체가 우회하는 탈비말동반 유로(56)를 형성한다. 그러나, 탈비말동반 단으로부터 아래에 존재하는 증기 및 액체의 위로 흐르는 병류는 데미스터 유닛(40)에서의 이러한 흐름 접촉에 의해 분리된다. 데미스터(24)의 유입구 면(42)에서의 천공 판 또는 다른 흐름 조작기는 데미스터(24)에 걸친 유체 흐름 분배를 개선하고 증기-액체 분리를 개선한다. 수용 팬(26) 위의 용적과 이것이 지지하는 데미스터 열(24) 사이의 용적은 유체 전달 용적(58)을 획정한다. 데미스터(24)의 열은 도 2에 도시된 바대로 수직으로부터 일정 각도로 배향되어 (이 용적에서 감소하는 증기 흐름을 일치시키기 위해) 바닥으로부터 상부로 용적이 감소하는 탈비말동반 유로(56) 및 (이 용적에서 증가하는 증기 흐름을 일치시키기 위해) 바닥으로부터 상부로 용적이 증가하는 유체 전달 용적(58)의 개선된 기하 구조를 제공할 수 있다.

탈비말동반 단(14)의 탈비말동반 모듈(20)에 걸친 유체 흐름은 하부 접촉 단(12)의 덕트(28a)와 협조하여 이 단의 몇몇 수용 팬(26a)에 의해 하강관(22)으로 지시되는 하부 접촉 단(12)으로부터의 액체 흐름을 포함한다. 액체는 유출구(34)를 통해 하강관(22)을 빠져나가고 도관(15)을 통해 탈비말동반 유로(56)를 우회한다. 그러나, 탈비말동반 단 아래로부터의 증기, 예를 들면 리보일러 회수물로부터의 증기에서 비말동반된 액체는 데미스터 유닛(40)의 유입구 면(42)으로 상승 증기에 의해 위로 운반된다. 데미스터 유닛(40) 내에서 상기 기재된 바대로 구조를 분리시켜 증기 및 액체를 분리시켜, 분리된 증기가 주로 유출구 면(44)을 거쳐 유체 전달 용적(58)으로 데미스터 유닛(40)을 빠져나온다. 이후, 분리된 증기는 하부 접촉 단(12)의 병류 유로로 계속해서 상향으로 흐른다. 분리된 액체는 유출구 면(44) 저부를 거쳐 데미스터 유닛(40)을 빠져나와 수용 팬(26)으로 흐른다. 이후, 수용 팬(26)을 분리된 액체를 다수의 덕트(28)로 지시하고, 각각의 덕트(28)는 액체를 칼럼 섬프와 같은 원하는 위치로 지시한다.

다른 실시양태에 따르면, 천공 유입판(42) 대신에, 메쉬 패드와 같은 다공성 블랭킷 층을 사용하여 데미스터 유닛(40)에 대한 유입구를 커버할 수 있다. 이러한 다공성 블랭킷 사용은 특히 더 높은 증기 비율에서의 조작 동안 증기-액체 분리를 개선하는 것으로 밝혀졌다. 다공성 블랭킷은 액체 액적 탈비말동반 또는 소위 "미스트 분리장치"에 사용되는 종래 메쉬 물질일 수 있다. 이것은 전형적으로 높은 표면적, 낮은 압력 강하 블랭킷을 형성하는 매우 느슨하게 직조된 스트랜드를 포함한다. 메쉬 블랭킷은 미세한 액적 유착 및 분리기로의 액체 분배를 위한 것이다. 대안적인 구성은 데미스터 유닛(40) 내부에 분리 구조에서 압인으로 메쉬를 탑재하는 것을 포함한다.

도 4는 본원에 기재된 바대로 탈비말동반 단(14)을 갖는 모듈식 구조의 탈비말동반 장치를 도시한 것이다. 이 실시양태의 장치는 2개의 탈비말동반 모듈(20)을 갖지만, 모듈 수는 변할 수 있고 장비 크기(예를 들면, 직경) 및 장비 내 액체 및 증기 스트림의 속도 및 물성에 의해 주로 결정된다. 각각의 탈비말동반 모듈(20)은 1개의 하강관(22), 2개의 데미스터(24) 및 연결 수용 팬(26) 및 액체 도관(15)을 갖는다.

도 5는 어떻게 하강관(22), 데미스터(24) 및 수용 팬(26)이 보통 전체 칼럼 단면에 걸쳐 연장되고, 하강관에 부착된 도관(15) 및 수용 팬에 부착된 덕트(28)가, 도시된 바대로, 복수의 더 작은 유닛으로 분할되는지를 보여주는 탈비말동반 단의 상면도를 제공한다. 도관(15)은 다양한 단면 형상으로 형성될 수 있고, 상향으로 흐르는 증기와의 접촉을 우회하면서(그렇지 않은 도관(15)에서 액체를 비말동반함) 원하는 위치로부터 액체를 수용하고 원하는 위치로 액체를 유출시키는 다양한 종축 방향으로 연장된다.

도 6은, 대표적인 탈비말동반 장치(60)에서, 탈비말동반 유로를 거쳐 통과한 후 이의 진입 증기(6)로부터 데미스터(24)에서 분리되는 비말동반 액체 액적(5)의 흐름을 도시한 것이고, 상부의 접촉 단(도시되지 않음)으로부터 흐르는 액체 스트림(7)은 하강관(22)에 진입하고 도관(15)을 통해 이 탈비말동반 유로를 우회한다. 하강관(22)은 액체 스트림(7)을 도관(15)으로 배출하기 위한 예를 들면 하나 이상의 슬롯에 의해 개방될 수 있다. 증기(6) 및 이의 비말동반 액체 액적(5)은 탈비말동반 유로를 거쳐 상향으로 흐르고, 이후 데미스터(24)를 거쳐 흐른다. 증기(6)로부터 분리된 후, 비말동반 액체(5)는 수용 팬(26)으로 떨어진다. 하강관(22)과 유체 연통하는 도관(15)은 액체 스트림(7)을 탈비말동반 장치(60) 아래의 원하는 위치로 지시한다.

도 7은 용기(11) 내 장착된 도 6에 도시된 것과 같은 탈비말동반 장치(60)를 도시한 것이다. 예시된 실시양태에서, 탈비말동반 장치(60)는 하부 접촉 단(12) 및 몇몇 중간 접촉 단(8) 아래에 설치된다. 탈비말동반 장치(60)는 리보일러 회수물(70)로부터 상향으로 상승하는 증기로부터 액체를 제거한다. 탈비말동반 장치(60)의 하강관(22)을 거쳐 흐르는 액체는 도관(15)을 거쳐 이 증기를 우회한다. 탈비말동반 장치(60)는 용기(11) 내 다른 위치에 대안적으로 배치되어 용기(11)의 임의의 단에서 공급물 또는 증기에 비말동반된 액체를 유사하게 제거할 수 있다.

도 8은, 탈비말동반 장치(60)와 함께, MD™ 트레이(65) 또는, 대안적으로, ECMD™ 트레이 또는 상기의 탈비말동반 장치(60)의 하강관(22)과 유체 연통으로 배치될 수 있는 다회 통과 트레이(65)와 같은 다른 유형의 증기-액체 접촉 장치의 사용을 도시한 것이다.

전체적으로, 본 발명의 양태는, 탈비말동반 장치와 함께, 대개 증기-액체 접촉을 수행하기 위한 접촉 모듈, 특히 대용량 및 고효율을 제공하고 대개 증기-액체 접촉 장비 내에 높은 액체 및 증기 흐름과 관련되는 병류 접촉 모듈의 사용에 관한 것이다. 상기 장치를 또한 MD™ 트레이, ECMD™ 트레이 또는 종래 다회 통과 트레이를 비롯한 대용량 트레이와 함께 사용할 수 있다. 당업자는 본원에 기재된 설비 이점 및 관련 방법 및 다른 분야에서의 이의 적합성을 이해할 것이다. 본 개시내용의 견지에서, 다른 유리한 결과를 얻을 수 있다는 것으로 이해된다. 당업자는, 본 개시내용으로부터 얻은 지식에 의해, 본 개시내용의 범위를 벗어남이 없이 상기 설비 및 방법을 다양하게 변경시킬 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이론적인 또는 관찰된 현상 또는 결과를 설명하기 위해 사용되는 메커니즘은 예시적이고 특허청구범위를 어떠한 방식으로든 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

1. 탈비말동반 유로를 우회하는 도관과 일체형이거나, 이에 근접한 유출구를 갖는 1개 이상의 하강관;
   상기 탈비말동반 유로에 근접한 유입구 면 및 수용 팬 위에 있는 유출구 면을 갖는 데미스터; 및
   상기 수용 팬과 유체 연통하는 상단을 갖는 1개 이상의 덕트
   를 포함하는 1개 이상의 탈비말동반 모듈을 갖는 탈비말동반 단을 포함하는 비말동반 액체 분리용 탈비말동반 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하강관은 상기 도관과 일체형인 탈비말동반 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하강관은 상기 도관에 근접한 유출구를 갖는 것인 탈비말동반 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하강관은 상기 도관 내에 유출구를 갖는 것인 탈비말동반 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관은 상기 수용 팬 아래로 연장되는 것인 탈비말동반 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 도관이, 탈비말동반 모듈의 수용 팬으로부터 데미스터의 상부까지의 높이와 적어도 동일한 깊이로, 상기 수용 팬 아래로 연장되는 것인 탈비말동반 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하강관이 상기 탈비말동반 유로를 우회하는 다수의 도관과 일체형이거나, 이들에 근접한 다수의 유출구를 갖는 것인 탈비말동반 장치.
8. 1개 이상의 병류 유로에 근접한 유출구를 갖는 1개 이상의 하강관;
   상기 병류 유로에 근접한 유입구 면 및 수용 팬 위에 있는 유출구 면을 갖는 데미스터; 및
   상기 수용 팬과 유체 연통하는 상단과 하단을 갖는 1개 이상의 덕트로서, 각 덕트의 하단은 제1항의 탈비말동반 장치의 별개의 하강관과 유체 연통하는 것인 덕트
   를 포함하는 1개 이상의 하부 접촉 모듈을 갖는 하부 단을 갖는, 병류식 증기-액체 접촉을 수행하기 위한 장치.
9. 제8항의 장치의 하부 접촉 모듈의 병류 유로를 통해 증기 스트림과 액체 스트림을 통과시키는 단계를 포함하는 증기 스트림과 액체 스트림의 접촉 방법.

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