JPH05131101A - カートリツジトレーシーリング装置及び方法 - Google Patents
カートリツジトレーシーリング装置及び方法Info
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- JPH05131101A JPH05131101A JP4120569A JP12056992A JPH05131101A JP H05131101 A JPH05131101 A JP H05131101A JP 4120569 A JP4120569 A JP 4120569A JP 12056992 A JP12056992 A JP 12056992A JP H05131101 A JPH05131101 A JP H05131101A
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- B01J2208/00008—Controlling the process
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、公差変動及び化学処理塔環
境に適合する可撓性カートリッジトレーシーリング装置
及び方法を提供することにある。 【構成】 本発明のカートリッジトレーシーリング装置
においては、柔軟構造部材に含浸された耐化学環境性材
料からなるシーリング部材をカートリッジトレーの外部
周辺に固定係合し、該トレーは化学処理塔内部壁に対し
て上方に変形した二重リップ構造を有するガスケットを
伴い、カラム内に配設され、化学処理塔内を通過する蒸
気及び液体を密封する。
境に適合する可撓性カートリッジトレーシーリング装置
及び方法を提供することにある。 【構成】 本発明のカートリッジトレーシーリング装置
においては、柔軟構造部材に含浸された耐化学環境性材
料からなるシーリング部材をカートリッジトレーの外部
周辺に固定係合し、該トレーは化学処理塔内部壁に対し
て上方に変形した二重リップ構造を有するガスケットを
伴い、カラム内に配設され、化学処理塔内を通過する蒸
気及び液体を密封する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化学処理塔、より詳細
には、化学処理塔のカートリッジトレーシーリング方法
及び装置に関する。
には、化学処理塔のカートリッジトレーシーリング方法
及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】蒸留カラムは、多成分流から選択された
成分を分離するために利用される。一般に、かような気
−液接触カラムは、カートリッジトレー又はパッキング
のいずれかあるいはこれらの組合せを利用する。近年、
いわゆる「バブルキャップ」が、大部分のトレー化され
たカラム設計にてシーブトレー及びバルブトレーにより
置き換えられる傾向にあり、不規則(投下した)パッキ
ング又は構造型パッキングのいずれかの普及している充
填カラムが、流れにおける成分の改良された分離を達成
するために、トレーとの組み合わせで利用される。
成分を分離するために利用される。一般に、かような気
−液接触カラムは、カートリッジトレー又はパッキング
のいずれかあるいはこれらの組合せを利用する。近年、
いわゆる「バブルキャップ」が、大部分のトレー化され
たカラム設計にてシーブトレー及びバルブトレーにより
置き換えられる傾向にあり、不規則(投下した)パッキ
ング又は構造型パッキングのいずれかの普及している充
填カラムが、流れにおける成分の改良された分離を達成
するために、トレーとの組み合わせで利用される。
【0003】カラム内での分別の成否は、液相と蒸気相
との緊密な接触に依存する。トレー等の蒸気液体接触装
置のいくつかは、比較的高い圧力降下及び比較的高い液
体保持により特徴づけられる。蒸気液体接触装置の別の
タイプ、すなわち構造型高効率パッキングは、ある適用
のために普及している。かようなパッキングは、低い圧
力降下及び低い液体保持を有するために、エネルギー効
率的である。しかしながら、これらの種々の性質は、時
々、構造型パッキングを備え付けたカラムを安定一貫し
た態様にて作動させることを困難とする。更に多くの適
用においては単に、トレーの使用が要求されるに過ぎな
い。
との緊密な接触に依存する。トレー等の蒸気液体接触装
置のいくつかは、比較的高い圧力降下及び比較的高い液
体保持により特徴づけられる。蒸気液体接触装置の別の
タイプ、すなわち構造型高効率パッキングは、ある適用
のために普及している。かようなパッキングは、低い圧
力降下及び低い液体保持を有するために、エネルギー効
率的である。しかしながら、これらの種々の性質は、時
々、構造型パッキングを備え付けたカラムを安定一貫し
た態様にて作動させることを困難とする。更に多くの適
用においては単に、トレーの使用が要求されるに過ぎな
い。
【0004】カートリッジトレーが、主なカラム接触装
置である場合、トレーカラムの圧力降下が高いために、
蒸気分配に関する心配の必要性はほとんどない。約50
個のトレーを有するトレー塔に関しては、6psi(3
00mmHg)オーダーの圧力降下が従来技術では、通
常である。しかしながら、これは、流入蒸気により発生
する運動エネルギーよりも大きさのオーダーがはるかに
大きい。蒸留カラムに入る蒸気の速度ヘッドは、しばし
ば、重油分別器精製装置内の水の3〜4インチより大き
く、また速度ヘッドは化学処理又はガス処理カラム内で
5mm以下である。しかしながら、50個のトレー塔の
トレーがパッキングにより置き換えられる場合には、カ
ラムを通る圧力降下は典型的に、大きさの全オーダー、
すなわち30mmHgのオーダーで減少することは事実
である。これは本発明の譲受人に譲渡された米国特許第
4,604,247号明細書に記載される構造型カラム
等の構造型カラムに関しては特に真実である。供給蒸気
の運動エネルギーが10mm以上に維持されれば、ひど
い不良分配が起こるかもしれない。
置である場合、トレーカラムの圧力降下が高いために、
蒸気分配に関する心配の必要性はほとんどない。約50
個のトレーを有するトレー塔に関しては、6psi(3
00mmHg)オーダーの圧力降下が従来技術では、通
常である。しかしながら、これは、流入蒸気により発生
する運動エネルギーよりも大きさのオーダーがはるかに
大きい。蒸留カラムに入る蒸気の速度ヘッドは、しばし
ば、重油分別器精製装置内の水の3〜4インチより大き
く、また速度ヘッドは化学処理又はガス処理カラム内で
5mm以下である。しかしながら、50個のトレー塔の
トレーがパッキングにより置き換えられる場合には、カ
ラムを通る圧力降下は典型的に、大きさの全オーダー、
すなわち30mmHgのオーダーで減少することは事実
である。これは本発明の譲受人に譲渡された米国特許第
4,604,247号明細書に記載される構造型カラム
等の構造型カラムに関しては特に真実である。供給蒸気
の運動エネルギーが10mm以上に維持されれば、ひど
い不良分配が起こるかもしれない。
【0005】カートリッジトレー又は蒸留トレーは、塔
内にて15個以上のトレーの束として組立てられてもよ
い。該束は、直径6〜36インチのサイズの範囲の塔内
に挿入される。トレーを蒸気及び液体バイパスに対して
密封するために、カートリッジトレーは、各トレー上で
端部シール部を有するよう設計される。このシーリング
技術は、塔の設計上及び操作上極めて重要である。蒸留
トレーの基本理論は、トレー上で液体レベルを維持し、
蒸気をトレー上の開放域を通して通過させ、かつその上
に配された液体を通して通過させる。同時に、液体は、
トレーを横切って、下方のトレーへ通過させるため下降
管へと流される。この作用は、トレー床における孔面積
の設計により制御される。孔面積は、ある蒸気速度を維
持するために、かつ適当な蒸気−液体相互作用を達する
ために計算される。しかしながら、液体の漏れ又は蒸気
の迂回がトレー端部で起こる場合には、設計条件は変え
られ、トレーは仕様に従っては操作されない。このため
に、トレーの設計及び製造は、かなりの注意を要する。
内にて15個以上のトレーの束として組立てられてもよ
い。該束は、直径6〜36インチのサイズの範囲の塔内
に挿入される。トレーを蒸気及び液体バイパスに対して
密封するために、カートリッジトレーは、各トレー上で
端部シール部を有するよう設計される。このシーリング
技術は、塔の設計上及び操作上極めて重要である。蒸留
トレーの基本理論は、トレー上で液体レベルを維持し、
蒸気をトレー上の開放域を通して通過させ、かつその上
に配された液体を通して通過させる。同時に、液体は、
トレーを横切って、下方のトレーへ通過させるため下降
管へと流される。この作用は、トレー床における孔面積
の設計により制御される。孔面積は、ある蒸気速度を維
持するために、かつ適当な蒸気−液体相互作用を達する
ために計算される。しかしながら、液体の漏れ又は蒸気
の迂回がトレー端部で起こる場合には、設計条件は変え
られ、トレーは仕様に従っては操作されない。このため
に、トレーの設計及び製造は、かなりの注意を要する。
【0006】カートリッジトレー塔殻の製作及び組立
は、多数の耐性問題の対象である。例えば、円形外殻に
形成されるロールプレート及び溶接プレートから組み立
てられる殻は、溶接熱により影響を受ける。ロール組立
て方法及び溶接組立て方法が用いられる際には、殻の大
きさ及び公差変動が、直径及び長円について殻フランジ
及びノズル位置において、並びに軸及び周縁溶接シーム
に沿って生じる。上述の問題に加えて、殻表面での不規
則部分は、変形が生じている塔領域内にトレー束を挿入
することを困難あるいは不可能とし、従来技術のシーリ
ング設計の動向を制限するだろう。
は、多数の耐性問題の対象である。例えば、円形外殻に
形成されるロールプレート及び溶接プレートから組み立
てられる殻は、溶接熱により影響を受ける。ロール組立
て方法及び溶接組立て方法が用いられる際には、殻の大
きさ及び公差変動が、直径及び長円について殻フランジ
及びノズル位置において、並びに軸及び周縁溶接シーム
に沿って生じる。上述の問題に加えて、殻表面での不規
則部分は、変形が生じている塔領域内にトレー束を挿入
することを困難あるいは不可能とし、従来技術のシーリ
ング設計の動向を制限するだろう。
【0007】処理カラムの特に効果的なカートリッジト
レー設計は、シーブトレーである。このトレーは、底部
表面にて形成された多数の細長い孔で構成される。該孔
は上昇蒸気を、トレーを横切って流れる液体との直接係
合部内に流す。トレーを通る上部方向への蒸気流れが十
分である場合には、液体が孔を通る下部方向へランニン
グするのを防止する(「ウィーピング」と称す)。小規
模のウィーピングはトレー内で正常であり、一方、大規
模のウィーピングはトレーの容量及び効率に対し好まし
くない。カートリッジトレーの更なる論議及び関連する
処理カラム操作の特徴は、本発明の譲受人に譲渡された
米国特許第4,956,127号明細書に見出せる。
レー設計は、シーブトレーである。このトレーは、底部
表面にて形成された多数の細長い孔で構成される。該孔
は上昇蒸気を、トレーを横切って流れる液体との直接係
合部内に流す。トレーを通る上部方向への蒸気流れが十
分である場合には、液体が孔を通る下部方向へランニン
グするのを防止する(「ウィーピング」と称す)。小規
模のウィーピングはトレー内で正常であり、一方、大規
模のウィーピングはトレーの容量及び効率に対し好まし
くない。カートリッジトレーの更なる論議及び関連する
処理カラム操作の特徴は、本発明の譲受人に譲渡された
米国特許第4,956,127号明細書に見出せる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】組立て工程において、
カートリッジトレーは一般に支持リングの頂部の処理カ
ラム中に位置する。支持リングは一般に溶接され、もし
くは他の方法で塔の内部表面に不変に固定され、カート
リッジトレーに機械的支持を与える。カートリッジトレ
ーをカラム壁及び/又は下部支持リングに対しシーリン
グする問題は、常に考慮対象である。従来技術のアプロ
ーチでは、処理カラムの円筒状壁に係合する伸張可能な
金属リングを包含するものである。しかしながら、真円
でない問題並びに製造公差変動は、その周辺の均一なシ
ーリングをしばしば防止する。塔内部の構造に関連して
塔壁に沿った溶接が、更に真円でない条件を悪化させる
塔壁の熱的変形をしばしば引き起こすということもまた
観察されている。塔壁等に対する非可撓性シーリング部
材の利用は、故に無数のシーリング問題を発生させる。
真円でない領域に適合させるために、より可撓性のシー
リング部材が提案されている。主として、シーリング部
材は、弾力的に変形し、形状変形を収容するガスケット
等を含む。残念ながら、可撓性ガスケットを組み立てる
ための多くの材料は、塔環境を極めて敵対すべきものと
し、ガスケットの劣化はありふれたものとされている。
このために、改良されたシーリング部材設計は、高い可
撓性度を有し、敵対する環境に適応するリングを含んで
いる。かようなリングの一つとしては、ポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)製のリングが、米国特許第
4,255,363号明細書に示される。その従来技術
参照において、PTFEリングは、塔壁に対する密封部
材の圧力調節手段を伴って組み立てられ、より効果的な
シーリングのために適合する。PTFEあるいは他の合
成フッ素材料自体により与えられる可撓性の程度でさえ
も、より柔軟な構造に適合する塔壁における一定の公差
変動のためには常に十分とは限らない。したがって、公
差変動及び化学処理塔の敵対する環境の両者に適合する
信頼性のある可撓性密封装置を提供することにより、従
来技術の問題を克服することが利益となろう。
カートリッジトレーは一般に支持リングの頂部の処理カ
ラム中に位置する。支持リングは一般に溶接され、もし
くは他の方法で塔の内部表面に不変に固定され、カート
リッジトレーに機械的支持を与える。カートリッジトレ
ーをカラム壁及び/又は下部支持リングに対しシーリン
グする問題は、常に考慮対象である。従来技術のアプロ
ーチでは、処理カラムの円筒状壁に係合する伸張可能な
金属リングを包含するものである。しかしながら、真円
でない問題並びに製造公差変動は、その周辺の均一なシ
ーリングをしばしば防止する。塔内部の構造に関連して
塔壁に沿った溶接が、更に真円でない条件を悪化させる
塔壁の熱的変形をしばしば引き起こすということもまた
観察されている。塔壁等に対する非可撓性シーリング部
材の利用は、故に無数のシーリング問題を発生させる。
真円でない領域に適合させるために、より可撓性のシー
リング部材が提案されている。主として、シーリング部
材は、弾力的に変形し、形状変形を収容するガスケット
等を含む。残念ながら、可撓性ガスケットを組み立てる
ための多くの材料は、塔環境を極めて敵対すべきものと
し、ガスケットの劣化はありふれたものとされている。
このために、改良されたシーリング部材設計は、高い可
撓性度を有し、敵対する環境に適応するリングを含んで
いる。かようなリングの一つとしては、ポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)製のリングが、米国特許第
4,255,363号明細書に示される。その従来技術
参照において、PTFEリングは、塔壁に対する密封部
材の圧力調節手段を伴って組み立てられ、より効果的な
シーリングのために適合する。PTFEあるいは他の合
成フッ素材料自体により与えられる可撓性の程度でさえ
も、より柔軟な構造に適合する塔壁における一定の公差
変動のためには常に十分とは限らない。したがって、公
差変動及び化学処理塔の敵対する環境の両者に適合する
信頼性のある可撓性密封装置を提供することにより、従
来技術の問題を克服することが利益となろう。
【0009】本発明は、一般に可撓性構造のテフロン含
浸ファイバーグラスガスケットを利用することにより、
従来技術を克服するためのかような利点を提供する。ガ
スケットは、カートリッジトレーリングに固定され、処
理塔壁に係合するために、トレーリングの外方向にダブ
ルリップを現出する。塔壁に対する可撓性シーリング表
面を与え、塔を通る液体及び蒸気及びカートリッジトレ
ー周辺での液体及び蒸気の通過を防ぐ際に、液体圧力を
強化するために、リップは上方向に偏向された方向にて
提供される。
浸ファイバーグラスガスケットを利用することにより、
従来技術を克服するためのかような利点を提供する。ガ
スケットは、カートリッジトレーリングに固定され、処
理塔壁に係合するために、トレーリングの外方向にダブ
ルリップを現出する。塔壁に対する可撓性シーリング表
面を与え、塔を通る液体及び蒸気及びカートリッジトレ
ー周辺での液体及び蒸気の通過を防ぐ際に、液体圧力を
強化するために、リップは上方向に偏向された方向にて
提供される。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学処理塔の
カートリッジトレーのためのシーリング部材に関する。
特に本発明の一つの特徴は、カートリッジトレーの外部
周辺に固定された、一般に柔軟構造のテフロン含浸ファ
イバーグラスガスケットを含む。トレーは、塔の内部壁
に対して上方向に変形された外方向に面するガスケット
のリップを伴いカラム内に配設される。
カートリッジトレーのためのシーリング部材に関する。
特に本発明の一つの特徴は、カートリッジトレーの外部
周辺に固定された、一般に柔軟構造のテフロン含浸ファ
イバーグラスガスケットを含む。トレーは、塔の内部壁
に対して上方向に変形された外方向に面するガスケット
のリップを伴いカラム内に配設される。
【0011】別の特徴において、本発明は、二重で曲げ
やすいシーリング部材を利用するカートリッジトレー周
辺のシーリング方法及び装置を含む。処理化学物質と塔
内部の温度条件とに親和性を有するどのような曲げやす
い材料でも適するが、シール材料はテフロン含浸ファイ
バーグラステープとして供給されてもよい。このシーリ
ング方法において、ファイバーグラステープは、金属保
持バンドによるチャネル内に含まれ、テープ端部はトレ
ー端部を超えて延伸し、テープを塔壁に対して上方かつ
外方向に偏向させる。この配置は、テープ密封を塔壁の
不規則部分に適合させ、該位置での密封を維持する。こ
の配置はまたトレー端部と塔壁との間をより空隙とし、
トレー束を殻内での制限及び変形から回避させる。
やすいシーリング部材を利用するカートリッジトレー周
辺のシーリング方法及び装置を含む。処理化学物質と塔
内部の温度条件とに親和性を有するどのような曲げやす
い材料でも適するが、シール材料はテフロン含浸ファイ
バーグラステープとして供給されてもよい。このシーリ
ング方法において、ファイバーグラステープは、金属保
持バンドによるチャネル内に含まれ、テープ端部はトレ
ー端部を超えて延伸し、テープを塔壁に対して上方かつ
外方向に偏向させる。この配置は、テープ密封を塔壁の
不規則部分に適合させ、該位置での密封を維持する。こ
の配置はまたトレー端部と塔壁との間をより空隙とし、
トレー束を殻内での制限及び変形から回避させる。
【0012】他の特徴においては、本発明は、カートリ
ッジトレーが蒸気及び液体が横ぎる通過のために塔殻内
に配設されたタイプの化学処理塔のための改良されたカ
ートリッジトレー密封装置を含む。改良点は、殻との突
出し係合に適応した周縁シーリング域を収容するカート
リッジトレーと、処理塔内の液体及び蒸気に抵抗するた
めの材料に含浸された柔軟材料を含むシーリング域とを
含む。殻壁と係合するようシーリング部材を外方向に延
伸させるためのシーリング域に柔軟部材を固定するため
の手段が提供される。本発明の一つの実施態様におい
て、柔軟材料はテフロン含浸ファイバーグラスである。
ッジトレーが蒸気及び液体が横ぎる通過のために塔殻内
に配設されたタイプの化学処理塔のための改良されたカ
ートリッジトレー密封装置を含む。改良点は、殻との突
出し係合に適応した周縁シーリング域を収容するカート
リッジトレーと、処理塔内の液体及び蒸気に抵抗するた
めの材料に含浸された柔軟材料を含むシーリング域とを
含む。殻壁と係合するようシーリング部材を外方向に延
伸させるためのシーリング域に柔軟部材を固定するため
の手段が提供される。本発明の一つの実施態様におい
て、柔軟材料はテフロン含浸ファイバーグラスである。
【0013】更なる特徴において、上述された発明は、
柔軟材料を受けるために適応する一般にU字型チャネル
で形成されるシーリング域を含む。柔軟材料の固定係合
のために、柔軟材料上及びチャネル内に位置させるため
の係止手段が提供される。固定手段は、U字型チャネル
内に位置し、かつそこで柔軟材料に対して固定された金
属ストラップを含んでもよい。柔軟材料は、殻壁に対す
るダブルリップ密封を形成するために、外方向に延伸す
る二つの側部折り曲げ部を伴ってシーリング域内にて位
置するに十分な幅にて提供される。
柔軟材料を受けるために適応する一般にU字型チャネル
で形成されるシーリング域を含む。柔軟材料の固定係合
のために、柔軟材料上及びチャネル内に位置させるため
の係止手段が提供される。固定手段は、U字型チャネル
内に位置し、かつそこで柔軟材料に対して固定された金
属ストラップを含んでもよい。柔軟材料は、殻壁に対す
るダブルリップ密封を形成するために、外方向に延伸す
る二つの側部折り曲げ部を伴ってシーリング域内にて位
置するに十分な幅にて提供される。
【0014】更に別の特徴において、本発明は、カート
リッジトレーのシーリング域内にて位置させるための柔
軟部材を提供する工程と、化学処理塔の液体及び蒸気の
化学的影響に抵抗する材料を柔軟部材に含浸する工程と
を含む化学処理塔殻内でのカートリッジトレーシーリン
グ方法を含む。柔軟材料は、カートリッジトレーのシー
リング域内にて固定され、かつ柔軟材料は、対するトレ
ーの密封された係合のために殻側壁と係合するようシー
リング域から外方向に延伸する。
リッジトレーのシーリング域内にて位置させるための柔
軟部材を提供する工程と、化学処理塔の液体及び蒸気の
化学的影響に抵抗する材料を柔軟部材に含浸する工程と
を含む化学処理塔殻内でのカートリッジトレーシーリン
グ方法を含む。柔軟材料は、カートリッジトレーのシー
リング域内にて固定され、かつ柔軟材料は、対するトレ
ーの密封された係合のために殻側壁と係合するようシー
リング域から外方向に延伸する。
【0015】
【実施例】以下、本発明を好ましい実施態様に基づき更
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
【0016】まず図1を参照すれば、種々の塔内部を示
し且つ本発明の改良された高容量トレー装置の一つの実
施態様の利用を示すために種々の区域を取り除いたパッ
キング交換塔、すなわちカラムの破断斜視図である。図
1の交換カラム10は、複数のパッキング床層14とそ
こに配置されたトレーとを有する円筒状塔12とを含
む。複数のマンウェイ16は、塔12の内部域への近接
を容易にするために同様に組み立てられる。更に側部流
引出ライン20、液体側部給送ライン18及び側部蒸気
流給送ライン又は再沸戻ライン32を設ける。還流戻ラ
イン34を塔10の頂部に設ける。
し且つ本発明の改良された高容量トレー装置の一つの実
施態様の利用を示すために種々の区域を取り除いたパッ
キング交換塔、すなわちカラムの破断斜視図である。図
1の交換カラム10は、複数のパッキング床層14とそ
こに配置されたトレーとを有する円筒状塔12とを含
む。複数のマンウェイ16は、塔12の内部域への近接
を容易にするために同様に組み立てられる。更に側部流
引出ライン20、液体側部給送ライン18及び側部蒸気
流給送ライン又は再沸戻ライン32を設ける。還流戻ラ
イン34を塔10の頂部に設ける。
【0017】操作中、液体13は、還流戻ライン34及
び側部流給入送ライン18を通って塔10に供給され
る。液体13は、塔を通って下方に流れ、最終的に側部
流引出ライン20もしくは底部流引出ライン30のいず
れかで塔を去る。この下方流において、トレー及びパッ
キング床を通過するにつれて蒸発するある物質が液体1
3から枯渇し、蒸気流外で液体中に凝縮する材料により
濃縮され、あるいは添加される。
び側部流給入送ライン18を通って塔10に供給され
る。液体13は、塔を通って下方に流れ、最終的に側部
流引出ライン20もしくは底部流引出ライン30のいず
れかで塔を去る。この下方流において、トレー及びパッ
キング床を通過するにつれて蒸発するある物質が液体1
3から枯渇し、蒸気流外で液体中に凝縮する材料により
濃縮され、あるいは添加される。
【0018】図1を参照すれば、交換カラム10は、明
瞭にするために略示的に配置されている。この図示にお
いて、カラム10は、塔12の頂部に配置されたオーバ
ーヘッドライン26内の蒸気出口と、再沸器(図示せ
ず)に連結する底部流引出ライン30の周囲に塔の下部
領域において配置された下部スカート28とを含む。再
沸戻導管32は、蒸気をトレー及び/又はパッキング層
14を通って上方向に再循環させるためにスカート28
の上に配置されて示される。凝縮器からの還流は、導入
導管34を通って上部塔領域23内に提供され、液体分
配器36を通り上部パッキング床38を横切り、分配さ
れる。上部パッキング床38は構造型パッキング変形で
あることがわかる。上部パッキング床38下の交換カラ
ム10の領域は、説明のために示され、上部構造型パッ
キング38を支持して支持格子41下に配置された液体
収集器40を含む。液体13を再分配するために適応さ
れた液体分配器42は、同様にその下に配置される。第
2の液体分配器配列43は、最下部トレー48Aの下に
図示される。この特定の分配器配列は、本発明の譲受人
に譲渡された米国特許第4,909,967号明細書に
示される型でもよい。同様に、最下部構造型パッキング
床14は下部塔領域内に示される。
瞭にするために略示的に配置されている。この図示にお
いて、カラム10は、塔12の頂部に配置されたオーバ
ーヘッドライン26内の蒸気出口と、再沸器(図示せ
ず)に連結する底部流引出ライン30の周囲に塔の下部
領域において配置された下部スカート28とを含む。再
沸戻導管32は、蒸気をトレー及び/又はパッキング層
14を通って上方向に再循環させるためにスカート28
の上に配置されて示される。凝縮器からの還流は、導入
導管34を通って上部塔領域23内に提供され、液体分
配器36を通り上部パッキング床38を横切り、分配さ
れる。上部パッキング床38は構造型パッキング変形で
あることがわかる。上部パッキング床38下の交換カラ
ム10の領域は、説明のために示され、上部構造型パッ
キング38を支持して支持格子41下に配置された液体
収集器40を含む。液体13を再分配するために適応さ
れた液体分配器42は、同様にその下に配置される。第
2の液体分配器配列43は、最下部トレー48Aの下に
図示される。この特定の分配器配列は、本発明の譲受人
に譲渡された米国特許第4,909,967号明細書に
示される型でもよい。同様に、最下部構造型パッキング
床14は下部塔領域内に示される。
【0019】図1を引き続き参照すれば、更に一列のト
レーもカラム10内で説明のために示される。多くの例
において、処理カラムは、パッキングのみ、トレーの
み、あるいはパッキングとトレーとの組合せのいずれか
を含む。しかしながら、本図示では塔全域及びその操作
を議論するために、組合せとする。トレーカラムは、通
常、ここに示される型の複数のトレー48を含む。多く
の例において、トレー48はバルブトレー又はシーブト
レーである。かようなトレーは、構造内に穿孔あるいは
溝付きプレートを含む。蒸気及び液体は、トレーにて又
はトレーに沿って係合し、いくつかの組立体装置におい
ては、対向流形態にて同じ開口を通って流される。最適
には、蒸気及び液体流は、塔10内にて安定レベルに達
する。以下に詳述するように、下降管の利用によって、
この安定は、上昇蒸気を下降液体と混合することのでき
る比較的低い流れ速度で達せられてもよい。いくつかの
実施態様において、下降管が使用されず、各圧力が変化
すると交互に蒸気及び液体が同じ開口を使用する。
レーもカラム10内で説明のために示される。多くの例
において、処理カラムは、パッキングのみ、トレーの
み、あるいはパッキングとトレーとの組合せのいずれか
を含む。しかしながら、本図示では塔全域及びその操作
を議論するために、組合せとする。トレーカラムは、通
常、ここに示される型の複数のトレー48を含む。多く
の例において、トレー48はバルブトレー又はシーブト
レーである。かようなトレーは、構造内に穿孔あるいは
溝付きプレートを含む。蒸気及び液体は、トレーにて又
はトレーに沿って係合し、いくつかの組立体装置におい
ては、対向流形態にて同じ開口を通って流される。最適
には、蒸気及び液体流は、塔10内にて安定レベルに達
する。以下に詳述するように、下降管の利用によって、
この安定は、上昇蒸気を下降液体と混合することのでき
る比較的低い流れ速度で達せられてもよい。いくつかの
実施態様において、下降管が使用されず、各圧力が変化
すると交互に蒸気及び液体が同じ開口を使用する。
【0020】本実施態様において、後に詳述するよう
に、各トレーは塔壁に対して特別のシーリングガスケッ
ト49により密封される。ガスケット49は、上昇蒸気
15と下降蒸気13との間に存在する対向流条件を促進
するために、トレー48を塔壁12に対して密封するこ
とを可能とする。この流条件は、下降管54の位置、液
体/蒸気割合、液体冷却、液体流/逆混合、発泡(起
泡)、高さ、泡均一性及び固体又はスラリーの存在を含
む無数の臨界設計考慮の対象である。信頼性及び腐食
は、パッキング塔での種々の要素の選択において同様な
考慮対象である。多くの例において、塔内部の組立にお
ける材料選択のためのパラメーターは、かような考慮の
結果である。図1に示すように、パッキングカラムの解
剖は、参照により組み込まれた本発明者の一人であるギ
ルバート・チェン(Gilbert Chen)による装置(「パッキ
ングカラム内部」(1984年3月5日、「ケミカルエ
ンジニアリング(Chemical Engineering)」)において同
様に詳述される。
に、各トレーは塔壁に対して特別のシーリングガスケッ
ト49により密封される。ガスケット49は、上昇蒸気
15と下降蒸気13との間に存在する対向流条件を促進
するために、トレー48を塔壁12に対して密封するこ
とを可能とする。この流条件は、下降管54の位置、液
体/蒸気割合、液体冷却、液体流/逆混合、発泡(起
泡)、高さ、泡均一性及び固体又はスラリーの存在を含
む無数の臨界設計考慮の対象である。信頼性及び腐食
は、パッキング塔での種々の要素の選択において同様な
考慮対象である。多くの例において、塔内部の組立にお
ける材料選択のためのパラメーターは、かような考慮の
結果である。図1に示すように、パッキングカラムの解
剖は、参照により組み込まれた本発明者の一人であるギ
ルバート・チェン(Gilbert Chen)による装置(「パッキ
ングカラム内部」(1984年3月5日、「ケミカルエ
ンジニアリング(Chemical Engineering)」)において同
様に詳述される。
【0021】図3を参照すれば、従来技術の化学処理塔
内に配置され、かつ堅固に載置された従来技術のトレー
域の拡大側部立面断面図が示される。トレー50は、図
1に示されるように下降管54の間に配置された複数の
トレー部材52を含む。液体13は、トレー配列50を
通る下降通路の間に、各トレーを横切って流れるように
示される。この特定の実施態様において、トレー52
は、載置リング55によって塔の側壁に載置される。載
置リング55は、塔壁との密封係合において、トレー周
辺に配置された箱型パッキン押え部材56を含む。かよ
うな密封部材は、蒸気又は液体が密封される非常に大き
い表面領域を提供する。上昇蒸気が、下降液体と混合す
るにつれて、蒸気と液体の両者は、かようなシーリング
部材によって、中央トレー活性域を迂回することが望ま
しくは妨げられる。しかしながら、箱型パッキン押え部
材56は、塔殻12Aの真円でなく、かつ変形された区
域に適応するための十分な可撓性を提供しない。
内に配置され、かつ堅固に載置された従来技術のトレー
域の拡大側部立面断面図が示される。トレー50は、図
1に示されるように下降管54の間に配置された複数の
トレー部材52を含む。液体13は、トレー配列50を
通る下降通路の間に、各トレーを横切って流れるように
示される。この特定の実施態様において、トレー52
は、載置リング55によって塔の側壁に載置される。載
置リング55は、塔壁との密封係合において、トレー周
辺に配置された箱型パッキン押え部材56を含む。かよ
うな密封部材は、蒸気又は液体が密封される非常に大き
い表面領域を提供する。上昇蒸気が、下降液体と混合す
るにつれて、蒸気と液体の両者は、かようなシーリング
部材によって、中央トレー活性域を迂回することが望ま
しくは妨げられる。しかしながら、箱型パッキン押え部
材56は、塔殻12Aの真円でなく、かつ変形された区
域に適応するための十分な可撓性を提供しない。
【0022】図4を参照すれば、処理塔12内でのトレ
ー62の載置を示す本発明の改良されたシーリングパッ
キン押え60の拡大側部立面断面図が示される。シーリ
ングパッキン押えは、二重で曲げやすい密封部材を含
む。処理化学物質及び塔内の温度条件と親和性がある曲
げやすい材料ならばいずれも適するが、密封材料は、テ
フロン含浸ファイバーグラステープ60として供給され
てよい。このシーリング方法において、ファイバーグラ
ステープ60は、金属保持バンド64によってチャネル
63内に含まれる。チャネル63は、トレー62下にそ
の周辺に沿って固定される。テープ60の端部65及び
66は、トレー端部を超えて延伸し、テープ60を塔殻
12Aに対して上方にかつ外方に偏向させる。この配置
は、テープ端部65及び66を塔殻12Aの不規則部分
に一致させ、該部分に対して密封を維持する。この理由
により、端部65及び66を殻12A内の変形し、真円
でない全ての領域と係合するに十分な幅にて、柔軟材料
が利用される。更にこの配置は、トレー端部と塔壁12
Aとの間を更に空隙とし、トレー束62を殻内での制限
及び変動より回避させる。本発明により供されるトレー
と塔壁との間に更に空隙を提供することは、取付け問題
に伴うコストの観点から明瞭な利点である。
ー62の載置を示す本発明の改良されたシーリングパッ
キン押え60の拡大側部立面断面図が示される。シーリ
ングパッキン押えは、二重で曲げやすい密封部材を含
む。処理化学物質及び塔内の温度条件と親和性がある曲
げやすい材料ならばいずれも適するが、密封材料は、テ
フロン含浸ファイバーグラステープ60として供給され
てよい。このシーリング方法において、ファイバーグラ
ステープ60は、金属保持バンド64によってチャネル
63内に含まれる。チャネル63は、トレー62下にそ
の周辺に沿って固定される。テープ60の端部65及び
66は、トレー端部を超えて延伸し、テープ60を塔殻
12Aに対して上方にかつ外方に偏向させる。この配置
は、テープ端部65及び66を塔殻12Aの不規則部分
に一致させ、該部分に対して密封を維持する。この理由
により、端部65及び66を殻12A内の変形し、真円
でない全ての領域と係合するに十分な幅にて、柔軟材料
が利用される。更にこの配置は、トレー端部と塔壁12
Aとの間を更に空隙とし、トレー束62を殻内での制限
及び変動より回避させる。本発明により供されるトレー
と塔壁との間に更に空隙を提供することは、取付け問題
に伴うコストの観点から明瞭な利点である。
【0023】図2を参照すれば、塔殻103内に取り付
けられたトレー配列101が示される。上部トレー10
4は、下部トレー108の上部に配置される中間トレー
106の頂部及び上部に配置される。トレーの整列、形
態及びその概略表示は、単に図示するために示される。
無数のトレー設計及び形態は、本発明の原則にしたがっ
て組み込まれてもよい。特に図4に関して詳述されるよ
うに、本発明の原則にしたがって構成されたシーリング
パッキン押え組立体に関連して代表的なトレーが示され
る。シーリングパッキン押え組立体110は、トレー1
04、106及び108のそれぞれの周辺に沿って配置
して示され、該組立体は、カートリッジトレーを、その
上部及び内部を通過する蒸気及び液体の通過に対してシ
ーリングする手段を提供する。いくつかの例において
は、液体は、下降管の領域内でのように、シーリング部
材の上に配される。例えば、上部トレー104は、液体
入口管114に隣接して配設される溜め112を伴って
構成される。液体116を、トレー104の表面を横切
って流すために、シーリング部材110の上で、容器1
12内にて蓄積することが可能である。下降管118
は、トレー104の対向する側部に示され、該下降管は
トレー106に向かって下降する液体116の流れを可
能とする。下降管118の下部領域において、液体11
6は、下降管118下の開放域120において排出のた
めに蓄積され、ここで液体はトレー106を横切る流れ
のために外方向に排出される。下降管122は、下部ト
レー108へ向かって下降する液体を排出するために、
トレー106の対向する側部に同様に配置される。最後
に、下降管124が下降管122に対向するトレー10
8の側部に配置されて示される。
けられたトレー配列101が示される。上部トレー10
4は、下部トレー108の上部に配置される中間トレー
106の頂部及び上部に配置される。トレーの整列、形
態及びその概略表示は、単に図示するために示される。
無数のトレー設計及び形態は、本発明の原則にしたがっ
て組み込まれてもよい。特に図4に関して詳述されるよ
うに、本発明の原則にしたがって構成されたシーリング
パッキン押え組立体に関連して代表的なトレーが示され
る。シーリングパッキン押え組立体110は、トレー1
04、106及び108のそれぞれの周辺に沿って配置
して示され、該組立体は、カートリッジトレーを、その
上部及び内部を通過する蒸気及び液体の通過に対してシ
ーリングする手段を提供する。いくつかの例において
は、液体は、下降管の領域内でのように、シーリング部
材の上に配される。例えば、上部トレー104は、液体
入口管114に隣接して配設される溜め112を伴って
構成される。液体116を、トレー104の表面を横切
って流すために、シーリング部材110の上で、容器1
12内にて蓄積することが可能である。下降管118
は、トレー104の対向する側部に示され、該下降管は
トレー106に向かって下降する液体116の流れを可
能とする。下降管118の下部領域において、液体11
6は、下降管118下の開放域120において排出のた
めに蓄積され、ここで液体はトレー106を横切る流れ
のために外方向に排出される。下降管122は、下部ト
レー108へ向かって下降する液体を排出するために、
トレー106の対向する側部に同様に配置される。最後
に、下降管124が下降管122に対向するトレー10
8の側部に配置されて示される。
【0024】図2に図示され、かつ上述された処理カラ
ムは、説明のために示される。各カートリッジトレーシ
ーリング部材110は、変形しやすい容器殻103の領
域内に配置される。上述のように、初期組立て工程を通
じて変形が生じてもよく、該工程においては、溶接が、
一般に円筒状の側壁において及び/又は物理的負荷工程
において、歪曲を引き起こす。例えば、上部トレー10
4における液体116の高さは、トレー104並びに関
連する構成部材の両者内にて変形を引き起こす可能性が
ある。シーリング部材110は、トレー104及び殻1
03の間で、表面不規則部分を適合することができなけ
ればならない。この理由により、シーリング部材110
の各図示は、トレーチャネル132から殻103に対し
て外方向に配置された1組のリップ部材130及び13
1を含む。上述のように、チャネル132は、テフロン
含浸材料を収容するために、かつカートリッジトレーか
らの外方向への延伸のためにカートリッジトレーの下側
に固定され、記述するようにシーリングを助長する。更
にシーリングは、蒸気140の上向流が、殻103の側
壁に沿ったトレーの周囲を通過することを防ぐ。かよう
な通過は、トレーの活性域を迂回し、カラム効率を減少
させる。
ムは、説明のために示される。各カートリッジトレーシ
ーリング部材110は、変形しやすい容器殻103の領
域内に配置される。上述のように、初期組立て工程を通
じて変形が生じてもよく、該工程においては、溶接が、
一般に円筒状の側壁において及び/又は物理的負荷工程
において、歪曲を引き起こす。例えば、上部トレー10
4における液体116の高さは、トレー104並びに関
連する構成部材の両者内にて変形を引き起こす可能性が
ある。シーリング部材110は、トレー104及び殻1
03の間で、表面不規則部分を適合することができなけ
ればならない。この理由により、シーリング部材110
の各図示は、トレーチャネル132から殻103に対し
て外方向に配置された1組のリップ部材130及び13
1を含む。上述のように、チャネル132は、テフロン
含浸材料を収容するために、かつカートリッジトレーか
らの外方向への延伸のためにカートリッジトレーの下側
に固定され、記述するようにシーリングを助長する。更
にシーリングは、蒸気140の上向流が、殻103の側
壁に沿ったトレーの周囲を通過することを防ぐ。かよう
な通過は、トレーの活性域を迂回し、カラム効率を減少
させる。
【0025】塔壁の縮小は、溶接並びに物理的負荷を通
じて生じるかもしれない。殻内での変形もまた、殻表面
へのノズル溶接の際に生じるかもしれない。該ノズルは
図2に示すように塔の機能のために必要である。変形
は、円筒状塔の組立て並びに使用の両者と構成関係にあ
る塔の長いシームにて生じるかもしれない。ここに示す
ように、塔内での蒸気と液体との対向流を伴うトレー負
荷は、シーリング部材における適当な可撓性に適合すべ
き静的及び動的負荷の両者を殻へ分与する。溶接が金属
殻自身における強烈な効果、及び溶接された円周上の殻
連結部での縮小のために減少する可能性のある直径を有
することことは公知であるから、シーリング部材が空間
の可撓性及び適合性を有することが必要である。この理
由により、本発明の二重接触で、曲げやすいカートリッ
ジトレー端部密封部材は、かような従来技術構成を超え
る注目すべき利点を提供する。塔殻の表面不規則部分
は、曲げやすいカートリッジとおそらく容易に適合し、
そこに与えられる二重接触によりシーリング効果は増大
する。
じて生じるかもしれない。殻内での変形もまた、殻表面
へのノズル溶接の際に生じるかもしれない。該ノズルは
図2に示すように塔の機能のために必要である。変形
は、円筒状塔の組立て並びに使用の両者と構成関係にあ
る塔の長いシームにて生じるかもしれない。ここに示す
ように、塔内での蒸気と液体との対向流を伴うトレー負
荷は、シーリング部材における適当な可撓性に適合すべ
き静的及び動的負荷の両者を殻へ分与する。溶接が金属
殻自身における強烈な効果、及び溶接された円周上の殻
連結部での縮小のために減少する可能性のある直径を有
することことは公知であるから、シーリング部材が空間
の可撓性及び適合性を有することが必要である。この理
由により、本発明の二重接触で、曲げやすいカートリッ
ジトレー端部密封部材は、かような従来技術構成を超え
る注目すべき利点を提供する。塔殻の表面不規則部分
は、曲げやすいカートリッジとおそらく容易に適合し、
そこに与えられる二重接触によりシーリング効果は増大
する。
【0026】操作時に、本発明のシーリングパッキン押
えは、トレーに化学処理カラムのトレー及び壁の両者に
おける不規則部分に適合する可撓性を与える。かような
処理カラム壁が完全に円筒状ではなく、種々の表面不規
則部分が従来のシーリングパッキン押えと共にシーリン
グ問題を引き起こすことは公知である。剛性ワイパー等
の使用は、種々の不規則部分適合に成功するけれども、
しばしば不規則部分に適合しない固定寸法形状を提供す
る。本発明は、テフロン等の物質を十分に含浸する実質
的に柔軟な部材の利用により表面不規則部分が軽減さ
れ、したがってここに図示されるように、取り付けられ
た際に、多量の蒸気及び液体の両者が、そこを通って通
過することを防ぐ。テフロン含浸織物が載置されるトレ
ーの構造リングは、トレー−塔取付けに適合する全形状
を与える。この態様において、更に製造者は、トレーと
塔壁との間のシーリングのための要求により指令される
塔内部の精密な組立てに必要な時間と費用とを減少する
ことができる。
えは、トレーに化学処理カラムのトレー及び壁の両者に
おける不規則部分に適合する可撓性を与える。かような
処理カラム壁が完全に円筒状ではなく、種々の表面不規
則部分が従来のシーリングパッキン押えと共にシーリン
グ問題を引き起こすことは公知である。剛性ワイパー等
の使用は、種々の不規則部分適合に成功するけれども、
しばしば不規則部分に適合しない固定寸法形状を提供す
る。本発明は、テフロン等の物質を十分に含浸する実質
的に柔軟な部材の利用により表面不規則部分が軽減さ
れ、したがってここに図示されるように、取り付けられ
た際に、多量の蒸気及び液体の両者が、そこを通って通
過することを防ぐ。テフロン含浸織物が載置されるトレ
ーの構造リングは、トレー−塔取付けに適合する全形状
を与える。この態様において、更に製造者は、トレーと
塔壁との間のシーリングのための要求により指令される
塔内部の精密な組立てに必要な時間と費用とを減少する
ことができる。
【0027】内部取付け実現性に加えて、テフロン含浸
織物は、かようなトレー取付けに典型的に見出せる敵対
化学環境に抵抗することができる表面を提供することに
より、増大した信頼性を更に提供する。
織物は、かようなトレー取付けに典型的に見出せる敵対
化学環境に抵抗することができる表面を提供することに
より、増大した信頼性を更に提供する。
【0028】故に本発明の操作及び構成は、前述の記述
から明白であると信じる。示され、あるいは記述された
方法及び装置は好ましいとして特徴づけられるけれど
も、本明細書の特許請求の範囲に規定される発明の範囲
から逸脱しない限りにおいて、種々の変更及び置換がな
されてもよいことは明らかである。
から明白であると信じる。示され、あるいは記述された
方法及び装置は好ましいとして特徴づけられるけれど
も、本明細書の特許請求の範囲に規定される発明の範囲
から逸脱しない限りにおいて、種々の変更及び置換がな
されてもよいことは明らかである。
【図1】図1は、種々の塔内部形態を示す化学処理塔の
一部を取り除いて示した斜視図である。
一部を取り除いて示した斜視図である。
【図2】図2は、シーリング部材をその周囲に使用した
状態を示す図1の化学処理塔カートリッジトレー配列の
拡大側面立面図である。
状態を示す図1の化学処理塔カートリッジトレー配列の
拡大側面立面図である。
【図3】図3は、従来技術のカートリッジトレー及びシ
ーリング部材の一部を示す拡大側面立面破断断面図であ
る。
ーリング部材の一部を示す拡大側面立面破断断面図であ
る。
【図4】図4は、図2のカートリッジトレー及びシーリ
ング部材の一部を示す拡大側面立面破断断面図である。
ング部材の一部を示す拡大側面立面破断断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレツド・ステユワード カナダ国エルオーシー・10ケー,オンタリ オ,ダブリユー・アツクスブリツヂ,ブル ツク・ストリート・149
Claims (4)
- 【請求項1】 蒸気と液体が横切って通過するために、
カートリッジトレーが塔殻内に配設された化学処理塔の
ための改良されたカートリッジトレー密封装置におい
て、該殻との突合せ係合に適応した周辺のシーリング区
域を収容するカートリッジトレーを備え、前記シーリン
グ区域は該塔内にて液体及び蒸気に抵抗するための材料
を含浸させた一般に柔軟な部材を含み、前記殻壁と係合
するよう前記シーリング部材を外方向に延伸させるため
の前記シーリング区域に該柔軟部材を固定する手段を備
えることを特徴とするカートリッジトレー密封装置。 - 【請求項2】 蒸気と液体とが横切って通過するために
カートリッジトレーが塔殻内に配設された化学処理塔の
ための改良されたカートリッジトレー密封装置におい
て、該カートリッジトレーが前記殻との突合せ係合に適
応した、一般にU字型チャネルを含む周辺のシーリング
区域を収容し、前記シーリング区域が該処理塔内にて液
体及び蒸気に抵抗するための材料を含浸した一般に柔軟
な部材を含み、殻壁と係合するよう該シーリング部材を
外方向に延伸させることができ、かつ該シーリング区域
に該柔軟部材を固定する固定係合のための前記チャネル
内に位置し、かつ前記柔軟材料の上に位置する係止手段
を含み、前記柔軟部材がテフロン含浸ファイバーグラス
を含み、該殻壁に対して二重リップ密封を形成するため
に外方向に延伸する2つの側部と共に前記シーリング域
内に折り曲げて設置するのを可能とするに十分な幅に
て、前記ファイバーグラスが提供されることを特徴とす
るカートリッジトレー密封装置。 - 【請求項3】 カートリッジトレーのシーリング域内に
位置するための柔軟部材を提供する工程と、化学処理塔
の液体及び蒸気の化学的影響に抵抗するための材料を該
柔軟部材に含浸する工程と、前記カートリッジトレーの
シーリング域内に前記柔軟部材を固定する工程と、及び
前記トレーの密封された係合のため前記殻の側壁と係合
させるよう前記柔軟部材を前記シーリング域から外方向
に延伸する工程とを含む化学処理塔の殻内でのカートリ
ッジトレーシーリング方法。 - 【請求項4】カートリッジトレーシーリング域内に位置
するための柔軟部材を提供する工程と、該柔軟部材を、
化学処理塔の液体及び蒸気の化学的影響に抵抗するため
の材料に含浸する工程と、該柔軟材料を、固定する際に
前記シーリング域から外方向に延伸するに十分な幅にて
切断する工程と、2つの表面を該殻壁と係合するよう外
方向に延伸するため前記シーリング域に対して、該柔軟
材料を折り曲げる工程と、該柔軟材料を、カートリッジ
トレーの前記シーリング域内に固定する工程と、及び該
柔軟材料の前記2つの表面を外方向へ該シーリング域か
ら、殻に対する前記トレーの密封された係合のため前記
殻の側壁と係合するよう延伸させる工程とを含む化学処
理塔の殻内でのカートリッジトレーシーリング方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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