PL223659B1

PL223659B1 - Moduł wypełnienia strukturalnego do kolumny przenikania masy lub wymiany ciepła, kolumna przenikania masy lub wymiany ciepła i sposób wywoływania przenikania masy lub wymiany ciepła między strumieniami płynów przepływającymi wewnątrz kolumny

Info

Publication number: PL223659B1
Application number: PL394029A
Authority: PL
Inventors: Izak Niewoudt; Michael James Lockett
Original assignee: Koch Glitsch Lp
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2016-10-31
Also published as: CN102149461B; KR20110069761A; KR101631332B1; JP2012506763A; BRPI0918622A2; EP2331255A2; EP2331255A4; US8298412B2; TWI577916B; RU2011115095A; RU2500468C2; PL394029A1; ES2713951T3; CA2736883C; EP2331255B1; TW201013089A; US20100065501A1; JP5635511B2; WO2010033653A2; BRPI0918622B1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest moduł wypełnienia strukturalnego do kolumny przenikania masy lub wymiany ciepła, kolumna przenikania masy lub wymiany ciepła i sposób wywoływania przenikania masy lub wymiany ciepła między strumieniami płynów przepływającymi wewnątrz kolumny.

Niniejszy wynalazek dotyczy ogólnie sposobu i urządzenia do umożliwiania kontaktu para-ciecz lub ciecz-ciecz w kolumnach, w których występują procesy przenikania masy i/lub wymiany ciepła. Bardziej szczegółowo, niniejszy wynalazek dotyczy modułów wypełnienia strukturalnego do wykorzystania w kolumnach przenikania masy lub wymiany ciepła oraz sposobu wykorzystania takich modułów w ciężkich warunkach eksploatacyjnych, w których istotne są obrastanie, koksowanie oraz erozja.

Opracowano wiele rodzajów wypełnień przypadkowych i strukturalnych dla wykorzystania w kolumnach przenikania masy lub wymiany ciepła w celu umożliwienia kontaktu pomiędzy strumieniami płynów przepływającymi wewnątrz kolumny. Elementy wypełnienia ogólnie usprawniają przenikanie masy lub wymianę ciepła poprzez dostarczanie powierzchni, na których strumienie płynów mogą się rozpływać w celu zwiększenia obszaru kontaktu pomiędzy unoszącymi się a opadającymi strumieniami płynu.

Elementy wypełnienia są często wykorzystywane w ciężkich warunkach eksploatacyjnych, w których obrastanie, koksowanie oraz erozja elementów wypełnienia jest problemem. Idealnie, elementy wypełnienia wykorzystywane w takich ciężkich warunkach eksploatacyjnych muszą posiadać wystarczającą wytrzymałość strukturalną, aby wytrzymać erozję oraz gwałtowne naruszenia równowagi takie jak wybuchy pary wodnej. Element wypełniający musi również dostarczać geometrię ko nstrukcji, która umożliwia osiągnięcie pożądanej skuteczności separacji. Jednocześnie elementy w ypełnienia muszą posiadać dostateczny obszar otwarty i poza tym być ukształtowane w taki sposób, aby uniknąć obrastania oraz koksowania z powodu osadzania się stałych cząstek na powierzchni elementów wypełnienia. Wiele rodzajów konwencjonalnych wypełnień posiada konieczną wytrzymałość i charakterystyki skuteczności, ale są podatne na obrastanie i koksowanie w tych ciężkich waru nkach eksploatacyjnych. Podobnie inne rodzaje konwencjonalnych wypełnień są odporne na obrastanie i koksowanie, ale nie dostarczają pożądanej wytrzymałości lub skuteczności separacji. W ten sposób pojawiło się zapotrzebowanie na moduł wypełnienia strukturalnego, który zapewnia pożądaną w ytrzymałość konstrukcyjną oraz skuteczność separacji, jednocześnie będący odpornym na obrastanie i koksowanie.

Według wynalazku, moduł wypełnienia strukturalnego do kolumny przenikania masy lub wymi any ciepła, zawierający liczne pionowe, równolegle ułożone płytki posiadające górną oraz dolną krawędź i pofalowania, przy czym płytki są rozmieszczone tak, że pofalowania sąsiednich płytek rozciągają się w krzyżującym się układzie, a płytki są utrzymywane we wzajemnym rozmieszczeniu z odstępami za pomocą elementów dystansowych, charakteryzuje się tym, że elementy dystansowe stanowią pręty, które rozciągają się przez płytki na ich krawędziach górnych i dolnych płytek w kierunku ogólnie prostopadłym do płytek, a płytki są usytuowane z odstępami pomiędzy pofalowaniami sąsiednich płytek i bez styku ze sobą lub z innymi konstrukcjami wzdłuż zasadniczo całej długości pofalowań.

Pofalowania płytek korzystnie rozciągają się wzdłuż całej powierzchni każdej płytki.

Powierzchnie płytek mogą być gładkie i ogólnie wolne od teksturowania.

Płytki korzystnie posiadają otwory na krawędziach górnej i dolnej i przez te otwory rozciągają się pręty.

Powierzchnie płytek korzystnie są wolne od otworów poza otworami w krawędziach górnej i dolnej, przez które przechodzą pręty.

Pręty mogą być gładkie i o okrągłym przekroju poprzecznym.

Pręty korzystnie są przyspawane do płytek.

Płytki mogą być skonstruowane ze stali.

Według wynalazku, kolumna przenikania masy lub wymiany ciepła, zawierająca płaszcz definiujący otwarty obszar wewnętrzny oraz moduł wypełnienia strukturalnego rozmieszczony wewnątrz tego otwartego obszaru wewnętrznego, który to moduł wypełnienia strukturalnego obejmuje liczne pionowe, równolegle ułożone płytki, posiadające górną oraz dolną krawędź i pofalowania, przy czym płytki są rozmieszczone tak, że pofalowania sąsiednich płytek rozciągają się w krzyżującym się układzie, a płytki są utrzymywane we wzajemnym rozmieszczeniu z odstępami za pomocą elementów dystansowych, charakteryzuje się tym, że elementy dystansowe modułu wypełnienia strukturalnego stanowią

PL 223 659 B1 pręty, które rozciągają się przez płytki na ich krawędziach górnych i dolnych płytek w kierunku ogólnie prostopadłym do płytek, a płytki są usytuowane z odstępami pomiędzy pofalowaniami sąsiednich płytek i bez styku ze sobą lub z innymi konstrukcjami wzdłuż zasadniczo całej długości pofalowań.

Korzystnie powierzchnie płytek są gładkie i ogólnie wolne od teksturowania.

Płytki posiadają otwory w krawędziach górnej i dolnej, a pręty rozciągają się przez te otwory.

Powierzchnie płytek korzystnie są wolne od otworów poza otworami w krawędziach górnej i dolnej.

Pręty mogą być gładkie i o okrągłym przekroju poprzecznym.

Pręty korzystnie są przyspawane do płytek.

Według wynalazku, sposób wywoływania przenikania masy lub wymiany ciepła między strumieniami płynów przepływającymi wewnątrz kolumny, obejmujący przeprowadzanie strumieni płynów przez kolumnę posiadającą moduły wypełnienia strukturalnego umieszczone w otwartym obszarze wewnętrznym uformowanym przez płaszcz kolumny, które to moduły wypełnienia strukturalnego kształtuje się z licznych pionowych, równolegle ułożonych płytek posiadających górną oraz dolną krawędź i pofalowania, przy czym płytki rozmieszcza się tak, że pofalowania sąsiednich płytek rozciągają się w krzyżującym się układzie, a do utrzymywania płytek we wzajemnym rozmieszczeniu z odstępami stosuje się elementy dystansowe, charakteryzuje się tym, że płytki rozmieszcza się z odstępem od siebie wzdłuż ich całych długości za pomocą elementów dystansowych, które stanowią pręty, umieszczone na krawędziach górnych i dolnych płytek, a przy tym wzdłuż zasadniczo całej długości pofal owań formuje się otwarte przestrzenie pomiędzy powierzchniami czołowymi płytek utrzymując pofalowania sąsiednich płytek z odstępami i bez styku ze sobą lub z innymi konstrukcjami i następnie przeprowadza się strumienie płynów przez moduły wypełnienia strukturalnego wzdłuż ogólnie nieograniczonych ścieżek przepływu uformowanych przez powierzchnie płytek i otwarte odstępy wywołując przenikanie masy i/lub wymianę ciepła na powierzchniach płytek.

Strumienie płynu korzystnie przeprowadza się wzdłuż ścieżek przepływu jako zasadniczo jednorodny przepływ.

Przeprowadzanie strumieni płynów przez moduły wypełnienia strukturalnego obejmuje przeprowadzanie opadającego strumienia cieczy oraz unoszącego się strumienia pary przez te moduły wypełnienia strukturalnego.

Według wynalazku moduł wypełnienia strukturalnego obejmuje liczne pionowe, równolegle rozciągające się pofalowane płytki rozmieszczone tak, że pofalowania sąsiednich płytek rozciągają się w krzyżującym się układzie. Elementy dystansowe zostały wykorzystane w celu zapewnienia relacji rozmieszczenia płytek z odstępem, przy czym pofalowania sąsiednich płytek są rozmieszczone od siebie wzdłuż ich całej długości tak, aby pofalowania nie stykały się z innymi pofalowaniami. Odstęp pomiędzy pofalowaniami sąsiadujących płytek jest całkowicie otwarty dla przepływu płynów, typowo unoszącej się pary, a powierzchnie płytek ponadto dostarczają powierzchnie dla swobodnego przepływu płynu, typowo opadającej cieczy. Wskutek tego płytki są odporne na obrastanie i koksowanie, jednakże są w stanie dostarczyć pożądaną wytrzymałość oraz skuteczność separacji.

Według wynalazku kolumna obejmująca moduł wypełnienia strukturalnego oraz sposób, w którym wykorzystuje się moduł wypełnienia strukturalnego do umożliwiania przenikania masy i/lub wymiany ciepła między strumieniami płynu przepływającymi w kolumnie zapewniają przepływ strumieni płynu, który jest zasadniczo jednorodny wzdłuż ścieżek przepływu uformowanych przez pofalowania w płytkach, z powodu braku stref niskiego natężenia przepływu, które zostałyby wywołane przez pofalowania sąsiadujących płytek stykających się ze sobą lub innymi elementami strukturalnymi. Kolumna i sposób według wynalazku jest odporny na obrastanie i koksowanie z powodu braku stref niskiego natężenia przepływu. W ten sposób może być przeprowadzany w ciężkich warunkach eksploatacyjnych, w których obrastanie, koksowanie oraz erozja płytek normalnie byłyby problemem.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 jest częściowym rzutem pionowym kolumny ze zdjętym płaszczem kolumny w przekroju pionowym w celu ukazania modułów wypełnienia strukturalnego według niniejszego wynalazku ro zmieszczonych wewnątrz kolumny; Fig. 2 jest widokiem kolumny z góry wzdłuż linii 2-2 z fig. 1 w kierunku strzałek; Fig. 3 jest bocznym rzutem pionowym jednego z modułów wypełnienia strukturalnego; oraz Fig. 4 jest częściowym widokiem z góry ukazującym dwie postacie wykonania pofalowanych płytek, które mogą zostać wykorzystane w modułach wypełnienia strukturalnego.

Zwracając się teraz bardziej szczegółowo do rysunków i początkowo do fig. 1, kolumna nadająca się do wykorzystania w sposobie wywołującym przenikanie masy i wymianę ciepła jest przedsta4

PL 223 659 B1 wiona ogólnie przez numer 10. Kolumna 10 obejmuje pionowy, zewnętrzny płaszcz 12, który jest ogólnie o cylindrycznym układzie, aczkolwiek możliwe są inne układy, łącznie z wielobocznym, i są one objęte zakresem niniejszego wynalazku. Płaszcz 12 jest dowolnej odpowiedniej średnicy oraz wysokości i jest zbudowany z jednego lub więcej sztywnych materiałów, które, co jest pożądane, są obojętne na płyny i warunki obecne podczas pracy kolumny 10, lub przeciwnie, są z nimi kompatybilne.

Kolumna 10 jest rodzaju wykorzystywanego do przetwarzania strumieni płynów, typowo strumieni cieczy i pary, w celu otrzymywania produktów frakcyjnych i/lub poza tym wywoływania przenik ania masy i/lub wymiany ciepła między strumieniami płynów. Na przykład, w kolumnie 10 mogą występować takie procesy jak frakcjonowanie produktów z fluidalnego lub termicznego krakowania ropy atmosferycznej, olejów smarowych i ropy próżniowej, frakcjonowanie produktów z retorty koksowniczej lub frakcjonowanie produktów z krakowania wstępnego, oczyszczanie koksu, oczyszczanie gazów wylotowych reaktora, hartowanie w strumieniu gazu, dezodoryzowanie oleju jadalnego, oczys zczanie zanieczyszczeń oraz inne ciężkie procesy eksploatacyjne.

Płaszcz 12 kolumny 10 definiuje otwarty obszar wewnętrzny 14, w którym występuje pożądane przenikanie masy i/lub wymiana ciepła między strumieniami płynu. Normalnie strumienie płynu obejmują jeden lub więcej strumieni unoszących się oraz jeden lub więcej strumieni opadających. Altern atywnie, strumienie płynu mogą obejmować zarówno unoszące się, jak i opadające strumienie cieczy lub unoszący się strumień gazu oraz opadający strumień cieczy.

Strumienie płynu są kierowane do kolumny 10 przez dowolną ilość (nieukazanych) linii doprowadzania rozmieszczonych w stosownych miejscach wzdłuż wysokości kolumny 10. Jeden lub więcej strumieni pary może zostać wytworzonych wewnątrz kolumny 10 zamiast wprowadzania ich do kolumny 10 przez linie doprowadzania. Kolumna 10 typowo obejmuje również (nieukazaną) linię napowietrzną do usuwania parowego produktu lub produktu ubocznego z kolumny 10. Typowo obecne są inne komponenty kolumny, takie jak linie strumieni powrotnych, reboilery, skraplacze, tuby parowe, zraszacze cieczowe itp., które nie zostały zilustrowane na rysunkach, ponieważ są one o konwencjonalnym charakterze i ilustracja tych komponentów nie jest uważana za konieczną dla zrozumienia niniejszego wynalazku.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, jedna lub więcej warstw 15a-d modułów wypełnienia strukturalnego 16 jest rozmieszczonych wewnątrz otwartego obszaru wewnętrznego 14 kolumny 10. Nawiązując dodatkowo do fig. 2-4, każdy moduł wypełnienia strukturalnego 16 obejmuje liczne pionowe, równolegle rozciągające się, pofalowane płytki 18 skonstruowane z odpowiednio sztywnego materiału, takiego jak dowolny z różnych metali, tworzyw sztucznych lub ceramiki, posiadającego wystarczającą wytrzymałość i grubość, aby wytrzymać erozję oraz inne warunki oddziałujące na nie wewnątrz kolumny 10.

Jak można najlepiej zobaczyć na fig. 4, pofalowania rozciągają się wzdłuż całej powierzchni płytek 18 i posiadają ogólnie trójkątny lub sinusoidalny przekrój poprzeczny. Pofalowania w sąsiadujących płytkach 18 każdego modułu wypełnienia strukturalnego 16 rozciągają się w krzyżującym się lub poprzecznie pofalowanym układzie. Kąt nachylenia pofalowań względem pionowej osi kolumny 10 może zostać dobrany do wymagań poszczególnych zastosowań. Na przykład, wykorzystane mogą zostać kąty nachylenia 30, 45 i 60 stopni, jak również inne kąty.

Jeśli dopuszczone jest, aby pofalowania sąsiadujących płytek 18 wewnątrz każdego modułu wypełnienia strukturalnego 16 stykały się ze sobą, to punkty styku zapewniają obszary niskiego natężenia przepływu, w których ciała stałe bardziej prawdopodobnie gromadzą się i wywołują obrastanie lub koksowanie. W ten sposób pofalowania sąsiadujących płytek 18 wewnątrz każdego modułu wypełnienia strukturalnego 16 są utrzymywane w relacji rozmieszczenia z odstępem wzdłuż ich całej długości przez elementy dystansowe 20, które są połączone z płytkami 18. Elementy dystansowe 20 są zaprojektowane do utrzymywania oddzielenia pomiędzy sąsiadującymi płytkami 18 wzdłuż ich całej długości i szerokości w celu zapewnienia swobodnych ścieżek przepływu dla płynu, typowo cieczy, opadającej wzdłuż wszystkich powierzchni płytek oraz płynu, typowo pary, unoszącej się w otwartej przestrzeni pomiędzy płytkami 18. Pofalowania sąsiadujących płytek 18 formują nachylone kanały przepływowe dla tej opadającej pary. Ponieważ pofalowania sąsiadujących płytek 18 nie stykają się ze sobą lub innymi strukturami, przepływ cieczy i pary wzdłuż płytek 18 jest ogólnie jednorodny bez obecności obszarów niskiego natężenia przepływu, które mogłyby wywołać gromadzenie się ciał stałych na płytkach 18 i wynikowe koksowanie lub obrastanie płytek 18.

Elementy dystansowe 20 mogą przyjmować dowolne odpowiednie formy. W zilustrowanej postaci wykonania, elementy dystansowe 20 są szeregiem gładkich prętów 22, które rozciągają się

PL 223 659 B1 wzdłuż górnych i dolnych krawędzi modułów wypełnienia strukturalnego 16 w kierunku ogólnie prostopadłym do płytek 18. Pręty 22 są przytwierdzone do płytek 18 przez spawanie lub inne środki. Pręty 22 mogą się rozciągać przez lub mogą być wpuszczone w otwory uformowane na krawędziach płytek 18 tak, aby nie zakłócały one kontaktu pomiędzy górnymi krawędziami 18 w jednym module wypełnienia strukturalnego 16 a dolnymi krawędziami płytek 18 w leżącym powyżej module wypełnienia struktura lnego 16. Pręty 22 mogą posiadać okrągły, trójkątny, kwadratowy lub inny pożądany przekrój poprzeczny. Otwory 24 przyjmujące pręty 22 mogą być uformowane jako nacięcia lub pełne otwory i podobnie mogą posiadać okrągły, trójkątny, kwadratowy lub inny pożądany kształt. Elementy dystansowe 20 spełniają funkcję mocowania ze sobą płytek 18 wewnątrz każdego modułu wypełnienia strukturalnego 16 i utrzymywania pożądanego odstępu pomiędzy pofalowaniami sąsiadujących płytek 18. Zrozumiałe jest, iż poza prętami 22 do spełniania tych funkcji mogą zostać użyte elementy dystans owe 20 innego typu. Jest to uwzględnione i znajduje się w zakresie niniejszego wynalazku. Jest pożądane jednakże, aby elementy dystansowe 20 były skonstruowane i przymocowane do płytek 18 w taki sposób, aby zredukować możliwość gromadzenia się ciał stałych na elementach dystansowych 20 lub w miejscach ich przymocowania do płytek 18.

Kąt pofałdowania Φ (Fig. 4) oraz wysokość h₂ (Fig. 4) lub amplituda pofalowań w każdej płytce 18, jak również odstęp pomiędzy sąsiadującymi płytkami 18 wewnątrz każdego modułu wypełnienia strukturalnego 16 mogą się zmieniać dla poszczególnych zastosowań. Gdy wysokość pofałdowania pofalowań wzrasta, maleje ilość płytek 18, które mogą zostać rozmieszczone wewnątrz przekroju poprzecznego kolumny 10. Podobnie, gdy wzrasta odstęp pomiędzy płytkami 18, maleje ilość płytek 18, która może być rozmieszczona w obszarze przekroju poprzecznego kolumny 10. Ogólnie, gdy wzrasta ilość lub obszar powierzchni płytek 18, podobnie wzrasta efektywność procesu przenikania masy lub wymiany ciepła. Jednakże jednocześnie wzrasta spadek ciśnienia pomiędzy górnymi a dolnymi krawędziami modułów wypełnienia strukturalnego 16 i maleje wydajność przepływu płynu modułu wypełnienia strukturalnego 16.

Wraz ze zmniejszaniem promienia zagięcia wierzchołków pofalowań wzrasta również prawdopodobieństwo, że ciała stałe będą się gromadzić na powierzchniach płytek 18. W ten sposób, w ciężkich warunkach eksploatacyjnych, w których istotne są obrastanie i koksowanie, ogólnie pożądane jest zredukowanie promienia zagięcia płytek 18 w celu zredukowania możliwości gromadzenia się ciał stałych na płytkach 18, jednocześnie dobierając kąt pofałdowania i wysokość pofalowań oraz odstęp pomiędzy sąsiadującymi płytkami 18 w celu dostarczenia pożądanego spadku ciśnienia i przepustowości przepływu płynu dla modułu wypełnienia strukturalnego 16.

Każda warstwa 15a-d modułu wypełnienia strukturalnego 16 może składać się z pojedynczego modułu wypełnienia strukturalnego 16, który rozciąga się całkowicie przez przekrój poprzeczny kolumny 10 i jest podtrzymywany przez (nieukazany) pierścień nośny przytwierdzony do płaszcza 12 kolumny, leżącego poniżej modułu wypełnienia 16 lub innej odpowiedniej konstrukcji nośnej. Alternatywnie, wielokrotność pojedynczych modułów wypełnienia strukturalnego 16 o cegiełkowej postaci może zostać złożona w celu uformowania jednej lub więcej warstw 15a-d. Każdy moduł wypełnienia strukturalnego 16 jest normalnie układany bezpośrednio na sąsiadującym, leżącym poniżej module wypełnienia strukturalnego 16 i jest zazwyczaj obracany tak, aby pofalowane płytki 18 w jednej warstwie były rozmieszczone w płaszczyznach pionowych, które są ustawione pod kątem względem pionowych płaszczyzn zdefiniowanych przez pofalowane płytki 18 w sąsiadujących warstwach. Ten kąt obrotu wynosi typowo 45 lub 90 stopni, jednak może być innymi kątami jeśli jest to pożądane.

Całe powierzchnie płytek 18 są ogólnie gładkie i wolne od teksturowania powierzchni i otworów (innych niż otwory 24 użyte do przytwierdzenia prętów 22 do płytek 18), które mogą umożliwić grom adzenie ciał stałych na płytkach 18. Dysze rozpylające (nieukazane) mogą zostać rozmieszczone nad i/lub pod modułami 16 w celu kierowania myjącego strumienia rozpylanej cieczy na powierzchnie płytek 18, aby usunąć lub nie dopuścić do gromadzenia ciał stałych na płytkach 18. Aby umożliwić do jście myjącego strumienia rozpylanej cieczy do wszystkich powierzchni płytek 18, moduły wypełnienia strukturalnego 16 mogą zostać skonstruowane o pionowej wysokości tak niewielkiej jak w przybliżeniu 7,30 cm (2 i 7/8 cala). W innych zastosowaniach, moduły wypełnienia strukturalnego 16 mogą posiadać wysokość do lub większą niż w przybliżeniu 15,24 cm (6 cali). W zastosowaniach, w których ciała stałe w doprowadzanych strumieniach płynu wywołałyby zatkanie dysz rozpylających lub konwencjonalnych płynowych zraszaczy przepływowych, które doprowadzają płyn do modułów wypełnienia strukturalnego 16, może zostać użyty cieczowy zraszacz przelewowo-przepływowy.

PL 223 659 B1

W użyciu, jeden lub więcej modułów wypełnienia strukturalnego 16 zostało rozmieszczonych wewnątrz otwartego obszaru wewnętrznego 14 wewnątrz kolumny 10 dla wykorzystania w umożliwianiu przenikania masy i/lub wymiany ciepła pomiędzy strumieniami płynów przepływającymi przeciwprądowo wewnątrz kolumny 10. Gdy strumienie płynu napotykają płytki 18 w jednym lub więcej m odułach wypełnienia strukturalnego 16, strumienie płynu rozpływają się po powierzchniach płytek 18 w celu zwiększenia obszaru kontaktu i w ten sposób przenikania masy i/lub wymiany ciepła pomiędzy strumieniami płynu. Ponieważ pofalowania sąsiadujących płytek 18 są rozmieszczone od siebie z odstępem, strumień płynu, typowo strumień cieczy, może opadać wzdłuż nachylonej powierzchni pofalowań w ogólnie jednorodny sposób bez bycia hamowanym przez strefy niskiego natężenia przepływu, które typowo występują, gdy pofalowania stykają się ze sobą lub innymi elementami konstrukcji wzdłuż ich długości. Kolejny strumień płynu, typowo strumień pary, podobnie może unosić się w otwartym odstępie pomiędzy płytkami 18 w zasadniczo jednorodny sposób bez bycia hamowanym przez obszary niskiego natężenia przepływu, które powstałyby gdyby pofalowania stykały się ze sobą lub innymi elementami konstrukcji wzdłuż ich długości. Wskutek tego, moduły wypełnienia struktura lnego 16 dostarczają pożądaną wytrzymałość strukturalną oraz skuteczność separacji, jednocześnie będąc odpornymi na obrastanie i koksowanie.

Na podstawie powyższego można zobaczyć, że wynalazek ten jest dobrze przystosowany do osiągnięcia celów i przedmiotów wyszczególnionych wraz z innymi, właściwymi dla konstrukcji, zaletami.

Zrozumiałym będzie, że pewne właściwości oraz subkombinacje są użyteczne i mogą zostać zastosowane bez odwoływania się do innych właściwości i subkombinacji. Jest to uwzględnione i znajduje się w zakresie niniejszego wynalazku.

Jako że wiele możliwych postaci wykonania może zostać wykonanych według wynalazku bez odbiegania od jego zakresu, zrozumiałym jest, że cała wyszczególniona tu i ukazana na towarzyszących rysunkach treść powinna być interpretowana jako ilustracyjna i o nieograniczającym znaczeniu.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Moduł wypełnienia strukturalnego do kolumny przenikania masy lub wymiany ciepła, zawierający liczne pionowe, równolegle ułożone płytki posiadające górną oraz dolną krawędź i pofalowania, przy czym płytki (18) są rozmieszczone tak, że pofalowania sąsiednich płytek (18) rozciągają się w krzyżującym się układzie, a płytki (18) są utrzymywane we wzajemnym rozmieszczeniu z odstępami za pomocą elementów dystansowych (20), znamienny tym, że elementy dystansowe (20) stanowią pręty (22), które rozciągają się przez płytki (18) na krawędziach górnych i dolnych płytek (18) w kierunku ogólnie prostopadłym do płytek (18), a płytki (18) są usytuowane z odstępami pomiędzy pofalowaniami sąsiednich płytek (18) i bez styku ze sobą lub z innymi konstrukcjami wzdłuż zasadniczo całej długości pofalowań.
2. Moduł wypełnienia strukturalnego według zastrz. 1, znamienny tym, że pofalowania płytek (18) rozciągają się wzdłuż całej powierzchni każdej płytki (18).
3. Moduł wypełnienia strukturalnego według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnie płytek (18) są gładkie ogólnie wolne od teksturowania.
4. Moduł wypełnienia strukturalnego według zastrz. 1 albo albo 3, znamienny tym, że płytki (18) posiadają otwory (24) na ich krawędziach górnej i dolnej i przez te otwory (24) rozciągają się pręty (22).
5. Moduł wypełnienia strukturalnego według zastrz. 4, znamienny tym, że powierzchnie płytek (18) są wolne od otworów (24) poza otworami w ich krawędziach górnej i dolnej, przez które przechodzą pręty (22).
6. Moduł wypełnienia strukturalnego według zastrz. 4, znamienny tym, że pręty (22) są gładkie i o okrągłym przekroju poprzecznym.
7. Moduł wypełnienia strukturalnego według zastrz. 4 albo 6, znamienny tym, że pręty (22) są przyspawane do płytek (18).
8. Moduł wypełnienia strukturalnego według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, że płytki (18) są skonstruowane ze stali.
9. Kolumna przenikania masy lub wymiany ciepła, zawierająca płaszcz (12) definiujący otwarty obszar wewnętrzny (14) oraz moduł wypełnienia strukturalnego (16) rozmieszczony wewnątrz tego otwartego obszaru wewnętrznego (14), który to moduł wypełnienia strukturalnego (16) obejmuje liczne

PL 223 659 B1 pionowe, równolegle ułożone płytki (18), posiadające górną oraz dolną krawędź i pofalowania, przy czym płytki (18) są rozmieszczone tak, że pofalowania sąsiednich płytek (18) rozciągają się w krzyżującym się układzie, a płytki (18) są utrzymywane we wzajemnym rozmieszczeniu z odstępami za pomocą elementów dystansowych (20), znamienna tym, że elementy dystansowe (20) modułu wypełnienia strukturalnego (16) stanowią pręty (22), które rozciągają się przez płytki (18) na ich krawędziach górnych i dolnych płytek (18) w kierunku ogólnie prostopadłym do płytek (18), a płytki (18) są usytuowane z odstępami pomiędzy pofalowaniami sąsiednich płytek (18) i bez styku ze sobą lub z innymi konstrukcjami wzdłuż zasadniczo całej długości pofalowań.
10. Kolumna według zastrz. 9, znamienna tym, że powierzchnie płytek (18) są gładkie i ogólnie wolne od teksturowania.
11. Kolumna według zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, że płytki (18) posiadają otwory (24) w ich krawędziach górnej i dolnej, a pręty (22) rozciągają się przez te otwory (24).
12. Kolumna według zastrz. 9 albo 10 albo 11, znamienna tym, że powierzchnie płytek (18) są wolne od otworów (24) poza otworami w ich krawędziach górnej i dolnej.
13. Kolumna według zastrz. 11, znamienna tym, że pręty (22) są gładkie i o okrągłym przekroju poprzecznym.
14. Kolumna według zastrz. 11 albo 13, znamienna tym, że pręty (22) są przyspawane do płytek (18).
15. Sposób wywoływania przenikania masy lub wymiany ciepła między strumieniami płynów przepływającymi wewnątrz kolumny, obejmujący przeprowadzanie strumieni płynów przez kolumnę (10) posiadającą moduły wypełnienia strukturalnego (16) umieszczone w otwartym obszarze wewnętrznym (14) uformowanym przez płaszcz kolumny (10) , które to moduły wypełnienia strukturalnego (16) kształtuje się z licznych pionowych, równolegle ułożonych płytek (18) posiadających górną oraz dolną krawędź i pofalowania, przy czym płytki (18) rozmieszcza się tak, że pofalowania sąsiednich płytek (18) rozciągają się w krzyżującym się układzie, a do utrzymywania płytek we wzajemnym rozmieszczeniu z odstępami stosuje się elementy dystansowe (20), znamienny tym, że płytki (18) rozmieszcza się z odstępem od siebie wzdłuż ich całych długości za pomocą elementów dystansowych (20), które stanowią pręty (22) umieszczone na krawędziach górnych i dolnych płytek (18), a przy tym wzdłuż zasadniczo całej długości pofalowań formuje się otwarte przestrzenie pomiędzy powierzchniami czołowymi płytek (18) utrzymując pofalowania sąsiednich płytek (18) z odstępami i bez styku ze sobą lub z innymi konstrukcjami i następnie przeprowadza się strumienie płynów przez moduły wypełnienia strukturalnego (16) wzdłuż ogólnie nieograniczonych ścieżek przepływu uform owanych przez powierzchnie płytek (18) i otwarte odstępy wywołując przenikanie masy i/lub wymianę ciepła na powierzchniach płytek (18).
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że strumienie płynu przeprowadza się wzdłuż ścieżek przepływu jako zasadniczo jednorodny przepływ.
17. Sposób według zastrz. 15 albo 16, znamienny tym, że przeprowadzanie strumieni płynów przez moduły wypełnienia strukturalnego (16) obejmuje przeprowadzanie opadającego strumienia cieczy oraz unoszącego się strumienia pary przez te moduły wypełnienia strukturalnego (16).