KR20220034128A - 순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진하도록 챔버 내측에 위치되는 라이닝 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버(1) 내측에 위치설정되어 상기 챔버(1) 내측에서 순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진하도록 의도된 라이닝(10)에 관한 것이고, 상기 라이닝은 복수의 분리된 십자-교차 스트립(12): - 제1 방향(D1)에 평행하고 서로 이격된 복수의 제1 평면을 정의하는 제1 스트립(12.1i); - 제1 방향(D1)과 각도를 형성하는 제2 방향(D2)에 평행하고 서로 이격된 복수의 제2 평면을 정의하는 제2 스트립(12.2i)을 포함한다. 각각의 제1 평면에서, 자유 공간은 제1 방향에 수직인 방향으로 2개의 인접한 제1 스트립을 분리하고 제2 스트립을 수용하고, 제1 및 제2 스트립은 함께 고정된다. 적어도 하나의 스테이지의 각각의 개별적인 스트립(12)은 천공되고, 스탬핑된 금속 시트로부터 제조된 스트립 및 강망 시트로부터 제조된 스트립으로부터 선택된다.

Description

순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진하도록 챔버 내측에 위치되는 라이닝

본 발명은 챔버 내에서 순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진하는 데 사용되는 내부 패킹 요소에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 유체들 간의 밀접한 접촉을 필요로 하는 공정에서의 석유화학, 화학, 정제의 분야에서 챔버 내측에서 역류 방식으로 순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진하는 데 보다 적합하며, 가장 구체적으로 순환하는 액체 또는 고체 입자와 기체 사이의 밀접한 접촉을 얻는 데 적합하다.

석유화학 분야에서 내부 패킹 요소의 사용은 알려져 있으며 잘 확립되어 있다. 구체적으로 이러한 종류의 패킹 요소는 특히 스트리핑 챔버에서, 액체와 기체 사이, 또는 고체 입자와 기체 사이의 접촉을 촉진하는 데 특히 사용된다.

스트리핑은 여기서 고체의 그레인(예를 들어, 촉매) 사이에 함유된 고체의 다공성 네트워크에 트랩된 탄화수소를 추출하도록 기체형 유체를 사용하는 것, 및 액체에 함유된 저분자량 분자를 추출하도록 기체를 사용하는 것으로 이루어진 작동으로 이해된다.

이러한 유형의 적용은, 예를 들어 유체 접촉 분해(FCC) 유닛에서 이루어진다. 이러한 유닛의 탄화수소 공급원료는 다공성 고체 마이크로 입자로 구성된 촉매와 접촉하여 분해 반응을 일으킨다. 이러한 반응 후에, 촉매는 2차 반응을 회피하도록 분해된 생성물로부터 가능한 한 빨리 분리된다. 이러한 작동이 수행되는 엔클로저 또는 챔버는 일반적으로 분리기(disengager)로서 지칭된다. 이러한 분리 후에, 분해 생성물은 촉매의 다공성 네트워크 및 입계 공간에 트랩된 상태로 유지된다. 이들 트랩된 분해 생성물은 촉매의 스트림에 대해 반대로 주입된 기체를 사용하는 스트리핑 작동에 의해 회수된다. 이러한 작동은 일반적으로 스트리퍼로서 지칭되는 엔클로저에서 행해진다. 이러한 작동의 효율을 개선하기 위해, 스트리핑 기체와 촉매 사이의 접촉을 촉진하기 위한 내부 요소가 이러한 엔클로저에 존재할 수 있다.

예를 들어, WO200035575A1은 따라서 인터리빙된 블레이드를 포함하는 패킹 요소를 설명하며, 블레이드는 평행한 평면에서 연장되고; 소정 블레이드는 제1 방향에 평행하게 연장되고, 다른 블레이드는 제2 방향에 평행하게 연장되고, 주어진 평면을 정의하는 제1 방향에 평행한 블레이드는 서로 이격되고, 제2 방향에 평행하게 연장되는 블레이드는 각각 이러한 공간 내로 삽입된다. 이들 블레이드는 중실형이거나 천공될 수 있다. 블레이드의 이들 배열체는 작은 모듈로 모아져, 보다 용이하게 설치될 수 있다. 모듈의 복수의 스테이지는 중첩될 수 있다. 그 배향은 각각의 모듈 레벨에서 변경될 수 있다.

이러한 유형의 패킹 요소는 양호한 결과를 얻게 하지만, 무겁게 유지되고 제조하는 데 비용이 많이 든다. 또한, 이러한 유형의 패킹 요소의 층(bed)의 수는 최적의 효율을 얻도록 클 수 있다. 예를 들어, 기존의 FCC 유닛의 수정 중에, 스트리퍼의 크기가 고정되고, 때때로 작다는 사실은 불완전한 스트리핑을 초래하며, 이는 기술의 최적화로 개선될 수 있다. 더욱이, FCC 유닛에서 이러한 유형의 패킹 요소의 효율을 개선시키는 것은 또한 스트립핑 기체의 필수적인 양의 감소를 초래할 수 있으며, 이로 인해 작동 비용이 절감되거나 또는 심지어 유닛의 에너지 소비가 절감될 수 있다.

따라서, 챔버 내측에서 순환하는 유체 사이의 접촉을 촉진하기 위해 패킹 요소를 개선할 필요가 있다.

본 발명의 제1 주제는 챔버 내측에 위치설정되어 이러한 챔버 내측에서 순환하는 유체들 간의 접촉을, 특히 역류 방식으로 촉진하도록 설계된 패킹 요소에 관한 것이고, 상기 패킹 요소는 적어도 2개의 적층된 스테이지를 포함하고, 각각의 스테이지는 복수의 별개의 블레이드로 형성되고;

- 복수의 제1 블레이드는 제1 방향에 평행하게 연장되고, 서로 이격된 복수의 제1 평면을 정의하고,

- 복수의 제2 블레이드는 제1 방향과 각도를 형성하는 제2 방향에 평행하게 연장되고, 서로 이격된 복수의 제2 평면을 정의하고,

패킹 요소에서는, 각각의 제1 평면에서, 자유 공간은 제1 방향에 수직인 방향으로 2개의 인접한 제1 블레이드를 분리하고 제2 블레이드를 수용하고, 제1 및 제2 블레이드는, 특히 교차하는 접촉 지점에서 서로 견고하게 연결된다.

따라서, 패킹 요소의 제1 및 제2 블레이드는 인터리빙되고, 이는 이러한 패킹 요소를 통과하는 유체들 간의 접촉을 촉진한다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 스테이지의 각각의 별개의 블레이드는 천공되고, 스탬핑된 금속 시트로부터 제조된 블레이드 및 강망(expanded metal) 시트로부터 제조된 블레이드로부터 선택된다. 천공의 존재는 유체들 간의, 특히 유체를 통과하는 상승하는 기체와 블레이드에 걸쳐 흐르는(trickling) 하강하는 유체들 간의 접촉을 추가로 촉진시키게 할 수 있고, 이러한 하강하는 유체는 액체 또는 고체 입자일 수 있다. 보다 정확하게는, 하강하는 액체 또는 고체 입자의 일부분은 따라서 천공을 통과하고; 유체 또는 입자의 다른 부분은 블레이드에 걸쳐 흐르고, 이러한 다른 부분은 액체 또는 입자의 절반 이상을 나타낼 수 있다.

유리하게는, 적어도 하나의 스테이지의 블레이드 모두는 스탬핑된 금속 시트로부터 제조될 수 있거나, 적어도 하나의 스테이지의 블레이드 모두는 강망 시트로부터 제조될 수 있다. 강망 시트의 경우, 블레이드의 길이방향은 제조 동안 금속 시트가 스트레칭되는 방향에 수직일 수 있다.

유리하게, 상기 적어도 하나의 스테이지의 블레이드의 천공은 블레이드의 표면적의 15% 내지 95%를 나타낼 수 있고, 이러한 표면적은 복수의 블레이드에 의해 정의된 평면에 평행하거나 실질적으로 평행한 표면적으로서 정의된다. 블레이드가 스탬핑된 금속 시트로부터 제조될 때, 천공은 블레이드의 표면적의 15 내지 30%를 나타낼 수 있다. 블레이드가 강망 시트로 제조될 때, 천공은 블레이드의 표면적의 30 내지 95%, 특히 블레이드의 표면적의 40 내지 90%를 나타낼 수 있다.

유리하게는, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드는 적어도 하나의 비평면형 면을 갖고, 이러한 면은 유체들 간의 접촉을 촉진할 수 있는, 복수의 블레이드에 의해 정의된 평면에 평행하거나 실질적으로 평행한 면으로서 정의된다.

유리하게는, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다:

- 주어진 블레이드의 천공은 천공을 통과하는 유체들 간의 보다 고른 접촉을 위해 블레이드의 길이를 따라, 특히 규칙적으로 이격되는 특징.

- 주어진 블레이드의 인접하고 길이방향으로 이격된 천공은 블레이드의 방향에 수직인, 가로방향으로 서로에 대해, 상기 가로방향으로의 천공의 치수보다 작은 거리만큼, 오프셋되는 특징; 이는 유체의 혼합을 촉진하는 것을 가능하게 한다.

일 구현예에서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드는 강망 시트로부터 제조된 블레이드일 수 있다. 팽창 시트로부터 제조된 블레이드는 나이프 프레스에서 코일 또는 금속 플레이트를 커팅하고 스트레칭함로써 얻어진다. 이러한 기술은 커팅된(즉, 관통된) 부분의 스트레칭으로 인해 그 표면이 평면형이 아닌 천공된 블레이드를 얻는 것을 가능하게 한다.

다른 구현예에서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드는 부착되는 프레임에 의해 둘러싸인 강망 시트로부터 제조된 부품으로 형성된 블레이드일 수 있다. 그 후, 천공은 블레이드의 큰 표면적을 커버할 수 있고, 프레임은 블레이드의 기계적 완전성을 보장하도록 블레이드를 적절히 강성화하는 것을 가능하게 한다.

팽창 시트로부터 제조된 부품은 블레이드의 길이방향에 수직인 방향으로 연장되는 평행하거나 실질적으로 평행한 천공을 가질 수 있다.

다른 구현예에서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드는 스탬핑된 금속 시트로부터 제조된 블레이드일 수 있고, 스탬핑된 금속 시트의 각각의 천공은 천공을 제조하도록 스탬핑된 재료로부터 형성되고 천공의 2개의 반대쪽 에지를 연결하는 편향기에 의해 토핑되고, 각각의 편향기는 블레이드의 평면과 함께 통로를 규정하고, 통로의 축은 블레이드가 연장되는 방향에 평행하다. 이러한 구성은, 유체들 간의 접촉을 개선시키는 것을 가능하게 한다.

유리하게는, 주어진 블레이드의 편향기들은 블레이드의 동일한 측 상에 위치될 수 있고; 이는, 특히 편향기가 서로에 대해 가로방향으로 오프셋될 때, 우선적인 통로를 생성하지 않고 블레이드의 천공을 통과하는 유체들 간의 접촉을 촉진하는 것을 가능하게 할 수 있다.

유리하게는, 보다 양호한 혼합을 위해, 상기 적어도 하나의 스테이지 내에서 주어진 평면을 정의하는 블레이드의 편향기들은 상기 평면의 동일한 측 상에 위치될 수 있다. 특히, 제1 블레이드의 편향기들은 상기 제1 블레이드에 의해 정의된 평면의 동일한 측 상에 위치될 수 있고, 제2 블레이드의 편향기들은 상기 제2 블레이드에 의해 정의된 평면의 동일한 측 상에 위치될 수 있다.

일반적으로, 하나의 스테이지의 블레이드는 축을 갖는 볼륨에 수용될 수 있고, 제1 및 제2 방향은 상기 축과 미리 정의된 각도를 형성한다. 이러한 각도는 예를 들어 30 내지 70°, 예를 들어 35 내지 55°일 수 있다.

유리하게는, 상기 적어도 하나의 스테이지의 제1 및 제2 블레이드의 천공의 편향기들은 블레이드를 수용하는 볼륨의 축 방향으로 블레이드의 동일한 측 상에 위치될 수 있다.

본 발명에 따른 패킹 요소는 블레이드의 적어도 2개의 스테이지, 바람직하게는 적어도 3개의 스테이지 또는 심지어 그 이상의 스테이지를 포함한다. 패킹 요소는, 예를 들어 블레이드의 6개 이상의 스테이지를 포함할 수 있다.

이러한 스테이지 각각은 전술한 바와 같이 천공된 블레이드로 이루어질 수 있다. 특히, 하나 이상의 스테이지는 스탬핑된 천공된 블레이드로 이루어질 수 있고, 하나 이상의 스테이지는 프레임을 갖거나 갖지 않는, 팽창 시트로부터 제조된 천공된 블레이드로 이루어질 수 있다.

변형예로서, 패킹 요소는 중실형 플레이트로 형성된 블레이드의 스테이지 및 주름진 중실형 플레이트로 형성된 블레이드의 스테이지로부터 선택되는 적어도 하나의 스테이지를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 패킹 요소는 상이한 유형의 블레이드의 복수의 스테이지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 천공된 블레이드의 스테이지를 중실형 플레이트로 형성된 블레이드의 스테이지 및 주름진 중실형 플레이트로 형성된 블레이드의 스테이지와 교호하는 것이 가능하다. 본 발명은, 스테이지 중 적어도 하나가 전술된 바와 같이 천공된 블레이드를 갖는다는 전제로 패킹 요소를 형성하는 스테이지 각각의 특정 구성에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 패킹 요소는 특히 제1 및 제2 방향 각각과 각도를 형성하는 적층 방향으로 적층된 적어도 2개의 적층된 스테이지를 포함한다. 그후, 각각의 스테이지는 적층 방향에 수직이거나 실질적으로 수직인 2개의 평면 사이에서 연장된다.

2개의 적층된 인접한 스테이지는 직접 포개져 놓이거나 스페이서에 의해 서로부터 이격되고 서로 견고하게 연결될 수 있다.

또한, 스테이지의 제1 및 제2 블레이드는 하나 이상의 다른 스테이지의 제1 및 제2 블레이드에 대해 적층 방향을 중심으로 한 회전에 의해 각지게 오프셋될 수 있다. 이는 역류방식으로 순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진할 수 있다. 이러한 각도 오프셋은 30 내지 150°, 바람직하게는 60 내지 120° 또는 보다 바람직하게는 90°일 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 패킹 요소가 내측에 배열되는, 유체 순환 방향으로 순환하는 유체를 접촉시키기 위한 챔버에 관한 것이고, 상기 패킹 요소는 제1 및 제2 방향이 상기 유체 순환 방향과 미리 정의된 각도를 형성하도록 배열된다. 이러한 각도는 전술한 바와 같을 수 있다.

특히, 적어도 하나의 스테이지의 블레이드가 편향기를 가질 때, 제1 및 제2 블레이드의 천공의 편향기들은 유체 순환 방향으로, 특히 챔버의 상단을 향하는 방향으로 블레이드의 동일한 측 상에 위치될 수 있다. 다시 말하면, 편향기는 하강하는 액체 또는 입자가 흐르는 블레이드의 측 상에 유리하게 존재할 수 있다. 이는 상승하는 기체 스트림이 방향을 변경하여 더 많은 하강하는 유체 또는 입자와 만나게 할 수 있다. 하강하는 유체(액체 또는 고체 입자)의 일부는 편향기 아래의 공간을 통과하고, 블레이드의 천공을 통해 다음의 블레이드 상에 떨어질 것이고, 떨어질 때 상승하는 기체 스트림(예를 들어, 스트리핑 기체)과 역류식으로 접촉될 것이며, 그 일부는 반대 방향으로 천공을 통과할 것이다. 이러한 편향기 주위를 통과하는 하강하는 유체는 그후 천공으로부터 나오는 상승하는 기체 스트림과 만나게 되고, 또한, 소정 정도로, 이러한 기체 스트림에 의해 스트리핑될 것이다. 블레이드의 상단에 도달하는 기체 스트림은 하강하는 유체의 유동을 방해할 수 있고 블레이드와 접촉하는 연속적인 흐름을 제한할 수 있는데, 왜냐하면 이러한 연속적인 흐름이 기체/유체 접촉에 도움이 되지 않기 때문이다.

이러한 챔버는 특히 스트리핑 디바이스의 챔버, 특히 유체 접촉 분해 유닛의 챔버일 수 있다. 챔버는 동일하게 파이프의 일부, 특히 재생기의 회수 웰의 일부일 수 있다. 이러한 경우, 사용된 기체와 회수 웰에 존재하는 촉매 입자 사이의 접촉을 개선하는 것은, FCC 유닛의 라이저 내로 재주입되기 전에, 이러한 촉매 입자의 적절한 에어레이션(aeration)을 유지하여 양호한 유동화 및 그 순환을 보장하는 것을 가능하게 한다.

지금부터 본 발명은 첨부된 비제한적인 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 패킹 요소가 제공된 챔버를 부분적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 2개의 구현예에 따른 패킹 요소의 2개의 스테이지의 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 패킹 요소의 블레이드를 부분적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 패킹 요소의 블레이드의 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 길이방향으로 도 4의 블레이드의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 가로방향으로 도 4의 블레이드의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 4에 도시된 구성을 각각 갖는 제1 및 제2 블레이드의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 패킹 요소의 블레이드를 부분적으로 도시한다.

실질적으로 평행 또는 수직이라는 것은 평행한 또는 수직한 평면으로부터 최대 ±20°, 또는 심지어 최대 10° 또는 최대 5°만큼 벗어난 평면을 의미하는 것으로 간주된다.

면은 불규칙성을 가질 때 비평면형이고, 비평면형 면은 평면에 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 연장되는 표면을 정의할 수 있다는 것이 이해된다.

도 1은 챔버(1), 여기서는 스트리핑 디바이스의 챔버를 부분적으로 도시한다. 여기서, 이러한 챔버는 X축의 원통의 형상이다. 이러한 축(X)은 수직 방향, 즉 중력 방향으로 연장된다. 이러한 축은, 일반적으로, 챔버 내측에서 유체의 순환 방향에 대응한다.

이러한 챔버(1) 내측에는 패킹 요소(10)가 위치설정되며, 패킹 요소의 기능은 특히 역류 방식으로 이러한 챔버 내측에서 순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진하는 것이다.

이러한 패킹 요소(10)는 특히 여기서 챔버의 축(X)과 일치하는 적층 방향으로 적층된 적어도 2개의 적층된 스테이지(S1, S2)를 포함한다. 따라서, 적층 방향은 패킹 요소에 진입하는 유체의 순환 방향에 대응한다.

따라서, 각각의 스테이지는 유리하게 축(X)에 수직인 2개의 평면 사이에서 연장되고, 인터리빙되고 견고하게 연결되는 일련의 제1 및 제2 블레이드로 이루어진다. 도 1에서는 명확성을 위해 하나의 스테이지(S1)만이 도시된다. 도 2에는 2개의 스테이지(S1, S2)가 도시된다. 그러나, 본 발명은 스테이지의 수에 의해 제한되지 않으며, 이러한 수는 챔버의 치수에 따라 선택될 수 있다.

도 2에서, 도시된 2개의 적층된 인접 스테이지(S1, S2)는 적층 방향으로 분리되고 스페이서(20)에 의해 견고하게 연결된다.

도 2의 구현예(a)는 제1 및 제2 블레이드의 2개의 스테이지(S1, S2)로 형성된 패킹 요소(10)를 도시하며, 제1 및 제2 블레이드는 스테이지마다 동일한 배향을 갖는다. 다시 말하면, 스테이지(S1)의 제1 블레이드(12.1i)는 스테이지(S2)의 제1 블레이드(12'.1i)와 평행하고, 스테이지(S1)의 제2 블레이드(12.2i)는 스테이지(S2)의 제2 블레이드(12'.2i)와 평행하다.

도 2의 구현예(b)에서, 제2 스테이지(S2)의 제1 및 제2 블레이드(12'.1i 및 12'.2i)는 제1 스테이지(S1)의 제1 및 제2 블레이드(12.1i 및 12.2i)에 대해 축(X)을 중심으로 한 회전에 의해 각지게 오프셋된다. 본 발명은 마찬가지로 인접한 적층된 스테이지(S1, S2)가 교차하는 각도에 의해 제한되지 않는다.

도 2에서, 스페이서(20)가 개략적으로 도시된다. 이는 축(X)에 수직으로 연장되는 플레이트일 수 있고, 예를 들어 용접에 의해 연결될 2개의 스테이지의 블레이드의 마주보는 단부에서 견고하게 연결될 수 있고, 이러한 플레이트는 축(X)을 따라 연장되는 하나 이상의 로드에 의해 서로 연결된다. 본 발명은 이러한 구현예에 제한되지 않고 임의의 다른 형태의 스페이서가 고려될 수 있다. 예를 들어, 수형-암형의 유형의 네스팅에 의해 스테이지의 분해 가능한 네스팅을 허용하는 스페이서를 제공하여, 챔버 내측에서 패킹 요소의 조립 및 분해 양쪽을 용이하게 하는 것이 가능할 것이다. 따라서, 스페이서의 존재는 패킹 요소의 설치를 용이하게 하고 패킹 요소 내의 유체의 확산을 개선하는 것을 가능하게 할 수 있다.

도시되지 않은 일 변형예에서, 스페이서(20)는 제거될 수 있다: 2개의 인접한 스테이지(S1, S2)는 그후 직접 포개져서 놓일 수 있다.

각각의 스테이지는 후술하는 바와 같이 배열된 복수의 별개의 블레이드(12)로 이루어진다.

복수의 제1 블레이드(12.1)는 제1 방향(D1)에 평행하게 연장되고, 서로 이격된 복수의 제1 평면을 정의한다. 도면에서, 평면 "i"(0이 아닌 정수)를 정의하는 제1 블레이드(12.1)는 도면부호 12.1i로 지정된다. 따라서, 도 1은 3개의 열의 제1 블레이드(12.11, 12.12 및 12.13)를 도시하며, 제1 블레이드의 각각의 열은 별개의 평면을 정의한다.

복수의 제2 블레이드(12.2)는 제1 방향(D1)과 각도를 형성하는 제2 방향(D2)에 평행하게 연장되고, 서로 이격된 복수의 제2 평면을 정의한다. 도 1에서, 평면 "i"(0이 아닌 정수)를 정의하는 제2 블레이드(12.2)는 도면부호 12.2i로 지정된다. 따라서, 도 1은 3개의 열의 제2 블레이드(12.21, 12.22 및 12.23)를 도시하며, 제2 블레이드의 각각의 열은 별개의 평면을 정의한다.

제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)과 60 내지 140°의 각도를 형성한다. 바람직하게는, 그리고 도시된 바와 같이, 각각의 방향(D1, D2)은 챔버의 축(X)의 방향과 30 내지 70°의 각도를 형성하며; 유리하게는 각각의 방향과 축(X) 사이에 동일한 각도가 형성된다.

본 발명은 스테이지에 제한되지 않으며, 이러한 수는 패킹 요소를 수용할 챔버의 치수 및 블레이드의 치수에 좌우된다.

블레이드는 이들이 수용되는 볼륨을 정의한다는 점이 주목될 것이다. 다시 말하면, 블레이드는 볼륨 내측에 피팅되고, 이러한 볼륨의 치수는 패킹 요소가 챔버 내측에 도입되도록 허용한다. 이러한 볼륨은 대체로 원통형이며, 다시 말하면 챔버의 내부 형상과 유사한 형상이다. 따라서, 챔버의 축과 일치하는 축(X)를 갖는다. 이러한 축(X)은 패킹 요소에 진입하는 유체의 순환 방향에 대응한다. 그러나, 본 발명은 블레이드가 피팅되는 볼륨의 특정 형상에 제한되지 않고, 이러한 형상은 사용되는 챔버의 형상에 좌우된다.

각각의 블레이드는 세장형 형상을 갖고, 그 길이방향(L)이 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2) 중 하나에 대응하고, 그 가로방향(T)이 길이방향에 수직이라는 것이 주목될 것이다. 블레이드의 이러한 길이방향(L) 및 가로방향(T)은 블레이드의 평면을 정의한다. 이러한 평면에 수직인 방향으로의 블레이드의 치수는 두께를 정의하며, 그 값은 길이방향 및 가로방향 치수보다 훨씬 작다.

제1 블레이드(12.1i)에 의해 정의되는 각각의 제1 평면(i)에서, 자유 공간(Ei)은 제1 방향(D1)에 수직한 방향으로 인접한 두 개의 제1 블레이드를 분리한다. 각각의 자유 공간(Ei)은 제2 블레이드(12.2i)를 수용한다. 도 1에서, 따라서 제2 블레이드(12.21)는 제1 블레이드(12.11) 사이에 개재된다.

또한, 제1 및 제2 블레이드는 서로 견고하게 연결되어, 이들 블레이드가 조립체를 형성한다. 블레이드는 금속 시트로 제조되기 때문에, 이러한 방식으로 인터리빙된 블레이드의 접촉 지점에서 용접 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 견고하게 연결될 수 있다.

이러한 구현예에서, 제1 및 제2 블레이드는 비교적 짧아서 각각의 제1 블레이드가 단지 하나의 제2 블레이드와 접촉하고 그 반대로도 된다. 그러나, 본 발명은 이러한 배열체에 제한되지 않으며, 각각의 제1 블레이드는 예를 들어 보다 긴 블레이드를 사용함으로써 다수의 제2 블레이드와 접촉할 수 있고, 그 반대로도 가능하다. 일반적으로 도 1 또는 도 7에 도시된 인터리빙된 블레이드는 하나의 동일한 스테이지의 일부이다. 따라서, 각각의 스테이지는 유리하게 축(X)에 수직인 2개의 평면 사이에서 연장되고, 인터리빙되고 견고하게 연결되는 일련의 제1 및 제2 블레이드로 이루어진다. 본 발명에 따른 패킹 요소는 그후, 특히 상이한 배향으로 직접 포개져서 놓이는 복수의 수직으로 중첩된 스테이지를 포함할 수 있다. 따라서, 스테이지의 제1 및 제2 블레이드는 하나 이상의 다른 스테이지의 제1 및 제2 블레이드에 대해 축(X)을 중심으로 한 회전에 의해 각지게 오프셋될 수 있다. 이는 유체의 혼합 및 따라서 이것의 사이의 접촉을 촉진할 수 있다.

본 발명에 따르면, 패킹 요소의 적어도 하나의 스테이지는 복수의 별개의 천공된 블레이드(12)로 이루어진다. 각각의 블레이드(12)는 그 후 복수의 천공(14)을 갖는다.

본 발명에 따르면, 각각의 천공된 블레이드는 스탬핑된 금속 시트로부터 제조된 블레이드 및 강망 시트로부터 제조된 블레이드로부터 선택된다.

일반적으로, 블레이드의 천공(14)은 블레이드의 평면에서 블레이드의 표면적의 15 내지 95%를 나타낸다. 천공의 이러한 표면적은 블레이드를 제조하는 데 사용되는 방법에 따라서 변할 수 있다.

또한, 천공의 형상은 블레이드마다, 그리고 스테이지마다 변할 수 있다.

따라서, 팽창 시트로부터 제조된 천공된 블레이드는 나이프 프레스에서 코일 또는 금속 플레이트를 커팅하고 스트레칭함로써 얻어진다. 따라서 천공의 표면적은 스트레칭 및 커트의 길이에 좌우될 것이다. 강망 시트의 사용은 패킹 요소의 두께, 중량 및 따라서 비용을 감소시키면서 패킹 요소의 효율을 증가시키는 것을 가능하게 한다.

또한 일반적으로, 각각의 천공된 블레이드는 적어도 하나의 비평면형 면을 갖고, 이러한 면은 복수의 블레이드에 의해 정의된 평면, 다시 말하면 블레이드의 평면에 평행하거나 실질적으로 평행한 면으로서 정의된다. 강망 시트로부터 형성된 천공된 블레이드의 경우, 블레이드의 2개의 면의 비평면형 성질은 스트레칭이 금속 시트의 변형을 야기하는 제조 방법의 결과이다. 스탬핑된 금속 시트로부터 형성된 블레이드의 경우, 하나의 면 또는 양쪽 면의 비평면형 성질은 또한, 특히 스탬핑된 재료가 블레이드로부터 분리되지 않을 때, 제조 방법의 결과일 수 있다.

도 3은 팽창 시트로부터 제조된 천공된 블레이드를 부분적으로 도시한다. 도시된 구현예에서, 천공(14)은 벌집 패턴으로 배열된 동일한 육각형을 형성하고, 다시 말하면 육각형의 각각의 측은 인접한 육각형과 공유된다. 이들 육각형은 예를 들어 블레이드의 길이방향에 수직인 가로방향으로 직선의 상호 평행한 절개부를 생성함으로써 얻어질 수 있으며, 이들 절개부는 엇갈린 패턴으로 배열된다. 그 후 천공은 블레이드의 표면적의 30 내지 95%, 또는 심지어 표면적의 40 내지 95%, 50 내지 95% 또는 40 내지 90%를 나타낸다.

그러나, 본 발명은 천공의 이러한 형상에 제한되지 않고, 커트의 형상 및/또는 상대 위치를 수정함으로써 다른 형상을 얻는 것이 가능하다.

따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 천공된 블레이드(12)는 강망 시트로부터 제조된 센터 부분(12a) 및 센터 부분을 둘러싸는 프레임(12b)으로 이루어질 수 있다. 프레임과 센터 부분은, 예를 들어 용접 또는 임의의 다른 적절한 부착 수단(리베팅, 나사 연결 등)에 의해 서로 부착된다. 이러한 구성은 블레이드의 기계적 강도를 유지하면서 블레이드의 천공된 표면적을 증가시키게 할 수 있다. 이러한 경우, 천공(14)은 전술한 바와 같이 배열될 수 있거나, 도 8에 도시된 바와 같이 센터 부분의 전체 폭에 걸쳐 연장될 수 있다.

천공은, 그 형상에 관계없이, 바람직하게는 블레이드의 길이방향으로, 특히 규칙적으로 이격된다는 것이 주목될 것이다.

또한 인접하고 길이방향으로 이격된 천공은 블레이드의 방향에 수직인, 가로방향으로 서로에 대해, 상기 가로방향으로의 천공의 치수보다 작은 거리만큼 오프셋된다. 다시 말하면, 블레이드의 길이방향에서 볼 때 부분적으로 오버랩될 수 있다. 도 3 및 도 7의 예에서, 블레이드는 스트레칭되는 방향이 그것이 배열될 방향(D1 또는 D2)에 수직인 방향에 대응하도록 제조된다. 다시 말하면, 블레이드의 길이방향은 시트의 제조 동안 스트레칭 방향에 수직이다.

도 4 내지 도 6은 천공을 제조하도록 스탬핑된 재료가 블레이드에 부착된 상태로 유지되는 하나의 특정 구현예에 따른 스탬핑된 시트로부터 형성된 천공된 블레이드를 도시한다.

도 5 및 도 6에 보다 구체적으로 도시된 바와 같이, 각각의 천공(14)은 따라서 천공을 제조하기 위해 스탬핑된 재료로 형성된 재료 브리지(16)에 의해 토핑된다. 이러한 재료 브리지(16)는 편향기를 형성하고, 여기서 직사각형 형상인, 천공(14)의 2개의 반대쪽 에지를 연결한다. 따라서, 편향기(16)는 도 5에 도시된 바와 같이 또한 직사각형인 프로파일 뷰를 갖는다. 여기서, 편향기(16)는 도 6에 도시된 바와 같이 가로방향으로 만곡된 단면을 갖는다.

천공의 다른 형상은 스탬핑에 의해 생성될 수 있지만 사각형 형상이 더 간단하고 제조하기 용이하다.

도시된 예에서, 천공(14)은 블레이드의 길이방향으로, 특히 규칙적으로 분포되며; 또한 블레이드의 가로방향(T)으로의 천공의 치수(d_perf)보다 작은 거리(d)만큼 가로방향으로 오프셋된다. 이는 도 6에 도시된 바와 같이, 블레이드를 그 길이방향을 따라 볼 때 편향기(16)가 오버랩된다는 것을 의미한다. 또한, 도시된 예에서, 편향기(16)는 모두 블레이드의 동일한 측 상에 배열되고, 모든 블레이드는 도 6에 도시된 바와 같이 동일한 방식으로 배향된다는 점에 주목될 것이다. 다시 말하면, 주어진 평면을 정의하는 제1 블레이드(12.1i)의 편향기들은 상기 평면의 동일한 측 상에 위치되고, 이는 복수의 제1 블레이드(12.1i)에 의해 정의된 평면 각각에 대해 마찬가지이다. 이는 제2 블레이드(12.2i)에 대해서도 동일하다.

또한, 제1 및 제2 블레이드의 천공의 편향기(16)들은 여기서 도 6에 도시된 바와 같이 챔버의 상단을 향해, 챔버의 축(X)의 방향으로 블레이드의 동일한 측 상에 위치된다.

도시된 챔버는 FCC 유닛의 스트리핑 챔버일 수 있다. FCC 유닛은 챔버의 축(X)을 따라 서로 이격되어 배열된 (블레이드의 2개 이상의 스테이지의) 하나 이상의 패킹 요소를 포함할 수 있다. 그 후, 챔버는 또한 하나 이상의 스트리핑 기체 분배 디바이스(22)를 포함하고, 이러한 유형의 적어도 하나의 디바이스는 도 2에 도시된 바와 같이 가장 밑에 있는 패킹 요소 아래에 위치되고, 또 다른 분배 디바이스는 선택적으로 2개의 패킹 요소 사이에 또는 스페이서에 의해 이격된 2개의 스테이지 사이에 제공된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 패킹 요소는 천공된 블레이드의 적어도 하나의 스테이지를 포함한다. 그것은 또한 하나 이상의 다른 스테이지를 포함할 수 있고 하나 이상의 다른 스테이지의 블레이드는 천공되지 않는다. 이러한 블레이드는 WO200035575A1에 설명된 것과 같은 단순한 중실형 평면형 플레이트일 수 있다. 본 발명에 따른 패킹 요소는 또한 US20190015808 A1에 설명된 것과 같은 주름진 중실형 플레이트로 형성된 하나 이상의 다른 스테이지를 포함할 수 있다.

스테이지의 구성에 관계없이, 스테이지의 높이는 대략 30 내지 50 cm 정도, 예를 들어 35 cm라는 것이 주목될 것이다.

Claims (14)

1. 챔버(1) 내측에 위치설정되어 이러한 챔버 내측에서 순환하는 유체들 간의 접촉을 촉진하기에 적합한 패킹 요소(10)로서,
   상기 패킹 요소는 적어도 2개의 적층된 스테이지를 포함하고, 각각의 스테이지는 다음과 같은 복수의 별개의 블레이드(12)로 형성되고,
   - 제1 방향(D1)에 평행하게 연장되고, 서로 이격된 복수의 제1 평면을 정의하는 복수의 제1 블레이드(12.1i),
   - 제1 방향(D1)과 각도를 형성하는 제2 방향(D2)에 평행하게 연장되고, 서로 이격된 복수의 제2 평면을 정의하는 복수의 제2 블레이드(12.2i),
   각각의 제1 평면에서, 자유 공간은 제1 방향에 수직인 방향으로 2개의 인접한 제1 블레이드를 분리하고 제2 블레이드를 수용하고, 제1 및 제2 블레이드는 서로 견고하게 연결되고,
   적어도 하나의 스테이지의 각각의 별개의 블레이드(12)는 천공되고, 스탬핑된 금속 시트로부터 제조된 블레이드 및 강망(expanded metal) 시트로부터 제조된 블레이드로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 블레이드(12)의 천공(14)은 블레이드의 표면적의 15% 내지 95%를 나타내고, 이러한 표면적은 복수의 블레이드에 의해 정의된 평면에 평행하거나 실질적으로 평행한 표면적으로서 정의되는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드(12)는 적어도 하나의 비평면형 면을 갖고, 이러한 면은 복수의 블레이드에 의해 정의된 평면에 평행하거나 실질적으로 평행한 면으로서 정의되는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드(12)는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10):
   - 주어진 블레이드의 천공(14)은 블레이드의 길이방향으로, 특히 규칙적으로, 이격되는 특징,
   - 주어진 블레이드의 인접하고 길이방향으로 이격된 천공(14)은 블레이드의 방향에 수직인, 가로방향으로 서로에 대해, 상기 가로방향으로의 천공의 치수보다 작은 거리만큼, 오프셋되는 특징.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드(12)는 부착되는 프레임에 의해 둘러싸인 강망 시트로부터 제조된 부품으로 형성된 블레이드인 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
6. 제5항에 있어서, 팽창 시트로부터 제조된 부품은 블레이드의 길이방향에 수직인 방향으로 연장되는 평행하거나 실질적으로 평행한 천공을 갖는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 각각의 천공된 블레이드(12)는 스탬핑된 금속 시트로부터 제조된 블레이드이고, 스탬핑된 금속 시트의 각각의 천공은 천공을 제조하도록 스탬핑된 재료로부터 형성되고 천공의 2개의 반대쪽 에지를 연결하는 편향기(16)에 의해 토핑(top)되고, 각각의 편향기는 블레이드의 평면과 함께 통로를 규정하고, 통로의 축은 블레이드가 연장되는 방향에 평행한 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
8. 제7항에 있어서, 주어진 블레이드의 편향기(16)들은 블레이드의 동일한 측 상에 위치되거나, 주어진 평면을 정의하는 블레이드의 편향기들은 상기 평면의 동일한 측 상에 위치되는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
9. 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지의 천공된 블레이드(12)는 축(X)을 갖는 볼륨에 수용되고, 제1 및 제2 방향은 상기 축(X)과 미리 정의된 각도를 형성하고, 제1 및 제2 블레이드의 천공의 편향기들은 축의 방향으로 블레이드의 동일한 측 상에 위치되는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 중실형 플레이트로 형성된 블레이드의 스테이지 및 주름진 중실형 플레이트로 형성된 블레이드의 스테이지로부터 선택되는 적어도 하나의 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 적층된 인접한 스테이지는 직접 포개져(one on the other) 놓이거나 스페이서에 의해 서로 이격되고 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 스테이지의 제1 및 제2 블레이드는 하나 이상의 다른 스테이지의 제1 및 제2 블레이드에 대해, 적층 방향을 중심으로 한 회전에 의해 각지게 오프셋되는 것을 특징으로 하는, 패킹 요소(10).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 패킹 요소(10)가 내측에 배열되는, 유체 순환 방향으로 순환하는 유체들을 접촉시키기 위한 챔버(1)로서,
    상기 패킹 요소는 제1 및 제2 방향이 상기 유체 순환 방향과 미리 정의된 각도를 형성하도록 배열되는, 챔버(1).
14. 제13항에 있어서, 챔버는 스트리핑 디바이스의 챔버, 특히 유체 접촉 분해 유닛의 챔버, 및 파이프의 일부, 특히 재생기의 회수 웰의 일부로부터 선택되는, 챔버(1).

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