KR20120072334A - 칼럼 - Google Patents

칼럼 Download PDF

Info

Publication number
KR20120072334A
KR20120072334A KR1020110140207A KR20110140207A KR20120072334A KR 20120072334 A KR20120072334 A KR 20120072334A KR 1020110140207 A KR1020110140207 A KR 1020110140207A KR 20110140207 A KR20110140207 A KR 20110140207A KR 20120072334 A KR20120072334 A KR 20120072334A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
column
dispensing
main channel
dispensed
Prior art date
Application number
KR1020110140207A
Other languages
English (en)
Inventor
게르하르트 알츠너
안톤 몰
크리스티안 마텐
루드비히 바우어
Original Assignee
린데 악티엔게젤샤프트
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 린데 악티엔게젤샤프트 filed Critical 린데 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20120072334A publication Critical patent/KR20120072334A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/26Fractionating columns in which vapour and liquid flow past each other, or in which the fluid is sprayed into the vapour, or in which a two-phase mixture is passed in one direction
    • 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
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0295Start-up or control of the process; Details of the apparatus used, e.g. sieve plates, packings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04896Details of columns, e.g. internals, inlet/outlet devices
    • F25J3/04927Liquid or gas distribution devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04975Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the air fractionation unit, e.g. transportable devices by truck or small scale use
    • F25J3/04987Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the air fractionation unit, e.g. transportable devices by truck or small scale use for offshore use
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/90Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/72Processing device is used off-shore, e.g. on a platform or floating on a ship or barge

Abstract

본 발명은 칼럼(1)과 관련이 있으며, 상기 칼럼은 다수의 충전 몸체 또는 패키지(package)의 형태로 형성된 충전부(10)가 배치된 섹션(9), 상기 충전부(10)로 액체(F)를 분배하기 위한 액체 분배기(100), 그리고 액체(F)를 칼럼(1)의 충전부(10)로 분배할 때에 통과하는 상기 액체 분배기(100)의 분배 챔버(101)를 구비한다. 본 발명에 따라, 상기 액체 분배기(100)의 분배 챔버(101) 안에는 분배될 액체(F)를 위한 다수의 관통구(21)를 형성하는 추가의 수단(20)이 배치되어 있다.

Description

칼럼 {COLUMN}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 칼럼에 관한 것이다.
상기와 같은 칼럼은 다수의 충전 몸체(규칙이 없는 충전 몸체 더미(pileup))의 형태로 형성된 또는 구조화된 패키지(package)의 형태로 형성된 충전부(10)가 배치되어 있는 섹션, - 규정에 따라 배치된 칼럼의 상태와 관련하여 - 상기 섹션의 상부에 배치되어 있고 그리고 상기 충전부로 액체를 분배하기 위하여 설치되고 제공된 액체 분배기, 그리고 액체를 칼럼의 충전부로 분배할 때에 통과하고 분배할 액체를 수용하기 위한 상기 액체 분배기의 분배 챔버를 구비한다.
가스 형태의 상태와 액체 상태 사이에서 재료- 및 열을 교환하기 위한 칼럼(재료 교환 칼럼으로도 불림)은 수많은 공정 기술적인 적용 예들에 공지되어 있고, 소위 "온-쇼어(on-shore)"-장치에 사용될 뿐만 아니라 소위 "오프-쇼어(off-shore)"-장치에도 사용된다. 이 경우에는 일반적으로 재료 또는 재료 혼합물이 대부분 가스 형태로 칼럼의 종축을 따라 아래로부터 위로 상기 칼럼의 전술된 충전부를 관류한다. 대부분 유동 상태(액체)인 제 2 재료 또는 재료 혼합물은 충전부 상부에 제공되고, 종축을 따라 위로부터 아래로 칼럼을 관류한다. 이 경우에는 상기 두 가지 재료 또는 재료 혼합물이 충전부 내부에서 서로 집중적으로 접촉됨으로써, 원하는 재료- 또는 열 교환이 이루어진다. 충전 몸체 또는 패키지를 구비한 상기와 같은 역류 장치에서는 재료- 또는 열 교환 상태에 있는 재료 또는 재료 혼합물이 칼럼의 횡단면에 걸쳐서 상호 일정한 비율을 갖는 것이 중요하다. 이와 관련하여 전술된 충전부(예컨대 더미 충전 몸체 및/또는 구조화된 패키지)를 구비한 칼럼에서는 칼럼의 충전부에 액체를 제공하기 위하여 서문에 언급된 유형의 액체 분배기가 사용된다. 이와 관련해서는 상기와 같은 액체 분배기의 분배 품질 혹은 분배 수준이 재료- 및/또는 열 교환에 그리고 관련 칼럼의 개별 충전부의 작용에 영향을 미친다는 사실이 주목할만하다.
상기와 같은 내용으로부터 출발하는 본 발명의 과제는 서문에 언급된 유형의 칼럼에서 간단한 수단으로써 액체 분배기의 분배 품질을 개선하는 것이다.
상기 과제는 청구항 1의 특징들을 갖는 칼럼에 의해서 해결된다.
청구항 1에 따르면, 액체 분배기의 분배 품질을 개선하기 위하여 상기 액체 분배기의 분배 챔버 안에 추가의 수단이 제공되며, 상기 추가의 수단은 특히 고체, 기포의 유입을 방지하거나 또는 에너지를 중단시키기 위하여 분배될 액체를 위한 다수의 (좁은) 관통구를 형성한다.
본 발명에서 상기 수단은 바람직하게 (느슨하게) 위?아래로 적층된 그리고/또는 옆으로 나란히 배치된 다수의 충전 소자(충전 몸체)를 통해 형성되며, 상기 충전 소자들은 특히 볼, 링형 실린더, 행거 링 또는 행거 몸체의 형태로 형성되고, 상기와 같은 방식으로 3차원적인 패키지를 형성한다.
그 대안으로서 상기 수단은 분배될 액체(유동 상태)를 위한 전술된 다수의 관통구를 제공하기 위하여 와이어 편물 또는 연신 금속으로 형성될 수 있다.
본 발명의 추가의 한 변형 예에서 전술된 수단은 분배될 액체로부터 고체 입자를 분리하기 위한 여과 망으로서, 특히 평평한 소자의 형태로 (또는 평평한 소자들로 형성된 유닛으로서) 형성될 수 있으며, 상기 수단은 여과 망의 관통 개구의 형태로 형성된 다수의 관통구를 구비하고, 상기 관통구들은 분배될 액체를 관류시킬 목적으로 형성되었으며, 이 경우 전술된 관통구들은 특히 분배될 액체 안에 함유된 고체 입자가 사전에 규정될 수 있는 크기부터는 상기 관통구를 통과할 수 없도록 그리고 그럼으로써 여과 망(필터)에서 분리되도록 제조되거나 치수 설계된다. 상기 여과 망 혹은 상기 여과 망의 소자들은 바람직하게 금속으로 이루어진다.
전술된 본 발명에 따른 수단이 바람직하게는 액체 분배기의 분배 챔버 안에 배치됨으로써, 결과적으로 분배될 액체는 예컨대 다음과 같은 방법들 중에서 한 가지 방법으로 상기 수단에 의해서 작용을 받게 된다: 분배될 액체가 상기 수단에 의해서 제공되는 관통구를 관류하거나 채울 때에 제동이 이루어지고(에너지 소멸), 액체의 동작, 특히 관통구 안에 있는 액체가 칼럼의 횡단면을 따라 가로로(수평으로) 움직이는 동작이 상기 수단과의 상호 작용에 의해 줄어들며, 그리고 전술된 수단이 비교적 효율이 높은 표면을 이용함으로써 관통구 안에 수용되고 분배될 액체의 가스 제거 작용(기포의 유입 후에)이 야기되거나 지원된다.
그럼으로써, 칼럼의 분배 품질 혹은 상기 칼럼의 액체 분배기의 분배 품질이 각각 현저하게 개선된다: 예를 들어 제공될 혹은 분배될 액체가 파이프 라인으로부터 외부로 제공되면, 상기 액체는 규칙적이고 상대적으로 높은 자체 유동 속도로 인해 상응하게 높은 임펄스를 칼럼 내부로 유입시키게 되고, 상기 임펄스는 전술된 수단의 제동 작용에 의해서 감소하며, 이와 같은 사실은 액체의 균일한 분배를 용이하게 함으로써 분배 품질을 개선한다.
예를 들어 "오프-쇼어"-적용의 경우가 존재하면, 분배 챔버 내에서 이루어지는 액체의 가로 동작, 다시 말해 칼럼의 종축에 대하여 가로로 이루어지는 액체의 동작은 전술된 수단(예컨대 전술된 바와 같이 더미 충전 몸체의 형태로 형성된, 또는 연신 금속 또는 와이어 편물의 형태로 형성된 수단)에 의해서 줄어들게 되고, 특히 액체 웨이브는 중단된다. 그럼으로써, 상이한 액체 상태들이 보상되고, 그로 인해 칼럼의 횡단면에 걸쳐서 균일한 액체 분배가 보증된다.
분배될 액체 흐름이 예를 들어 가스를 함유하거나 또는 칼럼 내부의 상황 때문에 (예컨대 공급 흐름이 두 가지 상(phase)인 경우 또는 배출되는 액체의 가스 유입에 의해) 가스가 분배기 내부로 유입되는 경우에는, 전술된 수단이 경우에 따라 원래의 액체 분배 과정 이전에 가스와 액체의 분리(가스 제거) 동작을 수행함으로써, 궁극적으로는 칼럼의 횡단면에 걸쳐서 액체의 균일한 분배가 보증될 수 있다.
본 발명에 따른 수단이 여과 망(필터)의 형태로 형성된 경우에는 또한 액체 분배기 안으로 유입되는 고체 입자 그리고 그와 더불어 액체가 칼럼의 충전부에 분배될 때에 통과하게 되는 액체 분배기의 분배 홀이 폐쇄될 수 있고, 그로 인해 전술된 수단이 분리되는 액체 분배기가 넘쳐 흐를 수 있게 되며, 이와 같은 상황도 마찬가지로 액체 분배기의 분배 품질을 개선한다.
상기 분배 챔버는 바람직하게 메인 채널을 구비하며, 상기 메인 채널은 칼럼이 규정에 따라 배치된 경우에 수직선과 일치하게 되는 칼럼의 종축을 따라서 칼럼의 전술된 섹션 위에 배치되어 있고, 그리고 (분배될) 액체를 분배하기 위하여 상기 메인 채널로부터 뻗어나오는 상기 액체 분배기의 분배 암(arm)들을 고려해서 형성된다. 이 경우 전술된 수단은 바람직하게 메인 채널 안에 그리고/또는 분배 암들 내부에 배치된다. 상기 분배 암들은 액체를 칼럼의 충전부에 분배하기 위해서 그리고 특히 칼럼의 전체 횡단면에 걸쳐서 분배하기 위해서 이용된다. 이 목적을 위하여 상기 분배 암들은 각각 상응하는 분배 홀을 가지며, 상기 분배 홀을 통해서 액체가 그 아래에 놓여 있는 상기 칼럼의 충전부에 제공된다.
수단이 여과 망(위 참조)의 형태로 형성된 경우에 상기 수단은 바람직하게 메인 채널 안에 배치되며, 이 경우에는 여과 망이 특히 세로 방향으로 뻗고 위?아래로 겹쳐서 진행하는 두개의 레그(leg)들로 형성됨으로써, 결과적으로 상기 여과 망은 횡단면 상으로 볼 때 상기 메인 채널의 바닥 쪽으로 가면서 점차 좁아지게 된다. 이 경우 예컨대 연신 금속으로부터 제조될 수 있는 상기 여과 망의 두 개의 레그는 각각 한 가지 연장 방향을 따라서 연장되며, 상기 연장 방향을 따라서는 메인 채널도 세로로 연장된다. 이 경우 두 개의 레그에 의해서 형성되고, 상기 연장 방향을 따라서 뻗는 상기 여과 망의 에지(자유 단부 영역)는 메인 채널의 바닥 방향을 향한다.
본 발명의 추가의 한 변형 예에서 분배 챔버는 특히 원통형 분배 포트(pot)로서 형성될 수 있거나 또는 이와 같은 분배 포트를 구비할 수 있다. 이 경우 상기 분배 포트는 바람직하게 분배 홀을 갖는 바닥을 가지며, 상기 분배 홀을 통해서는 분배 포트 안에 있는 분배될 액체가 아래로 계속해서 제공될 수 있거나 또는 칼럼의 충전부에 분배될 수 있으며, 그리고 상기 분배 포트는 또한 바닥으로부터 출발하여 주변을 둘러싸는 벽을 갖는다. 이 경우 수단이 여과 망의 형태로 형성된 경우에는 상기 여과 망이 바람직하게 깔때기 모양으로 또는 원뿔 모양으로 형성됨으로써, 결과적으로 상기 여과 망은 점차 좁아지는 자유 단부를 형성하게 되며, 상기 자유 단부는 분배 포트의 바닥을 향한다. 이 경우 여과 망은 주변을 둘러싸는 외부 에지 영역에 걸쳐서 상기 분배 포트의 벽에 고정될 수 있다.
상기 분배 챔버는 또한 특히 분배될 액체를 수집하기 위한 수집 공간으로서도 형성될 수 있거나 또는 이와 같은 수집 공간을 가질 수 있다. 이때 상기와 같은 수집 공간은 바람직하게 바닥을 갖고, 상기 바닥으로부터 출발하여 주변을 둘러싸는 (경우에 따라 원통형의) 벽을 가지며, 이 경우에는 가스 형태의 상이 상기 수집 공간을 (아래로부터 위로 칼럼의 종축을 따라서) 관류하도록 하기 위하여 특히 분배기 굴뚝이 바닥으로부터 뻗어나온다. 이 경우 전술된 수단은 바람직하게 상기 분배기 굴뚝 사이에서 수집 공간의 바닥에 인접하여 배치되며, 이때 상기 수단은 바람직하게 수집 공간의 바닥을 덮고 (특히 볼의 형태로 형성되었거나 또는 전술된 몸체의 형태로 형성된) 느슨한 충전 소자로 이루어진 3차원적인 패키지를 형성한다. 액체를 아래쪽으로 관류시키기 위하여 또는 액체를 분배하기 위하여 상기 수집 공간의 바닥은 적어도 하나의 분배 홀을 갖는다.
액체 분배기도 당연히 본 발명의 주요 아이디어로서 독자적으로 속행될 수 있다. 이와 같은 액체 분배기는 적어도 다음과 같은 특징들을 가지며, 종속 청구항에 포함된 특징들에 의해서 개선될 수 있다: 분배 챔버를 갖고, 상기 분배 챔버를 통해 액체가 그 아래에 배치된 칼럼의 충전부에 분배될 수 있으며, 이 경우 액체 분배기의 분배 챔버 안에는 (액체 분배기의 분배 품질을 개선하기 위하여) 추가의 수단이 배치되어 있고, 상기 추가의 수단은 분배될 액체를 위한 다수의 관통구를 형성한다.
본 발명의 추가의 특징들 및 장점들은 도면을 참조한 실시 예에 대한 아래의 도면 설명부에서 상세하게 설명된다.
도 1은 액체 분배기의 분배 품질을 개선하기 위하여 깔때기 모양의 여과 망의 형태로 형성된 수단을 포함하는, 액체 분배기의 분배 포트를 구비한 칼럼의 부분 확대 단면도이며,
도 2는 도 1에 도시된 분배 포트를 부분적으로 절단하여 도시한 사시도이고,
도 3은 액체 분배기의 분배 품질을 개선하기 위하여 메인 채널 및 상기 메인 채널로부터 출발하는 분배 암 그리고 상기 메인 채널 안에 배치되어 있고 세로로 연장되는 여과 망의 형태로 형성된 수단을 포함하는, 액체 분배기를 구비한 칼럼의 부분 확대 단면도이며,
도 4는 도 3에 따른 여과 망과 유사한 여과 망을 구비한 칼럼의 액체 분배기를 부분적으로 절단하여 도시한 사시도이고,
도 5는 메인 채널 그리고 상기 메인 채널로부터 뻗어나오는 분배 암을 구비한 칼럼의 액체 분배기를 부분적으로 절단하여 도시한 사시도로서, 이 경우 메인 채널 안에 그리고 분배 암들 내에는 규칙 없이 배치된 충전 소자의 형태로 형성된 수단이 제공되어 있으며, 그리고
도 6은 액체 분배기의 분배 품질을 개선하기 위하여 분배기 굴뚝 그리고 상기 굴뚝들 사이에 제공되고 규칙 없이 배치된 충전 소자의 형태로 형성된 소자를 구비한 칼럼의 액체 분배기의 수집 공간을 부분적으로 절단하여 도시한 사시도이다.
도 1은 도 2와 관련하여 종축(L)을 따라 세로로 연장되고 역류 동작에 적합한 칼럼(1)을 보여주며, 상기 칼럼은 종축(L)을 따라 연장되는 (원통형의) 재킷을 갖고, 적어도 하나의 제 1 섹션(9)을 가지며, 상기 제 1 섹션 안에는 규칙 없는 충전 몸체 더미(10) 또는 구조화된 패키지(10)의 형태로 형성된 칼럼(1)의 충전부가 배치되어 있다. 칼럼(1)의 종축(L)은 - 규정에 따라 배치된 상기 칼럼(1)의 상태와 관련하여 - 수직선(Z)과 일치한다. 칼럼(1) 내부에서 액상(액체)(F)은 규칙 없는 충전 몸체 더미 또는 구조화된 패키지를 습윤 시키고, 칼럼(1)을 채우며, 중력에 의해 작동되어 아래쪽으로 흘러간다. 칼럼(1) 안으로 유입되는 가스 형태의 상은 위쪽으로 움직인다. 두 가지 상이 반드시 상기 충전부(10)에 의해서 제공되는 다수의 좁은 채널을 통과해야만 하기 때문에, 두 가지 상 간의 상호 작용이 상승하게 된다.
종축(L)에 대하여 가로로 뻗는 상기 충전부(10)의 전체 횡단면에 걸쳐서 액상(F)을 가급적 균일하게 분배하기 위하여, 칼럼(1)은 충전부(10) 위에 또는 섹션(9) 위에 액체 분배기(100)를 구비한다. 칼럼(1)이 종축(L)을 따라 또는 수직선(Z)을 따라 위?아래로 겹쳐서 배치된 다수의 충전부(10)를 갖는 것은 당연히 가능하다. 이 경우에는 바람직하게 상기와 같은 충전부(10) 위에 액체 분배기(100)가 각각 하나씩 제공된다.
도 1에 따르면 칼럼(1)은 포트 분배기의 형태로 형성된 액체 분배기(100)를 구비하고, 상기 액체 분배기는 원통형 분배 포트의 형태로 형성된 분배 챔버(101)를 가지며, 상기 분배 챔버는 칼럼(1) 내에서 섹션(9) 위에 동축으로 배치되어 있다.
분배 포트(101)는 바닥(102)을 가지며, 상기 바닥으로부터 주변을 둘러싸는 벽(103)이 출발하고, 상기 벽은 분배 포트(101)를 액체(F)로 채울 때에 상기 액체가 통과할 수 있는 상기 분배 포트(101)의 개구를 제한한다. 액상(F)을 아래로 분배하기 위하여 상기 분배 포트(101)는 바람직하게 다수의 분배 홀(104)을 가지며, 상기 분배 홀들은 바닥(102) 위에 규칙적으로 (특히 등거리로) 분포되어야만 한다.
분배 포트(101) 내에는 깔때기 모양의 여과 망의 형태로 형성된 수단(20)이 배치되어 있으며, 상기 수단은 분배 포트(101)의 바닥(102) 쪽을 향하고 있는 상기 여과 망(20)의 자유 단부 쪽으로 가면서 점차 좁아진다. 여과 망(20)이 액상(F)을 위한 다수의 관통구(관통 홀)(21)를 형성함으로써, 결과적으로 분배 홀(104)이 액상(F) 내에 있는 고체 입자에 의해 폐쇄되는 것을 방지하기 위하여 상기와 같은 고체 입자는 (소정의 크기부터) 여과 망(20)에서 분리된다. 또한, 여과 망(20)에 제공된 액체(F)는 상기 여과 망(20)의 비교적 크기가 작은 관통구(21)로 인해 상기 여과 망에 의해서 소정의 정도만큼 추가로 액체의 유동 동작이 안정되거나 또는 차단되며, 이와 같은 특징도 마찬가지로 액체(F)의 균일한 분배를 위해서 필요하다.
여과 망(20) 안으로 액체(F)를 주입하기 위하여 경우에 따라 라인(150)이 제공되며, 상기 라인의 배출구는 종축(L)을 따라 상기 여과 망(20)의 자유 단부(105) 위에 배치되어 있다.
도 3은 도 1과 달리 종축(L)에 대하여 수직으로 뻗는 연장 방향(E)을 따라 연장되는 메인 채널(110) 그리고 상기 메인 채널로부터 출발하는 분배 암(120)을 구비한 액체 분배기(100)를 보여주며, 분배 암(120)의 바닥(122)에 각각 제공된 상기 분배 암의 분배 홀(104)을 통해서 액상(F)이 그 아래에 있는 칼럼(1)의 충전부(10)에 분배될 수 있다. 메인 채널(110) 그리고 분배 암(120)은 각각 해당 바닥(112 혹은 122)으로부터 출발하는 벽(113 혹은 123)을 갖는다.
메인 채널(110)의 벽(113)이 위쪽으로 개방됨으로써, 결과적으로 분배될 액상(F)은 재차 라인(150)을 통해서 메인 채널(110) 안으로 유입될 수 있으며, 상기 라인의 배출구는 메인 채널(150) 위에 배치되어 있다. 이때 유입된 액체(F)를 필터링 하기 위하여 (위 참조) 메인 채널(110) 내에는 실제로 상기 메인 채널(110)의 전체 횡단면에 걸쳐서 연장되고 여과 망(20)의 형태로 형성된 수단(20)이 배치되어 있으며, 상기 수단이 연장 방향(E)을 따라 연장되는 두 개의 평평한 레그(201, 202)로 형성되고, 상기 레그들이 메인 채널(110)의 바닥(112)을 향한 방향으로 겹쳐서 뻗음으로써, 결과적으로 여과 망(20)은 상기 연장 방향(E)을 따라 뻗는 에지 또는 자유 단부 영역(203)을 갖는다. 이 경우에도 라인(150)을 통해 여과 망(20)으로 제공되는 액체(F)는 상기 여과 망(20)에 의해서 추가로 안정되며 (위 참조), 이와 같은 특성도 마찬가지로 분배 품질을 개선하는데, 그 이유는 폐쇄된 분배 암(120) 내에서 가급적 일정한 충전 레벨의 형성이 유지되기 때문이다.
도 4는 분배 챔버(101)를 갖는 액체 분배기(100)를 사시도로 보여주며, 이 경우도 연장 방향(E)을 따라 연장되고 바닥(112)을 갖는 메인 채널(110)로부터 그리고 상기 메인 채널로부터 뻗어나오는 벽(113)으로부터는 상기 메인 채널(110)의 양측에서 다수의 분배 암(120)이 뻗어나오고, 상기 분배 암들의 바닥(122)은 연장 평면에서 메인 채널(110)의 바닥과 동일한 높이에 놓이며, 이 경우 분배 암(120)의 바닥(122)으로부터 뻗어나오는 상기 분배 암(120)의 벽(123)은 수직선(Z)을 따라 특히 메인 채널(110)의 벽(113)과 동일한 높이를 갖는다.
메인 채널(110) 및 경우에 따라 분배 암(120)이 위쪽으로 개방됨으로써, 결과적으로 도 3에 따라 분배될 액상(F)도 마찬가지로 위로부터 메인 채널(110) 내부로 유입될 수 있다. 이 경우 메인 채널(110) 내에는 재차 도 3의 유형에 따른 여과 망(20)이 배치되어 있으며, 상기 여과 망은 분배될 액체(F)를 필터링 하기 위해서 이용되고, 그와 더불어 액체 분배기(100)의 분배 홀(104)의 폐쇄를 방지해주며, 이와 같은 특성은 분배기(100)의 분배 품질을 개선한다.
도 5는 도 4의 유형의 따른 액체 분배기(100)를 보여주며, 이 경우에는 도 4와 달리 메인 채널(110) 내부에 도 4에 따른 여과 망(20)이 배치되어 있지 않고, 오히려 옆으로 나란히 그리고 위?아래로 겹쳐서 위치 설정된 다수의 충전 소자(20)가 배치되어 있으며, 상기 충전 소자들은 메인 채널(110)의 바닥(112) 그리고 분배 암(120)의 바닥(122)을 덮는 동시에 3차원적인 패키지를 형성하고, 상기 3차원 패키지는 분배될 액체(F)를 위하여 다수의 좁은 관통구(21)를 제공해준다(각각의 충전 소자(20)는 인접한다). 이와 같은 상황은 액체 분배기(100)의 분배 품질을 촉진하는데, 그 이유는 상기와 같은 상황으로 인해 한 편으로는 분배 챔버(101) 내부로 유입되는 액상(F)의 유입 동작이 차단되고 그리고 특히 가로 동작(웨이브)과 관련하여 안정된다. 다른 한 편으로는 충전 소자(20)의 효율이 높은 표면으로 인해 분배 챔버(101) 내부에서 액체(F)의 가스 제거 과정이 전체적으로 지지가 된다.
마지막으로 도 6은 수집 챔버로 형성된 분배 챔버(101)를 구비하거나 또는 이와 같은 적어도 하나의 수집 챔버를 구비한 분배 챔버(101)를 포함하는 액체 분배기(100)를 보여준다.
수집 챔버(101)는 바닥(102)을 가지며, 상기 바닥으로부터 주변을 둘러싸는 벽(103)이 시작된다. 바닥(102)은 다수의 직사각형 관통 개구를 가지며, 상기 관통 개구의 주변을 둘러싸는 에지로부터 각각 주변을 둘러싸는 벽(131)이 수직선(Z)을 따라 뻗어나옴으로써, 결과적으로 분배기 굴뚝(130)이 형성되고, 상기 분배기 굴뚝을 통해 칼럼(1) 내에서 상승하는 가스 형태의 상이 위쪽으로 수집 챔버(101)를 관통하여 가이드 될 수 있게 된다. 수집 챔버(101) 안에 수집된 액상(F)을 분배하기 위하여 바닥(102)은 또한 분배 홀(104)을 가지며, 상기 분배 홀을 통해서 액상(F)은 수집 챔버(101) 아래에 배치된 칼럼(1) 충전부(10)의 횡단면에 제공될 수 있다.
분배기 굴뚝(130)의 벽(131)들은 각각 경우에 따라 덮일 수 있는 굴뚝 개구(132)를 제한하는데, 그 목적은 칼럼(1) 내에서 아래로 흘러가는 액상(F)이 분배기 굴뚝(130) 내부로 유입될 수 없도록 하기 위함이다.
수집 챔버(101)의 바닥(102)에서 도 5의 유형에 따른 개별 분배기 굴뚝(130) 사이에는 다수의 충전 소자(120)가 옆으로 나란히 그리고 위?아래로 겹쳐서 배치되어 있으며, 상기 충전 소자들은 수집 챔버(101)의 바닥(102)을 덮는 동시에 3차원적인 패키지를 형성하고, 상기 3차원 패키지는 분배될 액체(F)를 위하여 다수의 좁은 관통구(21)를 제공해준다. 그럼으로써 도 5와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 액체 분배기(100)의 분배 품질이 개선된다.
수집 챔버(101)는 특히 칼럼(1)의 충전부(10) 아래에 배치될 수 있으며, 아래로 흐르는 액상(F)을 수용하여 바닥(102) 안에 배치된 분배 홀(104)을 통해 아래로 계속 분배할 수 있다. 이와 같은 배열 상태에서는 개별 굴뚝 개구(132)가 덮일 수 있다(위 참조). 분배될 액상(F)을 도 1 또는 도 3의 유형에 따른 라인을 통해 수집 챔버(101)에 공급하는 것도 당연히 가능하다.
1: 칼럼
9: 섹션
10: 충전부
20: 수단
21: 관통구
100: 액체 분배기
101: 분배 챔버
102: 바닥
103: 벽
104: 분배 홀
105: 자유 단부
110: 메인 채널
112: 바닥
113: 벽
120: 분배 암
122: 바닥
123: 벽
130: 분배기 굴뚝
131: 벽
132: 굴뚝 개구
150: 공급 라인
201: 레그
202: 레그
203: 자유 단부 영역, 에지
E: 연장 방향
L: 종축
Z: 수직선

Claims (11)

  1. 칼럼으로서,
    - 다수의 충전 몸체 또는 패키지의 형태로 형성된 충전부(10)가 배치된 섹션(9),
    - 액체(F)를 상기 충전부(10)에 분배하기 위한 액체 분배기(100), 그리고
    - 액체(F)가 상기 칼럼(1) 충전부(10)에 분배될 때에 통과할 수 있는 상기 액체 분배기(100)의 분배 챔버(101)를 구비한 칼럼에 있어서,
    상기 액체 분배기(100)의 분배 챔버(101) 안에는 추가의 수단(20)이 배치되어 있고, 상기 추가의 수단은 분배될 액체(F)를 위한 다수의 관통구(21)를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수단(20)은 상호 인접하는 그리고/또는 위?아래로 겹쳐서 배치된, 특히 볼, 링형 실린더, 행거 링 및/또는 행거 몸체의 형태로 형성된 다수의 충전 소자(22)에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수단(20)은 와이어 편물 및/또는 연신 금속에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수단(20)은 분배될 액체(F)로부터 고체 입자를 분리하기 위한 여과 망으로서 형성되고, 특히 상기 여과 망(20)의 관통 개구의 형태로 형성된 다수의 관통구(21)를 갖는 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 여과 망(20)이 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    분배될 액체(F)가 상기 수단(20)에 의해 차단되도록, 액체의 동작이 상기 수단(20)에 의해서 줄어들도록, 그리고/또는 상기 관통구(21) 안에 수용된 분배될 액체(F)의 가스 분리 과정이 촉진되도록 상기 수단(20)이 분배 챔버(101) 안에 배치된 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 챔버(101)는 상기 섹션(9) 위에 배치된 그리고 분배 암(120)들에 액체(F)를 분배하기 위한 메인 채널(110)을 구비하며, 상기 분배 암(120)들은 상기 메인 채널로부터 뻗어나오고, 각각 재료 교환 칼럼(1)의 충전부(10)에 액체(F)를 분배하기 위하여 형성된 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수단(20)은 메인 채널(110) 안에 그리고/또는 분배 암(120) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  9. 제 4 항 및 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 수단(20)은 여과 망의 형태로 메인 채널(120) 내에 배치되어 있으며, 이 경우 상기 여과 망(20)은 특히 세로로 연장되는 그리고 위?아래로 겹쳐서 뻗는 두 개의 레그(201, 202)로부터 형성되며, 그리고 이 경우 특히 상기 두 개의 레그(201, 202)는 연장 방향(E)을 따라 세로로 연장된 상태로 형성되고, 상기 연장 방향은 메인 채널(120)이 세로로 연장될 때의 연장 방향(E)과 일치하는 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 분배 챔버(101)는 액체(F)를 분배하기 위한 분배 홀(104)을 갖춘 바닥(102) 그리고 상기 바닥(102)으로부터 시작되어 주변을 둘러싸는 벽(103)을 구비한 분배 포트로서 형성되며, 이 경우에는 상기 여과 망(20)이 깔때기 모양으로, 특히 원뿔 모양으로 형성됨으로써, 결과적으로 상기 여과 망(20)은 점차 좁아지는 자유 단부(105)를 가지게 되며, 그리고 이 경우 상기 여과 망(20)은 상기 자유 단부(105)가 바닥(102)의 방향을 향하도록 상기 분배 포트(101) 안에 배치된 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
  11. 제 2 항 또는 제 3 항만을 인용하는 제 6 항에 있어서,
    상기 분배 챔버(101)는 분배될 액체(F)를 수집하기 위한 수집 챔버로서 형성되고, 액체(F)를 분배하기 위한 분배 홀(104)을 갖춘 바닥(102) 그리고 상기 바닥(102)으로부터 시작되어 주변을 둘러싸는 벽(103)을 구비하며, 이 경우 상기 바닥(102)으로부터는 가스 형태의 상을 수집 챔버(101)를 통해 가이드 하기 위한 분배기 굴뚝(130)이 뻗어나오며, 그리고 이 경우 상기 수단(20)은 특히 상기 수집 챔버(101)의 바닥(102)에 있는 분배기 굴뚝(130)들 사이에 배치된 것을 특징으로 하는,
    칼럼.
KR1020110140207A 2010-12-23 2011-12-22 칼럼 KR20120072334A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010056023.5 2010-12-23
DE102010056023A DE102010056023A1 (de) 2010-12-23 2010-12-23 Kolonne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120072334A true KR20120072334A (ko) 2012-07-03

Family

ID=45318768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110140207A KR20120072334A (ko) 2010-12-23 2011-12-22 칼럼

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120160453A1 (ko)
EP (1) EP2468376A1 (ko)
JP (1) JP2012130912A (ko)
KR (1) KR20120072334A (ko)
DE (1) DE102010056023A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5767609B2 (ja) * 2012-06-25 2015-08-19 株式会社東芝 二酸化炭素回収装置及びその運転方法
DE102015121037A1 (de) * 2015-12-03 2017-06-08 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung zur Sauerstoffverteilung in einem Oxidationsreaktor, Oxidationsreaktor und Anlage mit einer solchen Vorrichtung und Betriebsverfahren
CN106768126A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 新疆熙泰石油装备有限公司 对冲式集液分布器
EP3719433A1 (de) * 2019-04-02 2020-10-07 Linde GmbH Regelbarer flüssigkeitsverteiler eines gewickelten wärmeübertragers zur realisierung unterschiedlicher flüssigkeitsbelastungen
FR3100320B1 (fr) * 2019-09-02 2022-02-18 Air Liquide Dispositif de distribution destiné à une colonne de séparation gaz/liquide

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2290162A (en) * 1941-01-10 1942-07-21 Foster Wheeler Corp Vapor and liquid contact apparatus
DE973623C (de) * 1952-09-26 1960-04-14 Bayer Ag Vorrichtung zur Fluessigkeitsverteilung in Kolonnen
DE2901935C2 (de) * 1979-01-19 1986-01-09 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Wärme- und Stoffaustauschkolonne
US4950430A (en) * 1986-12-01 1990-08-21 Glitsch, Inc. Structured tower packing
US5237823A (en) * 1992-03-31 1993-08-24 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation using random packing
US5534233A (en) * 1993-12-15 1996-07-09 Chiyoda Corporation Liquid flow control device, reactor using same and liquid flow control method
US5407605A (en) * 1993-12-16 1995-04-18 Uop Fractionation tray with side discharging triangular downcomers
US6527258B2 (en) * 1999-03-19 2003-03-04 Sulzer Chemtech Ag Apparatus for the collection and distribution of liquid in a column
DE10010810A1 (de) * 2000-03-08 2001-09-13 Montz Gmbh Julius Flüssigkeitsverteiler und Verfahren zum Betreiben
DE10124386A1 (de) * 2001-05-18 2002-11-28 Basf Ag Verfahren zur Destillation oder Reaktivdestillation eines Gemisches, das mindestens eine toxische Komponente enthält
US6758463B2 (en) * 2001-11-21 2004-07-06 Air Products And Chemicals, Inc. Liquid distributor internal baffling
DE10221761A1 (de) * 2002-05-16 2003-11-27 Montz Gmbh Julius Packung für Wärme- und Stoffaustausch
EP2275184A2 (en) * 2002-07-30 2011-01-19 Air Products And Chemicals, Inc. A liquid distributor
RU2403961C1 (ru) * 2006-08-30 2010-11-20 Юоп Ллк Способ и устройство для распределения жидкости
WO2009147247A1 (de) * 2008-06-06 2009-12-10 Basf Se Kolonne zum in-kontakt-bringen zweier fluide

Also Published As

Publication number Publication date
EP2468376A1 (de) 2012-06-27
US20120160453A1 (en) 2012-06-28
DE102010056023A1 (de) 2012-06-28
JP2012130912A (ja) 2012-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120072334A (ko) 칼럼
JP6321030B2 (ja) 物質移動カラム内の分配器および使用方法
US8118284B2 (en) Collector-distributor combination
KR100922403B1 (ko) 액체/액체의 교환 칼럼
JP2000262802A (ja) カラムにおいて液体を回収及び分配するための装置
JP6207031B2 (ja) 液体分配装置
JP2007504941A (ja) 管束型反応器のため多相液分配器
CN105451859A (zh) 用于带次级分配系统的气/液接触塔的分配器塔盘
JP2016504190A5 (ko)
ES2699255T3 (es) Un colector de mezcla de líquidos y un método para su uso
CN104383709B (zh) 一种低阻力高效塔盘
TW200920465A (en) Multi-phase reactor bottom
US8814148B2 (en) Liquid distributor
TWI826653B (zh) 用於質量傳遞柱的二階段液體分布裝置及在質量傳遞柱內分布液體之方法
CA2661785C (en) Apparatus and process for distributing liquid
KR101120085B1 (ko) 물질전달용 칼럼의 액체수집기와 이 칼럼에서 하강하는액체를 수집하고 혼합하는 방법
KR101573387B1 (ko) 트레이 유닛 및 이를 포함하는 증류탑
JP6298080B2 (ja) 充填材を有する分配トラフを使用した液体分配機器ならびにそれを含む物質移動カラムおよびプロセス
CN204428872U (zh) 一种低阻力高效塔盘
RU2490863C1 (ru) Устройство для разделения потока сыпучих материалов
US20080053814A1 (en) Apparatus and process for distributing liquid
KR20150097868A (ko) 충진물 및 이를 포함하는 증류탑
KR101642845B1 (ko) 가스 처리 설비
SE532579C2 (sv) Reaktionskärl för rökgasrening
KR20160047368A (ko) 고효율 액체 분배장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid