ES2295561T3 - Dispositivo y metodo para tratar un fluido. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para tratar un fluido, incluyendo al menos una zona de tratamiento (2) que está dentro de una columna cilíndrica dispuesta verticalmente, teniendo la zona de tratamiento (2) un eje, y un dispositivo de entrada de fluido y separación (3) dispuesto en él para introducir una mezcla separada de líquido y gas a la zona de tratamiento (2), teniendo el dispositivo de entrada de fluido y separación (3) un extremo de entrada dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido e incluyendo una serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente (9A-9E), donde cada paleta circunferencial se extiende de forma curvada con respecto a un eje central (A'') del dispositivo de entrada entre una parte interceptadora (11A-11E) que tiene un borde de entrada dirigido de forma sustancialmente axial (15A-15E) y una parte de desviación que tiene un borde de salida que se extiende hacia fuera de forma sustancialmente radial (16A-16E), extendiéndose el eje central (A'') del dispositivo de entrada paralelo o coaxial con el eje (A) de la zona de tratamiento, extendiéndose el eje del dispositivo de entrada de fluido paralelo o coaxial con el eje longitudinal de la columna (A), y donde el dispositivo de entrada está dispuesto entre dos divisiones o bandejas que se extienden horizontalmente (6, 7) de la columna definiendo la zona de tratamiento (2).
Description
Dispositivo y método para tratar un fluido.
La presente invención se relaciona con un
dispositivo para tratar un fluido, que comprende al menos una zona
de tratamiento y una entrada del fluido y el dispositivo de
separación dispuesto dentro del mismo para introducir una mezcla de
líquido y gas dentro de la zona de tratamiento.
En la industria química y petroquímica es
frecuente el caso en que las mezclas de líquidos y vapores tienen
que introducirse en una zona de tratamiento, por ejemplo, una
entrada a la zona de tratamiento de una columna vertical que tiene
zonas de tratamiento adyacentes en donde el gas y el líquido se
ponen en contacto a contracorriente para el intercambio de calor y
materia. Un ejemplo de tal columna es una columna de
fraccionamiento, por ejemplo, una columna de destilación a vacío y
separadores compactos de gas-líquido como se
describe en el documento EP-A-195
464.
En tal columna durante su operación normal el
líquido fluye descendentemente desde la parte superior al fondo,
mientras que el gas fluye ascendentemente desde el fondo a la parte
superior. En la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, la
palabra "gas" se usa para referirse al gas y el vapor.
Enseguida, la invención se discutirá con referencia a una columna
de destilación, sin embargo, debe entenderse que la invención puede
usarse para cualquier dispositivo para tratar un fluido, que
comprende al menos una zona de tratamiento con un dispositivo de
entrada del fluido para introducir una mezcla de líquido y gas
dentro de la zona de tratamiento.
En el proceso de destilación, un fluido que
comprende una mezcla de líquido y gas se alimenta por dentro
radialmente dentro de una columna de destilación cilíndrica
dispuesta verticalmente en la zona de entrada entre la parte
superior y el fondo de la columna. En las instalaciones que tienen
una gran capacidad y rendimiento, generalmente es muy alta la
velocidad de suministro de la mezcla; estas altas velocidades de
suministro pueden ser desventajosas para la distribución del fluido
que se tratará sobre la sección transversal de la columna dentro de
la cual se alimenta.
De hecho es deseable, particularmente en el
proceso de destilación, para la fase gas y la fase líquida que se
separen tanto como sea posible inmediatamente después de entrar a la
columna en la entrada a la zona de tratamiento y para cada fase que
se alimenta de manera separada a las zonas de tratamiento
adyacentes, por ejemplo, al pasar a través de una bandeja, mientras
que se distribuyen sobre la sección transversal de la columna lo
mejor que sea posible.
Si no se toman medidas especiales, no sería
posible efectuar una separación apropiada de una alimentación de
gas/líquido dentro de la columna con una alta velocidad de
suministro ya que la alimentación después choca con excesiva fuerza
contra la pared situada del lado opuesto a la entrada, así que el
gas se eleva subsecuentemente en la columna arrastrando una gran
porción de la fase líquida. Además, el líquido que no ha sido
arrastrado fluye la mayor parte descendentemente cerca de la pared
de la columna opuesta a la entrada, por medio de esto se origina
una distribución desigual del líquido sobre la bandeja adyacente por
debajo de la entrada. Además, la parte de la pared de la columna
opuesta a la alimentación puede desgastarse rápidamente debido al
fuerte impacto de la mezcla de líquido/vapor, así que deben tomarse
medidas para proteger o reforzar la pared de la columna.
Para tratar de solucionar el problema anterior,
se ha propuesto en el documento GB 1 119 699 el proveer un
dispositivo de entrada del fluido para introducir una mezcla de
líquido y gas dentro de la columna, que comprende una disposición
similar a una caja que comprende una serie de paletas, colocadas una
detrás de la otra a lo largo de un eje central dispuesto
horizontalmente que se extiende en dirección radial hacia el
interior de la columna. En esta disposición, las paletas desvían la
mezcla de manera lateral con relación al eje central del
dispositivo de entrada, tal que el cambio en la dirección del flujo
origina una primera separación entre el gas y el líquido debido a
la inercia. Después de la inserción en la zona de tratamiento, el
gas fluye ascendentemente en la columna, donde se lleva a cabo un
contacto posterior con el líquido suministrado en la parte superior
de la columna. El líquido separado cae desde las paletas sobre una
bandeja de contacto de gas/líquido debajo del dispositivo de
entrada.
Aunque el dispositivo de entrada del fluido
conocido provee una gran mejora, el dispositivo de entrada del
fluido origina un flujo de gas arremolinado en la entrada de la zona
de tratamiento. Tal flujo arremolinado disminuye la velocidad
máxima de alimentación e incrementa la altura de la columna
necesaria para efectuar la destilación completa.
La memoria descriptiva de la patente alemana
número 629 588 describe un aspersor de líquido para distribuir un
líquido de lavado sobre la sección transversal de una cuba de
lavado.
La publicación de la solicitud de patente
internacional número WO 01/60478 describe un dispositivo de entrada
de fluido del tipo de paletas específicamente adaptado para uso en
combinación con una bandeja de múltiples bajadas.
Un objeto de la invención es proporcionar un
dispositivo mejorado para tratar un fluido que tiene una entrada de
fluido para introducir una mezcla de líquido y gas dentro de la zona
de tratamiento en la cual se reduce en gran medida el flujo
arremolinado en la entrada de la zona de tratamiento. Para eso, la
invención proporciona un aparato para tratar un fluido, que
comprende al menos una zona de tratamiento que está dentro de una
columna cilíndrica dispuesta verticalmente, teniendo la zona de
tratamiento un eje, y una entrada de fluido y un dispositivo de
separación dispuesto en el mismo para introducir una mezcla separada
de líquido y gas dentro de la zona de tratamiento, teniendo el
dispositivo de separación y entrada del fluido un extremo de entrada
dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido y incluyendo una
serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente, en
donde cada paleta circunferencial se extiende de manera curvada con
respecto al eje central del dispositivo de entrada entre una parte
interceptora que tiene un borde de entrada dirigido substancialmente
de forma axial y una parte deflectora que tiene un borde de salida
que se extiende hacia el exterior substancialmente de manera
radial, extendiéndose el eje central del dispositivo de entrada
paralelo o coaxial con el eje de la zona de tratamiento,
extendiéndose el eje del dispositivo de entrada de fluido paralelo o
coaxial con el eje longitudinal de la columna, y donde el
dispositivo de entrada está dispuesto entre dos divisiones o
bandejas que se extienden horizontalmente de la columna definiendo
la zona de tratamiento.
De este modo, un fluido que comprende una mezcla
de líquido y gas puede llevarse dentro de la zona de tratamiento de
modo que provoque menos perturbación en el patrón de flujo que con
el dispositivo de entrada conocido. En el dispositivo de entrada
del fluido de acuerdo con la invención, el fluido se intercepta y
desvía hacia el exterior de manera radial por medio de paletas
sucesivas tal que el gas puede distribuirse uniformemente en una
dirección hacia el exterior con relación al eje central dentro de la
zona de tratamiento, mientras que las partículas de líquido en el
flujo chocan sobre la superficie de la paleta debido a la fuerza de
inercia y centrífuga y posteriormente se descargan de la paleta
como un flujo del líquido más coalescente desde el borde de salida
circunferencial de la paleta. La alineación de los ejes del
dispositivo de entrada del fluido y la zona de tratamiento,
normalmente en dirección vertical, permite introducir el fluido de
modo que se tome mejor en cuenta la simetría de la zona de
tratamiento.
Las paletas circunferenciales apiladas pueden
desarrollar una doble función, la de separar la mezcla de gas y
líquido, y la de introducir generalmente la mezcla separada en una
dirección exterior de forma radial, por medio de esto se previene
el flujo arremolinado que se observa con el dispositivo de entrada
conocido. El líquido separado del gas de esta forma descenderá bajo
la influencia de la gravedad después que ha dejado el extremo de
salida de las paletas. Se entenderá que la separación que se lleva a
cabo en el dispositivo de entrada no necesita ser completa.
Generalmente es suficiente con lograr una primera separación
(separación previa) en donde se separa la mayoría del líquido y
gas, sin embargo, no es crítico un menor grado de arrastre de una
fase en la otra.
Las paletas circunferenciales generalmente son
tubulares con extremos abiertos con una forma de campana
generalizada, en donde se extienden de manera curvada a lo largo
del eje central del dispositivo de entrada entre una parte
interceptora que tiene un borde de entrada dirigido substancialmente
de manera axial, y una parte de desviación que tiene un borde de
salida que se extiende de manera externa substancialmente de forma
radial. La sección transversal horizontal de las paletas no
necesita ser circular, y esto es por lo cual se ha usado el término
generalizado con forma de campana. Las paletas circunferenciales
también se denotarán en lo siguiente brevemente como paletas. Para
asegurar una distribución uniforme del flujo de gas, se prefiere que
las paletas se dispongan simétricamente con relación a sus ejes
centrales, en particular dispuestas de manera simétrica de forma
rotatoria.
Al proveer las paletas circunferenciales con una
parte interceptora substancialmente cilíndrica, las paletas pueden
interceptar el flujo de manera suave. Preferentemente, las partes
interceptoras de las paletas sucesivas tienen diámetro decreciente.
De esta forma, el flujo puede dividirse en capas concéntricas, cada
una de las cuales se desvía externamente de forma radial.
Preferentemente, la parte interceptora de una
paleta sucesiva se extiende dentro de la paleta previa. La paleta
que tiene la distancia axial más corta entre su borde de salida y el
extremo de entrada del dispositivo de entrada se considera como la
primera paleta en la descripción y en las reivindicaciones. La
segunda paleta es la paleta sucesiva con respecto a la primera
paleta, y así sucesivamente hasta la última paleta la cual tiene la
distancia al eje más grande entre su borde de salida y el extremo de
entrada.
En una realización ventajosa los bordes de
entrada de las paletas están separados a lo largo del eje central,
preferentemente con distancias iguales. De este modo, las paletas
pueden tener la misma forma básica. Alternativamente las partes
interceptoras pueden por ejemplo cada una extenderse axialmente
hacia un plano de entrada radial en el extremo de entrada del
dispositivo del flujo del fluido. El plano de entrada radial durante
la operación normal es un plano horizontal transversal con respecto
a la dirección del flujo del fluido en el extremo de entrada. Los
bordes de entrada de las paletas pueden converger, lejos del extremo
de entrada del dispositivo de entrada del fluido, junto con un cono
lineal que tiene un ángulo superior \alpha entre
10-50º, preferentemente entre
20-40º, en particular entre 36 y 37º, el cono se
extiende coaxialmente con el eje central del dispositivo de
entrada.
Las partes de desviación de las paletas
sucesivas se separan ventajosamente de forma axial, preferentemente
con separaciones iguales. Al proveer paletas sucesivas con los
bordes de salida que se extienden con un diámetro radial
decreciente, el flujo de gas puede distribuirse uniformemente a lo
largo del radio de la zona de tratamiento, es decir, sobre la
sección transversal de la zona de tratamiento.
Los experimentos han mostrado que el número de
paletas tiene un intervalo preferentemente de 2 a 10, más
preferentemente de 4 a 6, y en particular 5.
En una realización preferida, el dispositivo de
entrada se extiende de forma coaxial con el eje longitudinal
central de una zona de tratamiento en una columna dispuesta
verticalmente. Ventajosamente, el dispositivo de entrada se dispone
entre dos separaciones o bandejas de la columna, que se extienden
horizontalmente, definiendo la zona del tratamiento. La separación
inferior, puede ser el fondo de la columna.
Los experimentos han mostrado que en tal
disposición, la sección transversal de la primera paleta más
exterior radialmente en su borde de entrada es adecuadamente menor
que la sección transversal de un cilindro circular que tiene un
diámetro de aproximadamente 20% del diámetro de la columna, y
preferentemente esta sección transversal es tan pequeña como sea
posible de manera práctica.
Para mejorar aún más la distribución del flujo,
las partes de desviación de por lo menos un número de paletas
posteriores sucesivas se extienden hacia sus bordes de salida de
manera ascendente más axialmente que el número de paletas
anteriores sucesivas, cuando la mezcla del fluido entra al
dispositivo de entrada en su extremo inferior. En particular, al
menos dos o tres paletas pueden extenderse hacia sus bordes de
salida hacia arriba de forma axialmente creciente. Las paletas
anteriores son paletas que tienen una distancia axial más corta que
sus bordes de salida desde el extremo de entrada del dispositivo de
entrada que las paletas posteriores.
Otras realizaciones ventajosas del dispositivo
de conformidad con la invención se describen en las reivindicaciones
anexas.
Además, la invención se refiere al uso de un
dispositivo de entrada de fluido que tiene un extremo de entrada
dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido e incluyendo una
serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente, donde
cada paleta circunferencial se extiende de forma curvada con
respecto a un eje central del dispositivo de entrada entre una
parte interceptora que tiene un borde de entrada dirigido de forma
sustancialmente axial y una parte deflectora que tiene un borde de
salida que se extiende hacia fuera de forma sustancialmente radial
para pre-separar una mezcla de líquido y gas y para
introducir la mezcla pre-separada en una zona de
tratamiento, en particular en la zona de tratamiento de un aparato
según la invención.
La invención también se relaciona con un método
para introducir una mezcla de líquido y gas dentro de un recipiente,
en donde la mezcla se introduce al recipiente al dividir
inicialmente un flujo substancialmente cilíndrico en capas
concéntricas, estas capas se desvían hacia el exterior de forma
radial. Cada capa se introduce en una posición axial diferente. En
el método preferentemente las capas dispuestas de manera interna
radialmente se desvían hacia el exterior con un componente radial
menor de desviación que las capas dispuestas hacia el exterior más
radialmente.
Otras realizaciones preferidas de la invención
se describen en las realizaciones anexas.
La invención se describirá ahora con mayor
detalle, con referencia a la figura. En el dibujo:
La figura 1 muestra una sección transversal
esquemática de una columna de destilación dispuesta verticalmente
formando una entrada a la zona de tratamiento. El dibujo es solo una
representación esquemática de una realización ejemplificada. En el
dibujo, las partes idénticas o correspondientes se identifican con
los mismos números de referencia.
Se hace referencia a la Figura 1. La Figura 1
muestra una sección de una columna de destilación 1, la cual se
utiliza normalmente con una orientación vertical como se muestra. La
columna de destilación tiene un eje longitudinal vertical A y una
sección transversal horizontal substancialmente circular. La columna
1 comprende una primera zona de tratamiento 2, que tiene un eje
coincidente con el eje A de la columna 1, y un dispositivo de
entrada del fluido 3 dispuesto en la zona de tratamiento 2. La
primera zona de tratamiento 2, se dispone la mitad entre el extremo
superior y el extremo inferior de la columna 1 de la cual las
posiciones se indican por medio de las flechas 4 y 5
respectivamente, las cuales también representan el respectivo flujo
de gas ascendente y el flujo descendente del fluido a través de la
columna durante la operación normal.
La primera zona de tratamiento 2 está en
dirección de la parte superior de la columna rodeada por una primera
bandeja de tratamiento del gas dispuesta horizontalmente 6 y en
dirección del fondo 5 de la columna rodeada por una primera bandeja
de líquido dispuesta horizontalmente 7. Por lo tanto el dispositivo
de entrada del fluido 3 se localiza entre dos bandejas sucesivas 6,
7.
El dispositivo de entrada del fluido 3 comprende
cinco paletas circunferenciales 9A-9E. Las paletas
circunferenciales de esta realización son similares a una trompeta,
teniendo las paletas con forma de anillo 9A-9E una
sección transversal circular. Las paletas 9A-9E se
disponen coaxialmente alrededor de un eje central A' que se extiende
coaxialmente con el eje central A que se extiende ascendentemente
de la columna 1. El dispositivo de entrada 3 está en comunicación
fluida con la boquilla de entrada 8 que está unida a un extremo de
entrada 10 del dispositivo de entrada del fluido 3. La boquilla de
entrada puede pasar a través de la pared lateral de la columna 1
como se muestra, pero también se puede extender más a lo largo del
eje A de la columna 1. Se ha encontrado que el dispositivo de
entrada puede instalarse poco después de una curva en el tubo de
entrada sin influenciar negativamente la distribución del gas en la
columna. Esto permite por ejemplo que el tubo de entrada se una
externamente con la columna antes de entrar a la columna. Esto no
fue posible con el dispositivo de acuerdo con
GB-A-11 19 699.
Las paletas se disponen a lo largo del eje
central A' una detrás de la otra con una separación igual. Las
paletas 9A-9E se extienden de manera curvada entre
una parte interceptora substancialmente cilíndrica
11A-11E que tiene un borde de entrada que se
extiende substancialmente de manera axial 15A-15E
opuestos a la entrada 10 y una parte de desviación
12A-12E que tiene un borde de salida que se extiende
hacia el exterior substancialmente de manera radial
16A-16E. Una parte interceptora substancialmente
cilíndrica que tiene un borde de entrada substancialmente de manera
axial forma un ángulo menor de aproximadamente 20º, preferentemente
menor de aproximadamente 10º, más preferentemente menor de
alrededor de 5º con el eje A', y preferentemente tal que la parte
interceptora tiene diámetro constante o ensanchado en la dirección
del flujo del fluido durante la operación normal. Las partes
interceptoras 11A-11E de las paletas sucesivas
9A-9E tienen diámetros decrecientes
Da-De, respectivamente (de los cuales solo Da se
indica en el dibujo con el motivo de claridad), y se colocan una
detrás de la otra a lo largo del eje central A con intervalos
iguales, y tal que la parte interceptora de una paleta sucesiva se
extiende dentro de la paleta previa, por ejemplo, la parte
interceptora 11C de la paleta 9C se extiende dentro de la paleta
9B. Los bordes de entrada 15A-15E de las partes
interceptoras 11A-11E se disponen tal que convergen
a lo largo de la superficie de un cono lineal que tiene un ángulo
superior de \alpha=20º. El diámetro Da de la parte interceptora
11A de la primera paleta 9A define el diámetro de entrada exterior
del dispositivo de entrada del fluido 3 y tiene una relación de
0,133 el diámetro D del interior de la columna en la zona de
tratamiento.
tratamiento.
Las partes de desviación de las paletas pueden
extenderse radialmente hacia una dirección totalmente horizontal,
pero preferentemente una parte o todas las paletas incluyen un
ángulo entre la parte de desviación en su borde de salida y el
plano horizontal, en donde los ángulos están incluidos entre 0 y 90º
tal que el borde de salida se dirige lejos del extremo de entrada.
En la orientación mostrada en la Figura esta tiene un ángulo
ascendente. Más preferentemente las paletas se colocan más
centralmente incluyendo un ángulo ascendente en sus bordes de
salida, por ejemplo, los bordes 16D, y 16E. El ángulo con la
horizontal del borde de salida de las paletas está preferentemente
entre 0 y 85º, en donde el ángulo de una sola paleta es
preferentemente mayor o igual al ángulo de la paleta precedente (la
siguientes más grande) del dispositivo de entrada del fluido. Más
preferentemente la paleta colocada más centralmente, es decir, la
última paleta 9E, tiene un ángulo entre 50 y 85º y más
preferentemente alrededor de 80º. Las paletas que tienen los
mayores ángulos como se describe anteriormente entrecortadas como
se muestra en la Figura 1 y se describe enseguida.
Las paletas están soportadas en barras 13.
Alternativamente, las paletas pueden estar conectadas por medio de
varillas que se extienden radialmente, por ejemplo, en una
realización en donde las partes interceptoras de las paletas se
extienden dentro del haz coaxial. También es posible, aunque no
generalmente necesario, soportar las paletas en una barra
axial.
Las paletas 9A-9E
substancialmente son de la misma forma básica. Las dos paletas mas
superiores, es decir, las dos paletas posteriores 9D y 9E en
dirección ascendente axial están recortadas o cortadas, es decir, se
extienden sobre una longitud relativa más corta que las primeras
tres paletas inferiores, anteriores 9A-9C. De este
modo, las dos paletas más superiores 9D y 9E se extienden hacia sus
bordes de salida 16D, 16E hacia arriba incrementándose axialmente
comparadas con las tres paletas anteriores 9A-9C.
Las paletas están recortadas con una relación de longitud de
0,4-0,5, preferentemente 0,48, con respecto a la
longitud de todas las paletas 9A-9C iniciando desde
el borde inferior de la parte interceptora. Las partes deflectoras
12A-12E de las paletas sucesivas
9A-9E se extienden con un diámetro decreciente
radialmente.
Las paletas adecuadas tienen una superficie que
minimiza las obstrucciones para el flujo del fluido entre las
paletas consecutivas, a fin de que el fluido pueda pasar a través
del dispositivo de entrada con grandes velocidades de flujo
volumétrico. La superficie interna y/o exterior de las paletas no
está provista adecuadamente de obstrucciones que disminuyen
substancialmente la sección transversal interna del espacio anular
entre las paletas.
Preferentemente la salida circular formada por
el borde de salida 16E de la paleta colocada más centralmente 9E
está cerrada (parcialmente) (no se muestra en la Figura 1). Más
preferentemente está presente una pequeña abertura para minimizar
la recirculación de gas justo por arriba del dispositivo de entrada
del fluido. El área de esta abertura es preferentemente hasta 25%
del área total de la salida circular superior formada por el borde
de salida 16E. Tal salida cerrada o parcialmente cerrada se dispone
preferentemente cuando la paleta colocada más centralmente es una
paleta entrecortada que tiene un ángulo de entre 50 y 85º entre su
borde de salida y la horizontal.
Como se indica con las flechas F, el fluido que
comprende una mezcla de líquido y gas se lleva ascendentemente
dentro de la zona de tratamiento 2 como un flujo substancialmente
cilíndrico a través del extremo de entrada 10 del dispositivo de
entrada del fluido por medio de la boquilla 8. Los bordes de entrada
sucesivos 51A-15E de las partes interceptoras
11A-11E de las paletas 9A-9E dividen
el flujo en capas concéntricas. Después las capas concéntricas se
desvían hacia el exterior radialmente por medio de las partes de
desviación sucesivas 12A-12E. Las paletas
adyacentes cooperan para formar conductos que desvían el flujo del
fluido hacia el exterior radialmente con relación al eje central A'
y A. Debido a la inercia, el líquido choca con las zonas de
desviación de las paletas y fluye hacia el exterior radialmente
hacia la pared de la columna. El gas fluye hacia el exterior
radialmente hacia la pared interna de la columna 1. Ya que los
bordes de salida de las paletas sucesivas se extienden con un
diámetro radial decreciente, las porciones dispuestas hacia el
interior más radialmente del flujo que entra no se dirigen tan
lejos de forma externa radialmente que las porciones dispuestas
hacia el exterior más radialmente del flujo cilíndrico. Además, las
capas del flujo cilíndrico dispuestas hacia el interior más
radialmente se desvían más ascendentemente en forma axial que las
capas dispuestas hacia el exterior radialmente, tal que el flujo de
gas se distribuye uniformemente sobre la primera zona de tratamiento
2.
Debe quedar claro que la invención no se limita
a la realización preferida mostrada en la figura. En particular, la
zona de tratamiento puede comprender una pluralidad de dispositivos
de entrada del fluido, cada uno tiene un eje central que se
extiende de forma paralela al eje central ascendente de la zona de
tratamiento. En particular, de esta forma diferentes dispositivos
de entrada del fluido que tiene sus propios ejes centrales pueden
estar dispuestos alrededor de un dispositivo de entrada del fluido
opcional que se extiende a lo largo de un eje principal ascendente
de la zona de tratamiento. Además, la parte interceptora de la
paleta superior puede estar formada como una espina cerrada, tal
que se bloquea el flujo ascendente axial directo. El número de
paletas puede ser mayor, por ejemplo, 10, ó menor, por ejemplo, 3.
La sección transversal horizontal de las paletas circunferenciales
con forma de campana generalizada puede no ser circular, por
ejemplo, oval, con forma de estrella, poligonal, rectangular,
cuadrada o por ejemplo, definida por una línea ondulada sobrepuesta
en un círculo. Sin embargo, preferentemente, las paletas con forma
de anillo son relativamente simétricas con relación a su eje
central. El dispositivo de entrada del fluido también puede
disponerse al revés cuando se compara con la Figura 1, así que el
extremo de entrada está en el extremo superior, y las paletas se
ensanchan en dirección descendente.
La presente invención se puede aplicar
ventajosamente en una columna donde gas y líquido están en contacto
en contracorriente. Tales columnas se utilizan por ejemplo en el
fraccionamiento, por ejemplo, destilación, o en el tratamiento de
gas. Dependiendo de la aplicación actual, las mezclas de
gas-líquido necesitan introducirse en diferentes
localizaciones axiales de tal columna. El dispositivo de entrada del
fluido de conformidad con la presente invención puede utilizarse en
uno o más de sitios diferentes. Una posibilidad es la entrada
central de alimentación en una columna de destilación. Otra
posibilidad para la entrada de una mezcla de
gas-líquido recibida como un efluente de un
vaporizador, el cual calienta el líquido colectado en el fondo de la
columna. El efluente del vaporisador normalmente se vuelve a
introducir en la parte inferior de la columna. Una tercera
posibilidad es la entrada de una corriente de reflujo recibida de la
condensación de los productos más volátiles, y así la corriente de
reflujo se introduce de nuevo normalmente dentro de la parte
superior de la columna.
Estas realizaciones están dentro del alcance de
la invención como se define en las reivindicaciones anexas.
Claims (21)
1. Un aparato para tratar un fluido, incluyendo
al menos una zona de tratamiento (2) que está dentro de una columna
cilíndrica dispuesta verticalmente, teniendo la zona de tratamiento
(2) un eje, y un dispositivo de entrada de fluido y separación (3)
dispuesto en él para introducir una mezcla separada de líquido y gas
a la zona de tratamiento (2), teniendo el dispositivo de entrada de
fluido y separación (3) un extremo de entrada dispuesto para
recibir una mezcla de gas y líquido e incluyendo una serie de
paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente
(9A-9E), donde cada paleta circunferencial se
extiende de forma curvada con respecto a un eje central (A') del
dispositivo de entrada entre una parte interceptadora
(11A-11E) que tiene un borde de entrada dirigido de
forma sustancialmente axial (15A-15E) y una parte de
desviación que tiene un borde de salida que se extiende hacia fuera
de forma sustancialmente radial (16A-16E),
extendiéndose el eje central (A') del dispositivo de entrada
paralelo o coaxial con el eje (A) de la zona de tratamiento,
extendiéndose el eje del dispositivo de entrada de fluido paralelo
o coaxial con el eje longitudinal de la columna (A), y donde el
dispositivo de entrada está dispuesto entre dos divisiones o
bandejas que se extienden horizontalmente (6, 7) de la columna
definiendo la zona de tratamiento (2).
2. El aparato según la reivindicación 1, donde
las paletas tienen una superficie que minimiza las obstrucciones al
flujo de fluido entre paletas consecutivas.
3. El aparato según la reivindicación 1 o 2,
donde la salida de la aleta que tiene la distancia axial más grande
entre su borde de salida y el extremo de entrada está abierta.
4. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, donde el extremo de entrada
del dispositivo de entrada de fluido y separación está dispuesto en
su extremo inferior.
5. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, donde las paletas
circunferenciales tienen una sección transversal seleccionada del
grupo que consta de sección transversal circular, oval, en forma de
estrella, poligonal, rectangular, cuadrada y una sección
transversal definida por una línea ondulada superpuesta en un
círculo.
6. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, donde la parte interceptadora
es sustancialmente cilíndrica.
7. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1-6, donde las partes
interceptadoras de sucesivas paletas circunferenciales tienen
sección transversal decreciente.
8. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde los bordes de entrada de las
paletas circunferenciales están espaciados a lo largo del eje
central, preferiblemente a distancias iguales.
9. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde los sucesivos bordes de entrada
de las paletas circunferenciales convergen a lo largo de un cono
lineal que tiene un ángulo superior de entre
10-50º, preferiblemente entre
20-40º.
10. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde los bordes de salida de sucesivas
paletas circunferenciales se extienden a diámetros
decrecientes.
11. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde las paletas son de forma
sustancialmente igual.
12. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, donde las paletas
circunferenciales se extienden hacia fuera de tal manera que el
ángulo en el borde de salida con la horizontal sea de entre 0 y
85º.
13. El aparato según la reivindicación 12, donde
el ángulo de la parte de desviación en el borde de salida con la
horizontal de una paleta circunferencial seleccionada es mayor o
igual que el ángulo de la paleta circunferencial anterior del
dispositivo de entrada de fluido.
14. El aparato según la reivindicación 13, donde
la paleta colocada más en el centro tiene un ángulo de entre 50 y
85º, entre la parte de desviación en su borde de salida y la
horizontal.
15. El aparato según la reivindicación 14, donde
la salida de la paleta colocada más en el centro está cerrada o
parcialmente cerrada.
16. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde el número de paletas es del orden
de 2 a 10, más preferiblemente de 4 a 6.
17. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde la zona de tratamiento está
dentro de una columna dispuesta verticalmente, extendiéndose el eje
del dispositivo de entrada de fluido paralelo o coaxial con el eje
longitudinal de la columna.
18. El aparato según la reivindicación 15 o 16,
donde la sección transversal de la primera paleta en su borde de
entrada es menos que la sección transversal de un cilindro que tiene
un diámetro de aproximadamente 20% del diámetro de la columna, y
preferiblemente es del orden de entre 13 y 14%.
19. Uso de un dispositivo de entrada de fluido
(3) que tiene un extremo de entrada dispuesto para recibir una
mezcla de gas y líquido e incluyendo una serie de paletas
circunferenciales dispuestas coaxialmente (9A, 9B), donde cada
paleta circunferencial se extiende de forma curvada con respecto a
un eje central (A') del dispositivo de entrada (3) entre una parte
interceptadora (11A-11 E) que tiene un borde de
entrada dirigido de forma sustancialmente axial
(15A-15E) y una parte de desviación que tiene un
borde de salida que se extiende hacia fuera de forma
sustancialmente radial (16A-1 6E) para separar una
mezcla de líquido y gas y para introducir la mezcla separada en una
zona de tratamiento (2), en particular en la zona de tratamiento (2)
de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones
1-18.
20. Un método para introducir una mezcla de
líquido y gas en un recipiente, donde la mezcla es introducida en
el recipiente dividiendo un flujo inicialmente sustancialmente
cilíndrico en capas concéntricas, que se desvían radialmente hacia
fuera.
21. El método según la reivindicación 20, donde
las capas dispuestas más radialmente hacia dentro son desviadas más
axialmente hacia arriba que las capas dispuestas radialmente hacia
fuera.
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DE102004015727B3 (de) * | 2004-03-29 | 2005-12-15 | Stockhausen Gmbh | Destillationskolonne |
KR100602869B1 (ko) * | 2005-02-22 | 2006-07-20 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 습식 음이온 발생장치가 구비된 공기 청정기 |
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DE502007003698D1 (de) * | 2006-07-27 | 2010-06-24 | Sulzer Chemtech Ag | Eintrittseinrichtung für ein tangential in einen Apparat eingespeistes Fluid |
JP4800914B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2011-10-26 | アンデス電気株式会社 | 金属酸化物膜の製造方法 |
DE202007009113U1 (de) * | 2007-06-28 | 2008-11-13 | Airclean Europe Ltd. | Luft-Reinigungsvorrichtung |
EP2307530A1 (en) * | 2008-07-10 | 2011-04-13 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for removing a gaseous contaminant from a contaminated gas stream |
CA2735920A1 (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for removing gaseous contaminants from a feed gas stream comprising methane and gaseous contaminants |
US20110192190A1 (en) * | 2008-09-23 | 2011-08-11 | Diki Andrian | Process for removing gaseous contaminants from a feed gas stream comprising methane and gaseous contaminants |
FR2937888B1 (fr) * | 2008-10-31 | 2011-08-19 | Solvay | Dispositif et procede pour distribuer un fluide. |
US20100107687A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-06 | Diki Andrian | Process for removing gaseous contaminants from a feed gas stream comprising methane and gaseous contaminants |
SE534401C2 (sv) * | 2009-12-28 | 2011-08-09 | Metso Paper Karlstad Ab | Enhet och förfarande för avluftning av dränagevatten |
EP2380645B1 (en) | 2010-04-23 | 2014-05-07 | Neste Oil Oyj | Feed distribution device for a separation column |
US8627848B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-01-14 | The Chem-Pro Group Llc | Vane inlet device |
US8657896B2 (en) | 2011-07-31 | 2014-02-25 | Schlumberger Technology Corporation | High flow rate separator having paired coalescer and demister |
DE102013206203A1 (de) * | 2013-04-09 | 2014-10-09 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kältegerät mit einem Verdampfer |
CN107952259A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-04-24 | 上海协升化工科技有限公司 | 一种高效叶片式进料分布装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1095463A (en) * | 1910-01-14 | 1914-05-05 | Gen Electric | Apparatus for removing air from water. |
US1055549A (en) * | 1912-06-20 | 1913-03-11 | Kathryn L Byrne | Mechanism for separating gas from liquids. |
US1756288A (en) * | 1928-12-17 | 1930-04-29 | Superior Oil And Gas Separator | Gas and oil separator |
DE629588C (de) | 1932-03-30 | 1936-05-06 | Karl Bergfeld | Berieselungsvorrichtung fuer Gaswaescher o. dgl. |
NL151264B (nl) | 1965-06-08 | 1976-11-15 | Shell Int Research | Destillatiekolom voorzien van een of meer destillatieruimten en van een of meer inlaten voor de toevoer van een damp/vloeistofmengsel. |
DE3662839D1 (en) | 1985-03-05 | 1989-05-24 | Shell Int Research | Column for removing liquid from a gas |
CH667704A5 (de) * | 1986-02-07 | 1988-10-31 | Sulzer Ag | Verfahren und vorrichtung zur gleichmaessigen verteilung einer fluessigkeit auf eine querschnittsflaeche. |
JPH074294B2 (ja) * | 1986-06-25 | 1995-01-25 | ワイケイケイ株式会社 | スライダ−保持装置 |
US5606854A (en) * | 1995-04-20 | 1997-03-04 | Air Filter Plus Inc. | Exhaust filter |
US6386520B2 (en) * | 2000-02-16 | 2002-05-14 | Shell Oil Company | Fluid inlet device |
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