ES2676998T3 - Dispositivo de entrada de fluido y su uso - Google Patents

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ES2676998T3
ES2676998T3 ES06830073.0T ES06830073T ES2676998T3 ES 2676998 T3 ES2676998 T3 ES 2676998T3 ES 06830073 T ES06830073 T ES 06830073T ES 2676998 T3 ES2676998 T3 ES 2676998T3
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Hendrik Adriaan Kooijman
Johannes Lambertus Nooijen
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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SHELL INT RESEARCH
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Abstract

Un dispositivo de entrada de fluido [430] adecuado para introducir una mezcla de líquido y gas en un recipiente, dicho dispositivo de entrada de fluido [430] comprende un miembro de guía, en donde el miembro de guía es una placa de salpicaduras [434] que tiene una superficie sobre la que está presente una película de líquido durante el funcionamiento normal, teniendo una dirección principal del flujo de gas a lo largo de la superficie, y en donde la placa de salpicaduras [434] está provista de una parte extrema sustancialmente triangular [436], cuyo borde inclinado [438] está provisto de un canal captador de líquido [432] que se extiende desde una posición aguas arriba con respecto al miembro de guía, en la esquina superior [440] de la placa de salpicaduras [434] a una posición aguas abajo [441] con respecto a la dirección principal del flujo de gas [417a], y en donde una línea virtual a lo largo del borde de placa de salpicaduras [438] entre la posición aguas arriba [440] y la posición aguas abajo [441] se desvía de la dirección principal del flujo de gas [417a].

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de entrada de fluido y su uso Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un dispositivo de entrada de fluido adecuado para introducir una mezcla de Kquido y gas en un recipiente, al uso de un dispositivo de este tipo, y a un metodo para retroinstalar un dispositivo de entrada de fluido.
Antecedentes de la invencion
En muchas instalaciones en la industria del aceite y gas industria qmmica y petroqmmica, aguas arriba o aguas abajo, se requiere introducir una mezcla de lfquido y gas en un recipiente de procesamiento. El recipiente puede ser un recipiente de separacion disenado para separar la corriente, p. ej. una corriente de gas natural que comprende aceite y/o agua, en corrientes de lfquido y gas. El recipiente tambien puede ser un recipiente de contacto con gasdquido en el que gas y lfquido contactan a contracorriete para intercambiar calor o materia. Un ejemplo de recipiente de este tipo de contacto gasdquido es una columna de fraccionamiento o de destilacion, y un ejemplo particular es una columna de destilacion al vado.
En la memoria descriptiva y en las reivindicaciones la palabra 'gas' se usa para referirse a gas y a vapor.
A fin de introducir una mezcla de gas y lfquido en una columna o recipiente, se usan los denominados dispositivos de entrada. Hay diferentes tipos de dispositivos de entrada, que vanan en complejidad y prestaciones. Algunos dispositivos de entrada comprenden o esencialmente consisten en una placa de salpicaduras, que se dispone en el recorrido de flujo de la mezcla que fluye adentro de la columna por medio de una tobera de entrada. La placa de salpicaduras rompe el momento del flujo entrante de corriente, y grna y desvfa lateralmente fluidos, para lograr cierta distribucion del flujo entrante de mezcla en la columna.
Otros dispositivos de entrada se disenan de manera que se logra una sustancial (pre-) separacion de lfquido y gas, empleando en particular fuerza centnfuga sobre paletas de guiado curvadas.
La memoria descriptiva de la patente britanica n.° 1 119 699 describe un dispositivo particular de entrada de fluido para introducir una mezcla de ifquido y gas en una columna de destilacion.
El dispositivo conocido de entrada de fluido comprende un canal de flujo de entrada que tiene un extremo de entrada para recibir la mezcla de lfquido y gas, y una pluralidad de paletas de guiado curvadas colocadas una detras de otra a lo largo del canal de flujo de entrada, en donde cada paleta comprende una parte de intercepcion que se extiende hacia el extremo de la entrada del canal de flujo de entrada, y una parte desviadora dirigida hacia fuera. Las partes de intercepcion y de desviacion de cada paleta se disponen de tal manera que la paleta intercepta y desvfa parte de la corriente de alimentacion mixta, y puede efectuar una separacion entre lfquido y vapor por inercia y fuerza centnfuga.
Durante el funcionamiento normal se suministra una mezcla de gas y lfquido a la tobera de entrada de una columna, que esta en comunicacion de fluidos con el extremo de entrada del dispositivo de entrada. Las paletas son curvadas para desviar la mezcla hacia fuera. El cambio en la direccion de flujo provoca una (pre-) separacion de la mezcla porque se fuerza lfquido sobre la superficie concava de la paleta, formando de ese modo una corriente de pelfcula rica en lfquido sobre la superficie concava, y una corriente rica en gas en el resto del canal de salida entre dos paletas. Despues de que las corrientes han dejado el canal de salida, la corriente rica en lfquidos se mueve hacia abajo en la columna bajo la influencia de la gravedad, mientras que la corriente rica en gas fluye hacia arriba en la columna. En una realizacion espedfica del dispositivo conocido se dispone un canal captador de lfquido en el borde de cola de la paleta perpendicular a la direccion de flujo principal a lo largo de la paleta. Este canal sirve para descargar todo el lfquido que es separado por la paleta a los lados, es decir, perpendicular a la direccion de flujo principal.
Otro dispositivo de entrada con paletas de guiado curvadas es por ejemplo un denominado silbato de vapor, p. ej. como se muestra en el folleto "Internals for packed columns" con Numero 22.51.06.40 - 111.06 - 50, de Sulzer Chemtech, en la pagina 18 como entada de ciclon GITV. En un silbato de vapor, la mezcla de fluido se introduce tangencialmente en la columna, y un canal curvado de flujo de entrada se extiende a lo largo de la circunferencia interior de la columna. Paletas de guiado curvadas a lo largo del canal curvado presepara y desvfa partes de la mezcla hacia el centro de la columna.
La misma pagina 18 en el folleto de Sulzer tambien muestra un dispositivo de entrada de placa de salpicaduras GDP y un dispositivo de entrada de paleta GIV.
Incluso otro dispositivo de entrada con paletas de guiado curvadas se conoce a partir de la solicitud de patente internacional con n.° de publicacion WO 03/070348.
Un parametro importante de un dispositivo de entrada de flujo es el arrastre total de lfquido restante en el gas, es
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dedr, el contenido restante de Ifquido del gas que fluye a la columna o recipiente, tipicamente hacia arriba. En dispositivos de entrada que incluyen un miembro de gma tal como una placa de salpicaduras o en particular una paleta de guiado curvada, una parte mas pequena o mas grande del contenido lfquido se precipita sobre el miembro de gma y fluye sobre una superficie del miembro de gma a la columna. Sin embargo, parte del lfquido ya separado es rearrastrado, ocurriendo dicho rearrastre generalmente en la region donde corrientes de gas y de lfquido dejan el dispositivo de entrada.
El rearrastre es una preocupacion general, incluido en las aplicaciones de destilacion y separacion, dado que presenta una carga de lfquido mas grande para equipos aguas abajo. El rearrastre baja la eficiencia total de separacion del dispositivo de entrada, dado que lfquido que ya fue separado en el lado concavo de la paleta, y que idealmente debena encontrar su camino hacia el fondo del recipiente, todavfa es llevado hacia arriba con el gas. Generalmente, se espera que aumente el rearrastre a altas velocidades, que son, p. ej., la consecuencia de minimizacion de tamano de recipiente en vista de coste y area ocupada, p. ej. en una instalacion mar adentro.
Se desea poder funcionar con arrastre mas bajo que el posible con dispositivos de entrada presentes.
Compendio de la invencion
Segun la presente invencion se proporciona un dispositivo de entrada de fluido adecuado para introducir una mezcla de lfquido y gas en un recipiente, segun la reivindicacion 1. El solicitante se ha dado cuenta de que ocurre un mecanismo significativo de rearrastre de lfquido ya separado en gas en los bordes de los dispositivos de entrada conocidos, tales como en el extremo de cola de la parte desviadora de una paleta curvada.
Este rearrastre es provocado por gas que fluye cruzando un borde, donde esta presente una pelmula de lfquido sobre el miembro de gma y/o del que lfquido de borde deja la paleta.
La mayona del gas en el dispositivo de entrada conocido a partir del documento GB 1 119 699 fluye cruzando el borde extremo de la paleta, que esta vertical cuando el flujo de gas principal es generalmente horizontal. En tecnica anterior se ha intentado bajar el arrastre colocando un canal vertical captador de lfquido a lo largo del borde de cola vertical, p. ej. en el documento GB 1 119 699 y en la solicitud de patente internacional n.° de publicacion WO 2005/018780. El solicitante ha encontrado, sin embargo, que la propia presencia de dichas estructuras verticales es una causa de rearrastre, debido a la perturbacion del flujo de gas por la orientacion perpendicular con relacion a la direccion principal del flujo de gas. Tambien, el solicitante ha encontrado que hay una fuerza hacia arriba en lfquido en canales captadores verticales, lo que puede llevar a lfquido que es empujado afuera de la parte superior del canal vertical y rearrastrado, aunque el extremo superior del canal esta cerrado.
La solicitud de patente alemana n.° DE 10 2004 018 341 A1 describe un dispositivo de entrada generalmente horizontal de paletas en el que se disponen bolsillos captadores de lfquido a lo largo de los bordes horizontales superiores de las paletas. Los bolsillos captadores de lfquido se extienden en lmea con la direccion principal del flujo de gas. En contraste a lo mismo, los canales captadores de lfquido de la presente invencion no se extienden en lmea con la direccion principal del flujo de gas.
El solicitante se ha dado cuenta ademas de que un canal captador de lfquido es un medio adecuado para impedir el rearrastre. Se capta lfquido y es guiado al menos parcialmente hacia un lado de la paleta por el borde captador, de modo que al menos parte del gas no fluye cruzando sobre un borde del que puede ser llevado lfquido. La expresion canal captador de lfquido es para que incluya cualquier medio que fuerza flujo de lfquido sobre la paleta para desviarse de la direccion principal del flujo de gas en la direccion definida por una estructura semejante a un canal.
En una clase particular de realizaciones el dispositivo de entrada es un dispositivo de entrada tipo paleta. Un dispositivo de entrada de fluido de este tipo tiene un extremo de entrada para recibir la mezcla de lfquido y gas; en donde el miembro de gma es una paleta de guiado curvada que comprende una parte de intercepcion que se extiende hacia el extremo de entrada, y una parte desviadora que define un lado generalmente convexo y un lado generalmente concavo de la paleta curvada, el lado concavo que representa la superficie en la que esta presente lfquido durante funcionamiento normal.
En una realizacion particular el dispositivo de entrada de fluido tiene un canal curvado de flujo de entrada con el extremo de entrada en su extremo aguas arriba; y una pluralidad de paletas de guiado curvadas colocadas una detras de otra a lo largo del canal curvado de flujo de entrada, y en donde al menos una de las paletas esta provista de un canal captador de lfquido.
Tambien es posible que el dispositivo de entrada de fluido tenga un canal de flujo de entrada con el extremo de entrada en su extremo aguas arriba; y una pluralidad de paletas de guiado curvadas colocadas una detras de otra a lo largo del canal de flujo de entrada, en donde las partes desviadoras de dos paletas consecutivas forma un canal de salida del dispositivo de entrada, y en donde al menos una de las paletas esta provista de un canal captador de lfquido.
En una realizacion adicional el dispositivo de entrada de fluido comprende una pluralidad de paletas de guiado curvadas de las cuales las partes desviadoras se extienden en una pluralidad de direcciones diferentes, y en donde
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al menos una de las paletas esta provista de un canal captador de Kquido. El miembro de grna es una placa de salpicaduras.
Adecuadamente la lmea virtual se desv^a de la direccion principal del flujo de gas un angulo de como mucho 75 grados o menos, preferiblemente 65 grados o menos. En angulos mas altos de 75 grados se vuelve demasiado alta la posibilidad de rearrastre por perturbacion del flujo de gas y/o por lfquido que es empujado afuera del canal captador en direccion hacia arriba. Adecuadamente el angulo es al menos 10 grados o mas preferiblemente 20 grados o mas, mas preferiblemente 30 grados o mas tales como 35 grados o mas.
Adecuadamente, al menos la posicion aguas arriba del canal captador esta sustancialmente en un borde del miembro de grna, en particular en un borde de una paleta. El extremo aguas arriba puede extenderse en cierto modo afuera del miembro de grna.
Preferiblemente, el canal captador de lfquido se extiende a lo largo de al menos parte de un borde del miembro de grna.
En una realizacion particular, la direccion principal del flujo de gas durante funcionamiento normal es horizontal, y el miembro de grna, en particular la parte desviadora de una paleta, se extiende entre bordes superior e inferior, la posicion aguas arriba esta a una primera distancia del borde inferior, y la posicion aguas abajo esta a una segunda distancia, mas pequena, del borde inferior.
En una realizacion particular, el dispositivo de entrada de fluido comprende paredes que definen una estructura semejante a una caja, en donde el canal captador de lfquido se dispone en una parte de la paleta que se extiende afuera de la estructura semejante a una caja, y en donde el canal captador en su posicion aguas arriba se dispone de manera sellada con respecto a una de las paredes.
Adecuadamente, la anchura del miembro de grna, en particular de la parte desviadora de una paleta, disminuye en direccion aguas abajo.
En una realizacion particular sobre el miembro de grna se dispone una pluralidad de canales captadores de lfquido.
En una realizacion particular adicional se disponen dos canales captadores de lfquido que se desvfa en direcciones diferentes desde la direccion principal del flujo de gas. Esta realizacion puede ser de uso particular si las paletas en el dispositivo de entrada de fluido se disponen con sus canales de salida abiertos hacia abajo, de modo que, p. ej., lfquido puede ser guiado por dos canales captadores de lfquido hacia la lmea central de la paleta.
El miembro de grna es tipicamente una placa que tiene un lado sobre el que se forma una pelmula de lfquido durante funcionamiento normal y un lado trasero opuesto. En un tipo de realizacion el canal captador de lfquido puede extenderse desde un primer borde de canal en el lado trasero, en particular detras del lado convexo de una paleta curvada, a un segundo borde de canal en el plano de la superficie sobre el que se forma la pelmula de lfquido, en particular la parte desviadora de la paleta, o mas alla de ese plano, en particular hacia el lado concavo de la paleta.
El borde de canal detras del lado trasero, en particular una superficie convexa de una paleta curvada, se puede conectar al lado trasero, en particular conectar o acoplar de manera sellada.
Tambien es posible que el borde de canal longitudinal detras del lado trasero forme una rendija con el lado trasero. En una realizacion de este tipo, si el borde es un borde superior del miembro de grna, el lfquido capturado todavfa sera llevado y descargado a lo largo del canal, pero puede escapar gas hacia abajo a traves de la rendija. Si el borde es un borde inferior, una rendija puede proporcionar una salida de rebose en casos donde el canal captador de lfquido podna llenarse por completo con lfquido.
En otro tipo de realizacion el canal captador de lfquido se conecta o se forma integralmente con el borde del miembro de grna.
Adecuadamente tambien, el canal captador de lfquido tiene un extremo aguas abajo que se extiende hasta el extremo aguas abajo del extremo de cola del miembro de grna, o mas alla del extremo de cola. Al extender el canal captador de lfquido mas alla del miembro de grna, el lfquido puede ser guiado a un area donde las velocidades de gas son mucho mas pequenas. La parte aguas abajo del canal captador de lfquido tambien se puede disponer para que altere la direccion de liberacion de lfquido adentro del recipiente. Por ejemplo, cuando la direccion de flujo principal en el dispositivo de entrada de fluido es horizontal, la parte aguas abajo puede ser dirigida hacia abajo, no obstante adecuadamente no bruscamente.
El canal en particular puede ser formado por un perfil angulado, p. ej. de una forma invertida de L, V o U. Otra posibilidad es que el canal tenga la forma de una seccion tubular, que es un tubular de cuya parte longitudinal se ha cortado a lo largo de su longitud.
El dispositivo de entrada de fluido segun la invencion se puede usar como dispositivo de entrada de fluido a un recipiente de contacto gas-lfquido, en particular a una columna de destilacion, mas en particular una columna de destilacion de gran vacm, o a un recipiente de separacion.
Breve descripcion de los dibujos
Ahora se describira la invencion mas en detalle y con referencia a los dibujos adjuntos, en donde
la figura 1 muestra esquematicamente una primera realizacion de un dispositivo de entrada de fluido en una columna vertical;
5 las figuras 2-4 muestran esquematicamente varias realizaciones de una paleta segun la presente invencion; la figura 5 muestra esquematicamente varias paletas segun la presente invencion; y
la figura 6 muestra esquematicamente una seccion transversal a traves de la parte de cola de dos paletas segun la invencion;
la figura 7 muestra esquematicamente secciones transversales a traves de la parte de cola de paletas adicionales 10 segun la invencion;
la figura 8 muestra esquematicamente una realizacion adicional no reivindicada de una paleta; la figura 9 muestra esquematicamente un dispositivo de entrada de placa de salpicaduras;
la figura 10 muestra esquematicamente un dispositivo de entrada de placa de salpicaduras segun una realizacion adicional de la invencion;
15 la figura 11 muestra esquematicamente otra realizacion de la invencion en forma de un dispositivo de entrada de silbato de vapor; y
la figura 12 muestra esquematicamente incluso otra realizacion de la invencion con paletas semejantes a una trompeta en vista lateral (A) y vista inferior (B).
Donde se usen los mismos numerales de referencia en diferentes figuras, a veces con adicion de un caracter 20 a,b,c,d,e, se refieren a los mismos o similares objetos.
Descripcion detallada de la invencion
En la primera parte de la descripcion detallada la invencion se tratara espedficamente con relacion a mejorar un dispositivo de entrada tipo paleta conocido a partir del documento GB 1 119 699. En la segunda parte, la invencion se tratara mas espedficamente en relacion con otros dispositivos de entrada.
25 Se hace referencia a la figura 1 que muestra esquematicamente un dispositivo de entrada de fluido 1 montado en una columna vertical 5, que sirve para introducir una mezcla de lfquido/gas separada previamente y distribuida de manera relativamente uniforme por la seccion transversal a una zona de tratamiento 6 de la columna.
El dispositivo de entrada de fluido 1 comprende un canal de flujo de entrada alargado 8 que tiene un extremo de entrada 10 en comunicacion de fluidos con una tobera de entrada 12 de la columna 5, a traves de la que puede ser 30 recibida una mezcla de lfquido y gas. El canal de flujo de entrada de la realizacion mostrada se extiende horizontalmente en la columna vertical 5 entre placas de pared superior e inferior 14, 15. Miembros de grna en forma de paletas de guiado curvadas 20 se colocan uno por detras de otro en dos filas en cada lado lateral a lo largo del canal de flujo de entrada 8, de modo que se obtiene una disposicion semejante a una caja dos de cuyos lados estan provistos de una serie de paletas. Cada paleta comprende una parte de intercepcion 22 que se extiende hacia el 35 extremo de entrada 10 del canal de flujo de entrada, y una parte desviadora dirigida hacia fuera (afuera del dispositivo de entrada de fluido adentro del interior de recipiente) 25 que tiene un extremo de cola 27 que se extiende entre un borde superior 30 y un borde inferior 31 a un borde de cola 32. El extremo de cola es generalmente la parte aguas abajo donde tiene lugar la mayona de separacion de fluido, a menudo es la parte que se extiende afuera de la estructura semejante a una caja definida por las paredes 14, 15.
40 Las partes desviadoras 25 definen un lado convexo y uno concavo de cada paleta. El lado concavo en la figura 1 es generalmente el lado orientado al extremo de entrada del dispositivo de entrada de fluido. Las partes desviadoras 25 de dos paletas consecutivas 20 forman un canal de salida 35 del dispositivo de entrada. El canal de salida define una direccion principal del flujo de gas 37 a lo largo de la paleta, que esta en el plano horizontal en el dispositivo de entrada como se muestra. Los extremos de ataque y de cola de una paleta pueden ser planos, pero cada uno o 45 ambos tambien pueden ser curvados.
La expresion "direccion principal del flujo de gas" como se emplea en esta memoria denota la direccion que tendra el flujo de gas durante el funcionamiento a lo largo de la superficie del miembro de grna sobre el que esta presente una pelfcula de lfquido durante funcionamiento normal, cuando el dispositivo de entrada de fluido se coloca en un espacio abierto grande, de manera que el camino del flujo saliente de gas y lfquido no se ve influido por equipos 50 circundantes. Esta superficie es tfpicamente el lado concavo de las paletas de guiado curvadas. Estara claro que durante el funcionamiento en una columna vertical la direccion de flujo de gas en la parte de salida de la paleta ya
puede ser influida por la distribucion de presion en la columna y la presencia de una pared de columna cercana, en muchos casos el gas no se marcha horizontalmente sino con un componente de velocidad hacia arriba, que dependera de la ubicacion precisa de la paleta en la columna y de parametros de funcionamiento.
La flecha 37 tambien indica generalmente la direccion aguas abajo para una paleta particular.
5 Los ejemplos de canales captadores de lfquido segun la invencion se indican generalmente con el numeral de referencia 40 en la figura 1, y se trataran mas en detalle con referencia a las figuras 2-8.
Otros elementos internos (no se muestra) se pueden disponer en la columna 5 segun la aplicacion espedfica. En el caso de una columna de separacion, se puede instalar uno o mas dispositivos coalescentes como una malla de alambre, pack de paletas, y/o un separador centnfugo de lfquido, p. ej. en una configuracion conocida de la patente 10 europea N.°EP 0 195 464 B1.
En el caso de instalar el dispositivo de entrada de fluido en una columna de gran vado, se puede instalar por debajo de un lecho de lavado.
Durante el funcionamiento normal del dispositivo de entrada de fluido 1 se suministra una mezcla de gas y lfquido a traves de la tobera de entrada 12 por medio del extremo de entrada 10 al canal que se extiende generalmente 15 horizontal 8. Cada una de las paletas 20 intercepta parte de la corriente de alimentacion y la desvfa lateralmente hacia fuera. La primera paleta en cada lado, es decir, la mas cercana al extremo de entrada 10 se dispone en la corriente de alimentacion mixta de forma que intercepta y desvfa parte de la ultima, mientas que la parte restante de la corriente de alimentacion continua a lo largo del canal de entrada 8. Esta parte restante se encuentra sucesivamente con las subsiguientes paletas, cada una de las cuales intercepta y desvfa una parte de la corriente de 20 alimentacion; el borde de ataque de cada subsiguiente paleta esta desplazado del anterior de modo que la corriente se vuelve establemente mas pequena hasta que finalmente es captada y desviada por las ultimas paletas.
Como las paletas tienen una forma curvada la consecuencia de la inercia y fuerza centnfuga es que las partmulas de lfquido golpean la superficie de paleta, y que se efectua simultaneamente una separacion entre lfquido y vapor. El lfquido se recoge en una corriente lfquida considerable en la superficie concava de las paletas.
25 En la realizacion que funciona bilateralmente mostrada en la figura 1 la direccion de flujo principal del gas es generalmente en el plano horizontal.
Se hace referencia a la figura 2, que muestra una realizacion de una paleta 20 segun la presente invencion, en una vista en perspectiva sobre el lado concavo de la paleta.
La paleta 20 tiene una parte de intercepcion recta 22 y una parte desviadora 25 que comprende una parte curvada y 30 un extremo de cola recto 27. El radio de curvatura se elige generalmente dependiendo del tamano de la tobera de entrada. El angulo entre el extremo aguas arriba y de cola esta tfpicamente entre 70 y 110 grados, preferiblemente entre 80 y 100 grados, tal como sustancialmente 90 grados. El canal captador de lfquido 40 se extiende desde una posicion aguas arriba 42 sobre la paleta 20, en el borde superior 30 del mismo, a una posicion aguas abajo 44a en el borde de cola 32. Las posiciones aguas arriba y aguas abajo estan separadas a lo largo de la direccion principal del 35 flujo de gas 37. El canal tambien se puede extender sobre el borde de cola como se indica con lmeas discontinuas, a una posicion aguas abajo 44b, que se puede ubicar incluso por debajo del borde inferior 31 como se muestra en 44c. La parte extrema que se extiende sobre el borde de cola tambien puede ser parcialmente curvada, y/o guiar el lfquido afuera del plano del extremo de cola de la paleta. Alejandose lateralmente ademas del dispositivo de entrada de fluido, velocidades locales de gas son mas bajas de modo que la posibilidad de rearrastre en este punto se 40 minimiza aun mas. La seccion que se extiende mas alla del borde de cola 32 de la paleta esta formada adecuadamente por un tubular totalmente encerrado que tiene una salida en su extremo, pero por supuesto tambien se puede dejar parcialmente abierto tal como en su lado inferior. La curvatura de la parte que se extiende sobre el borde de cola tal como curvatura hacia abajo puede ser una ventaja en paletas que terminan cerca de la pared de columna, para suprimir un mecanismo de rearrastre debido al impacto de la corriente de lfquido en alta velocidad 45 sobre la pared de columna.
La parte de esquina 47 de la paleta por encima del canal captador de lfquido esta preferiblemente cortada, y por lo tanto dibujada con lmeas discontinuas, y en ese caso el canal captador de lfquido discurre a lo largo del borde superior de la paleta. La anchura de la parte desviadora de la paleta tambien disminuye entonces en direccion aguas abajo. La parte de esquina 47 sin embargo tambien puede permanecer en el sitio.
50 La posicion aguas arriba 42 esta a una primera distancia del borde inferior 31, en donde la distancia se mide perpendicular a la direccion 37. La posicion aguas abajo es en todos los casos 44a,b,c a una distancia mas pequena del borde inferior, en donde estara claro que una distancia negativa como en el caso de la posicion 44c tambien es una distancia mas pequena.
En cualquier caso una lmea virtual a lo largo de la paleta entre la posicion aguas arriba 42 y la posicion aguas abajo 55 44a,b,c se desvfa de la direccion principal del flujo de gas que es generalmente paralela al borde inferior 31.
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El angulo entre la direccion principal del flujo 37 y la lmea virtual, que es paralela con el canal recto captador de Kquido 40 mostrado en la figura 2, es adecuadamente 10 grados o mas preferiblemente 20 grados o mas, tal como 30 grados o mas, p. ej. 45 grados. El angulo adecuadamente no es mas grande de 75 grados, preferiblemente 65 grados o menos, tal como 60 grados o menos.
La figura 3 muestra una realizacion en la que el canal captador 40 es curvado. Se indica la lmea virtual 46. Preferiblemente tambien el angulo maximo formado por un tangencial 48 del canal captador curvado con la direccion de flujo principal 37 es adecuadamente 10 grados o mas preferiblemente 20 grados o mas, tal como 30 grados o mas, p. ej. 45 grados. El angulo adecuadamente no es mas grande que 80 grados, preferiblemente 75 grados o menos, mas preferiblemente 65 grados o menos, tal como 60 grados o menos.
Otro aspecto de la realizacion de la figura 3 es que la posicion aguas abajo 44 del canal captador esta en el borde inferior 31, de manera que no hay borde extremo finito como se muestra en 32 en las figuras 1 y 2. Este aspecto por supuesto tambien se puede aplicar en otras realizaciones tales como la de la figura 2.
La figura 4 muestra otra realizacion de una paleta 50 segun la invencion. Si la paleta es relativamente alta, puede haber insuficiente espacio para colocar bordes captadores segun la invencion sobre la paleta en un angulo que no sea demasiado pronunciado. En este caso, se puede disponer mas de un borde captador, p. ej. 2, 3, 4 o mas. En el ejemplo de la figura 4, se muestran tres bordes captadores 51, 52, 53, que se extienden desde posiciones aguas arriba 55, 56, 57 a posiciones aguas abajo 61, 62, 63. La posicion aguas arriba del borde captador mas alto esta en el borde superior 30 de la paleta 50. Canales captadores se superponen en la direccion principal del flujo de gas 37, de manera que la posicion aguas arriba 56 del borde 52 es mayor que la posicion aguas abajo 61 del borde 51, y la posicion aguas arriba 57 del borde 55 es mayor que la posicion aguas abajo 62 del borde 52. Las partes generalmente triangulares de la paleta que estan en la sombra de los bordes captadores se pueden recortar como se muestra, pero tambien puede estar presente. Las lmeas discontinuas mas alla de las posiciones aguas abajo indican que los canales captadores pueden estar extendidos, como ya se ha tratado con referencia a la figura 1, por ejemplo de manera que todos ellos liberan el lfquido en la misma altura vertical, si la distancia a la pared de columna lo permite. Los canales y/o las posibles partes extremas mas alla del extremo de la paleta no necesariamente tienen que discurrir paralelos como se muestra, y pueden ser al menos parcialmente curvados.
Los dispositivos de entrada de fluido a veces comprenden dos o mas filas apiladas de paletas curvadas, por ejemplo en una configuracion de escalera denominada dual (o multiples). Esto se hace tfpicamente cuando las paletas de otro modo se volvenan demasiado grandes como para pasar a traves de una boca de inspeccion para instalacion en una columna. Si paletas de diferentes escaleras en una pila de este tipo se proporcionan con canales captadores segun la invencion, se obtiene una configuracion similar a la de la figura 4.
Ahora se hace referencia a la figura 5, que muestra esquematicamente tres paletas curvadas 71, 72, 73 montadas por debajo de una placa de pared superior 75 de un dispositivo de entrada de fluido. Los extremos aguas arriba 77, 78 de los bordes captadores 81, 82 de las paletas 71, 72 se disponen en el borde de la placa superior 75. Preferiblemente no hay pasaje para lfquido desde la paleta entre la placa superior y el canal captador. Adecuadamente los extremos aguas arriba 77, 78 se conectan o acoplan de manera sellada a la placa superior. En particular, el extremo aguas arriba se puede disponer bajo la placa superior (incluso bajo una extension horizontal a la placa superior), p. ej. cortando la paleta un poco mas al interior y disponiendo el extremo aguas arriba de manera que encaje contra la placa superior y se puede soldar a la misma.
En la paleta 73 el borde captador tambien se extiende desde la posicion donde el borde superior de la paleta se extiende afuera de la placa superior 75. La primera parte 85 del canal captador discurre a lo largo del borde longitudinal superior de la paleta 73, generalmente horizontal, antes de que el canal captador se doble hacia abajo. La primera parte 85 tambien puede ser un conducto aparte, o se puede dejar fuera.
La parte extrema 87 de la paleta 83 mas alla de la lmea discontinua 88 puede ser una extension de la paleta 73 que no se forma integralmente con la paleta pero se conecta a la parte aguas arriba 89. Una parte extrema de este tipo puede montarse por ejemplo en el transcurso de retroinstalar un dispositivo de entrada de fluido existente a fin de adaptar/mejorar su prestaciones. La conexion puede tener lugar mediante cualquier metodo adecuado, p. ej. soldadura. Tambien se puede montar si se desea una parte de borde longitudinal superior 85. Como alternativa, la retroinstalacion tambien se puede hacer colocando bordes captadores en las paletas existentes, adecuadamente tras cortar esquinas.
Ahora se hace referencia a la figura 6 que muestra una seccion transversal de dos realizaciones de las paletas 20a y 20c a traves de sus respectivos extremos de cola mirando en direccion aguas arriba. Por consiguiente se usan numerales de referencia introducidos con referencia a la figura 1. La figura 6 ilustra varios aspectos de diversas realizaciones de canales captadores de lfquido segun la invencion.
El canal captador de lfquido 40a esta formado por una seccion tubular que se extiende desde un primer borde de canal longitudinal 104a conectado al lado convexo 106a de la paleta, a un segundo borde de canal longitudinal 108a ubicado mas alla del borde superior 30a hacia el lado concavo 109a, es decir, mas alla del plano definido por el extremo de cola 27 de la paleta curvada.
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El Ifquido que fluira a lo largo de la direccion principal del flujo de gas sera captado en el canal y guiado hacia el extremo aguas abajo del canal captador de lfquido 40a, y de esta manera se suprime el rearrastre.
El canal captador de lfquido 40c esta formado por un perfil angulado en lugar de una seccion tubular. El borde de canal longitudinal 44c detras de la paleta no se conecta a la superficie convexa 46c, de modo que se forma una rendija 110c. El canal captador de lfquido de esta realizacion tambien capta el lfquido, pero el gas puede escapar a traves de la rendija 110c hacia abajo.
Se entendera que las variantes de canales captadores de lfquido mostrados en los bordes superiores se pueden aplicar analogamente en bordes que tienen otra orientacion en la columna. Ademas de canales captadores que segun la invencion se inclinan con respecto a la direccion principal del flujo de gas, tambien se pueden disponer otros canales captadores, tales como canales captadores que discurren longitudinalmente a lo largo de al menos parte de un borde superior o inferior, generalmente paralelos a la direccion principal del flujo de gas.
Aunque no se muestra en ninguna de las figuras tambien es posible que el canal captador de lfquido tenga su extremo aguas abajo antes del extremo aguas abajo de la paleta. Esto por ejemplo puede ser suficiente cuando el extremo de cola de la parte desviadora de la paleta se extiende lejos dentro del recipiente, donde las velocidades de gas son suficientemente bajas ya aguas arriba del borde de cola de la paleta.
Se hace referencia a la figura 7 que muestra esquematicamente varias realizaciones adicionales de canales captadores de lfquido en una seccion transversal igual a la de la figura 3.
El canal captador de lfquido 111 esta formado por una seccion tubular, generalmente similar a 40a, pero el canal se extiende hasta el plano definido por el borde de salida de la paleta, y no sobre el borde longitudinal de la paleta hacia el lado concavo del mismo.
El canal captador de lfquido 113 por otro lado se extiende tan lejos hacia el lado concavo de la paleta que unicamente se obtiene una rendija de entrada relativamente pequena 114.
El canal captador de lfquido 115 se forma de una seccion tubular, sin embargo no se conecta, al menos no sobre la longitud entera, a la superficie convexa de la paleta de modo que se forma una rendija 116, similar en funcion a la rendija 110c.
Los canales captadores de lfquido 117 y 119 se forman de perfiles angulados y se conectan de manera sellada al lado convexo de la paleta.
El canal captador de lfquido 121 se forma de un perfil en L en el que se conecta una semiseccion circular de tubo.
Tambien se entendera que en casos en donde el canal captador de lfquido (tubular, perfil angulado u otro) se conecta a la superficie convexa de la paleta, se pueden disponer aberturas de salida de gas separadas en la parte inferior del canal detras del lado convexo si se desea.
Los canales captadores de lfquido 123, 125, 127, 129, 131 y 133 estan formados todos integralmente con la paleta, que puede permitirfabricacion eficiente y rentable.
Preferiblemente la parte de intercepcion de cada paleta forma un angulo con la direccion de la direccion principal del flujo a traves del extremo de entrada. Adecuadamente el angulo son 10 grados o menos.
Dependera de aspectos espedficos de una situacion practica que tipo de canal captador de lfquido se selecciona.
En general la distancia mutua entre la paleta, medida en sus extremos de salida se mantiene preferiblemente dentro de ciertos lfmites. Esta distancia preferiblemente no es menos de 5 cm y no mas de 60 cm, por ejemplo aproximadamente 10 cm o aproximadamente 40 cm.
La altura (o anchura) maxima de las paletas se selecciona segun el tamano de la tobera de entrada del recipiente, y tfpicamente esta en el intervalo de 10-80 cm. Para toberas de entrada mas grandes, se pueden apilar escaleras duales o multiples de paleta como se ha tratado anteriormente.
El tamano seleccionado del canal captador de lfquido dependera principalmente de la cantidad de lfquido a trasportar, que particularmente depende de la altura de entrada de la paleta. En los canales segun la invencion en muchos casos la mayona de lfquido separado sobre la paleta tendra que ser trasportado lejos, y el canal tiene que ser dimensionado para eso. Una dimension tfpica del canal, tal como el diametro de una seccion tubular o anchura o altura de un perfil angulado, estara tfpicamente en el intervalo de 3 a 50 mm, adecuadamente de 5 a 30 mm, en particular en el intervalo de 5 a 20 mm. Colocar un canal en un borde como se trata anteriormente tiene la ventaja de que parte del canal se puede disponer facilmente en el lado convexo de la paleta, donde el canal perturba menos el flujo de gas, de modo que se puede minimizar su extension hacia el lado concavo, donde prevalecen las velocidades de gas mas altas.
El canal captador de lfquido tiene una abertura de entrada para lfquido, preferiblemente en forma de rendija
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longitudinal a lo largo del borde longitudinal respectivo de la paleta, dicha abertura de entrada tiene adecuadamente una anchura entre 1 y 20 mm, preferiblemente entre 1 y 12 mm, mas preferiblemente entre 2 y 10 mm.
La realizacion mostrada esquematicamente en la figura 1 es una disposicion tipica para un dispositivo de entrada de fluido tipo paleta. Sin embargo, aparte del tipo de dispositivo de entrada de fluido representado en la figura 1, canales captadores de fluido segun la invencion tambien se pueden aplicar a otros tipos tales como una realizacion como se trata con referencia a las figuras 1-3 del documento GB 1 119 699. En esta realizacion las paletas se disponen de tal manera que todas ellas desvfen la corriente de alimentacion de mezcla a un lado, el espacio en el otro lado de las paletas esta limitado por una pared que se conecta a las paredes laterales de modo que se obtiene una disposicion semejante a una caja, un lado de la cual esta formado por una serie de paletas. La serie de paletas en este caso pueden tener una direccion hacia abajo, de modo que la fase lfquida fluye bajando en varias corrientes sobre una bandeja por debajo o se recoge directamente en la parte inferior de la columna. Se observa que las figuras 4 y 5 de esta memoria descriptiva de patente GB son del tipo general de la presente figura 1, sin embargo sin canales captadores de fluido segun la presente invencion.
Ahora se hace referencia a la figura 8 que muestra una realizacion adicional no reivindicada de una paleta. La paleta 90 es particularmente adecuada para un dispositivo de entrada de fluido que sopla hacia abajo.
La paleta 90 esta provista de dos canales captadores 92, 93, que se extienden desde dos posiciones aguas arriba 94, 95, a posiciones aguas abajo 96, 97, que en el ejemplo que se muestra casi coinciden. Ademas es posible disponer un canal comun de guiado de lfquido 99 como se indica, que puede ser recto como se muestra o curvado hacia una posicion de salida adecuada. Analogamente a la explicacion con referencia a la figura 5 los extremos aguas arriba se conectan o acoplan preferiblemente de manera sellada a las paredes/placas (no se muestra) que definen el canal de entrada.
Ahora se tratara la invencion en relacion a otros dispositivos de entrada.
Se hace referencia a la figura 9 que muestra un dispositivo convencional de entrada de placa de salpicaduras 401 en una columna vertical 402, de la que meramente se muestra parte de la pared cerca de la tobera de entrada 405.
El dispositivo de entrada de placa de salpicaduras comprende una placa de salpicaduras 410 que es un miembro de grna montado delante del extremo de entrada 412 (salida de la tobera 405). La placa de salpicaduras se monta sobre la pared de columna por medio de parte placas superior e inferior 414, 415.
Durante el funcionamiento normal, una mezcla de gas-lfquido corre a traves de la tobera de entrada 405. El gas es desviado lateralmente y dividido en dos corrientes laterales, que fluyen a lo largo de las direcciones principales del flujo de gas 417a, 417b en cada lado de la placa de salpicaduras 410. Gotas de lfquido impactan en la placa de salpicaduras y tipicamente forman una pelfcula de lfquido sobre la misma, aunque la placa de salpicaduras es ligeramente curvada con su lado convexo orientado al extremo de entrada 412. La interaccion entre gotas de lfquido y la superficie receptora de la placa de salpicaduras depende del tipo de lfquido, pero tambien de la presion en la columna. Se sabe, por ejemplo, que en columnas de mucho vacfo las gotas de lfquido se dispersan mucho menos que a presiones mas altas, y forman facilmente una pelfcula de lfquido.
El lfquido fluye lateralmente sobre la placa de salpicaduras hacia los bordes verticales 421, 422. El gas que fluye a lo largo de la superficie rearrastrara lfquido en los bordes verticales. El lfquido tambien fluira sobre las superficies interiores de las placas superior e inferior 414, 415, y tambien se producira rearrastre en los bordes 423, 424, 425.
La figura 10 muestra un dispositivo de entrada de placa de salpicaduras 430 con un canal captador 432 segun la invencion. El miembro de grna, placa de salpicaduras 434, esta provisto de una parte extrema sustancialmente triangular 436, cuyo borde inclinado 438 esta provisto de canal captador 432. El canal captador 432 se extiende desde una posicion aguas arriba, en la esquina superior 440 de la placa de salpicaduras a una posicion aguas abajo 441 con respecto a la direccion principal del flujo de gas 417a. La lmea virtual a lo largo del borde 438 se desvfa de la direccion principal del flujo de gas 417a.
Las caractensticas de los bordes captadores tal como se discuten con referencia a las figuras 2-7 se pueden aplicar analogamente en esta realizacion. Donde se hace referencia a una paleta, esto se tiene que leer como referencia a un miembro de grna, en particular a una placa de salpicaduras.
La pelfcula de lfquido que se formado sobre la placa de salpicaduras fluye aguas abajo hacia el borde 438, donde entra al canal captador y es guiada al extremo aguas abajo en 441 desde donde es descargada.
La parte de ala 436 se puede conectar tal como soldada a un borde 421 de la placa de salpicaduras original, o se puede formar integralmente con la misma.
En el otro lado lateral de la placa de salpicaduras 434, en el borde 422, adecuadamente tambien se dispone una parte de ala con borde captador segun la invencion. Esto no se muestra en la figura 10.
Opcionalmente los bordes de las placas superior y/o inferior 414, 415 tambien pueden estar provistos de canales
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captadores. Varias opciones se indican en 443, 444, 445. El canal 443 puede ser una extension en comunicacion de fluidos con el canal 432. En este caso el extremo 448 del canal 443 en la pared de columna esta adecuadamente en una posicion mas aguas arriba que 440, de modo que fluye lfquido hacia el extremo aguas abajo 441. Con este fin, la esquina de la placa superior hacia la pared se puede cortar como se muestra, en donde la posicion de borde 423 como en la figura 9 se indica por comparacion.
Otra opcion se muestra con canales 444 y 445, que se montan en partes extremas triangulares de las placas superior e inferior 424 y 425. Estos canales descargan lfquido hacia la pared de la columna 402. Las partes extremas se pueden formar integralmente o retroinstalar.
Los extremos aguas arriba de los canales captadores estan adecuadamente cerrados.
Se hace referencia a la figura 11, que muestra esquematicamente una vista en perspectiva de otro tipo de dispositivo de entrada de fluido, al que comunmente se le hace referencia como 'silbato de vapor'. Con este dispositivo de entrada 501 la mezcla de fluido es introducida tangencialmente en la columna vertical 505 a traves de la tobera 508. Desde el extremo de entrada 510 en la tobera 508, un canal curvado de flujo de entrada 515 se extiende en direccion aguas abajo, conformandose sustancialmente a la circunferencia interior de la columna 505. Una pluralidad de paletas de guiado curvadas (miembros de grna) 520 se disponen una detras de otra a lo largo del canal curvado de flujo de entrada. Cada paleta comprende una parte de intercepcion 522 que se extiende en direccion aguas arriba del canal curvado de flujo de entrada, hacia el extremo de entrada 510. Cada paleta comprende ademas una parte desviadora dirigida hacia fuera (afuera del dispositivo de entrada de fluido hacia el centro del recipiente) 525.
Las partes desviadoras 525 definen un lado convexo y uno concavo de cada paleta. El lado concavo, hacia el que es desviado el fluido y sobre el que se forma una pelfcula de lfquido que fluye durante funcionamiento normal, generalmente se orienta hacia el centro de la columna. Los extremos de ataque y de cola de una paleta pueden ser planos, pero cada uno o ambos tambien pueden ser curvados. La direccion principal del flujo de gas a lo largo del lado concavo de las paletas estara en el plano horizontal en la configuracion que se muestra en la figura 11.
Segun la invencion, al menos una, pero adecuadamente una pluralidad o todas las paletas 520, estan provistas de canales captadores de lfquido. En la figura 11 esto se ilustra unicamente en una de las paletas 520 que se proporciona con un canal captador de lfquido 540.
Las paletas 520 son sustancialmente similares a las paletas 20 tratadas con referencia a la figura 1, y las variantes y rasgos opcionales de las paletas con canales captadores tratados con referencia a las figuras 2-7 son analogamente aplicables a la realizacion de la figura 11.
Durante el funcionamiento normal del dispositivo de entrada de fluido 501 se suministra una mezcla de gas y lfquido a traves de la tobera de entrada 508 por medio del extremo de entrada 510 al canal curvado que se extiende circunferencialmente 515. Cada una de las paletas 520 intercepta parte de la corriente de alimentacion y la desvfa lateralmente afuera del canal, hacia el centro de la columna 501. La primera paleta, es decir, la mas cercana al extremo de entrada 510 se dispone en la corriente de alimentacion mixta de forma que intercepta y desvfa parte de la corriente de alimentacion, mientas que la parte restante de la corriente de alimentacion continua a lo largo del canal de entrada 515. Esta parte restante se encuentra sucesivamente las subsiguientes paletas, cada una de las cuales intercepta y desvfa una parte de la corriente de alimentacion; el borde de ataque de cada subsiguiente paleta se dispone de manera que la corriente se vuelve establemente mas pequena y el canal se estrecha hasta la ultima paleta.
Como las paletas tienen una forma curvada la consecuencia de la inercia y fuerza centnfuga es que las partfculas de lfquido golpean la superficie de paleta, y que se efectua simultaneamente una separacion entre lfquido y vapor. El lfquido se recoge en una corriente lfquida considerable en la superficie concava de las paletas.
En el extremo aguas abajo de la paleta, se captara lfquido en el canal(es) 540 y sera guiado hacia el extremo aguas abajo 545 del canal captador de lfquido, y liberado en la columna en direccion hacia abajo. De esta manera se suprime el rearrastre por gas que fluye cruzado, sustancialmente de la misma manera que se trata anteriormente en esta memoria.
El silbato de vapor tambien puede soplar hacia abajo, en cuyo caso las paletas se disponen de modo que desvfen el flujo desde el plano horizontal hacia abajo. Los canales captadores en este caso se disponen adecuadamente de manera que el lfquido es guiado hacia la pared de la columna, sin embargo tambien son posibles otras configuraciones tales como la mostrada en la figura 8.
Miembros de grna de incluso otros dispositivos de fluido tambien pueden estar provistos de canales captadores de lfquido segun la invencion. Claramente, cualquier dispositivo de entrada de fluido que incluye paletas curvadas para preseparar y guiar la corriente de lfquido puede estar provisto de bordes captadores analogamente a la realizaciones tratadas anteriormente. Las paletas curvadas se pueden disponer en diferentes configuraciones, p. ej. dividiendo o desviando la corriente de entrada en una pluralidad de direcciones diferentes incluso en diferentes planos.
Tambien se pueden proporcionar con ventaja canales captadores en un dispositivo de entrada conocido en principio
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de la solicitud de patente internacional con n.° de publicacion WO 03/070348. Este dispositivo de entrada de fluido comprende una serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente, en donde cada paleta circunferencial se extiende curvadamente entre una parte de intercepcion que tiene un borde de ataque dirigido de manera sustancialmente axial y una parte desviadora que tiene un borde de salida que se extiende sustancialmente radialmente hacia fuera, y en donde el eje central del dispositivo de entrada se extiende paralelo o coaxial con un eje que se extiende hacia arriba de una zona de tratamiento en un recipiente o columna. La figura 12 muestra una vista lateral (A) y una vista inferior (B) de una paleta de este tipo semejante a una trompeta 601. La superficie exterior de la paleta es el lado (concavo) sobre el que se forma una pelfcula de lfquido durante funcionamiento normal. La direccion principal del flujo de gas es hacia arriba en un plano vertical de la figura 12A y se conforma a la superficie de la paleta circunferencial. Se muestran canales captadores de lfquido 605, que se montan en la superficie exterior, y que estan en espiral parcialmente alrededor de la paleta 601, y por lo tanto se desvfan de la direccion principal del flujo de gas. Los canales captadores 605 se superponen, de modo que todo el lfquido es capturado. El extremo aguas abajo 608 de un canal captador puede ser recto y abierto de manera que se libera lfquido hacia arriba al espacio abierto que rodea la paleta, pero tambien se puede disponer de manera que el lfquido es descargado hacia la superficie interior del interior de la paleta, p. ej. doblado sobre el borde superior 610. En ese caso (no se muestra en el dibujo) se puede retirar lfquido del fondo de la paleta.
Los canales captadores de lfquido se pueden hacer de material adecuado, adecuadamente del mismo metal que la paleta, y se puede conectar o ser integrar con la paleta usando tecnicas conocidas que incluyen soldadura, empernado, doblez.
Al reducir la cantidad de lfquido arrastrado llevado hacia arriba con el gas segun la presente invencion, se minimiza la tarea de separacion en los elementos internos anteriores.
El dispositivo de entrada de fluido de la presente invencion puede ser usado con ventaja en una columna de gran vacfo de destilacion. Tfpicamente en tales columnas, la mezcla de alimentacion comprende 30-50 % en peso de lfquido. Se ha encontrado que a velocidades de entrada que superan 100 m/s el arrastre de lfquido puede volverse grande, de modo que la fraccion relativa del lfquido total que entra al dispositivo de entrada de fluido y que se lleva junto con el gas hacia arriba supera el 10 %. A velocidades de entrada mas altas el arrastre es incluso mas alto. Altas cifras de arrastre representan un problema para los lechos de lavado que tfpicamente se instalan por encima del dispositivo de entrada de fluido. La presente invencion reduce significativamente el arrastre.
El dispositivo de entrada de fluido de la presente invencion tambien puede ser usado ventajosamente en un recipiente de separacion. Cuanto mejor es la eficiencia de separacion total del dispositivo de entrada, mas facil es la tarea para otros elementos internos de separacion en la columna, tales como un separador coalescente, plaquita de malla, pack de paletas, o separador centnfugo de lfquido (plataforma de remolino, ciclon, multiciclon). Esto permitira relajar criterios de diseno para otros elementos internos y/o permitira una produccion mas alta y/o permitira construir separadores mas pequenos y/o mas baratos.
El recipiente puede ser una columna vertical, pero tambien otro tipo de recipiente.
Ejemplo
Se probo un dispositivo de entrada de fluido generalmente segun la figura 1 antes y despues de retroinstalar canales captadores de lfquido segun la invencion. El dispositivo de entrada de fluido se monto horizontalmente en una columna de 1 m de diametro, generalmente como se muestra en la figura 1, pero en una configuracion de escalera dual con 28 paletas en total, 14 paletas en cada lado dispuestas en dos filas apiladas de 7 paletas cada una. Cada paleta era de 0,144 m de alto, y el tubo de alimentacion a la columna entrada tema un diametro de 0,28 m.
El dispositivo de entrada de fluido se probo antes del montaje de canales captadores de lfquido. Se alimento una mezcla agua/aire a la tubena de alimentacion en la que se disperso el agua en el aire como gotas con un tamano que esta tfpicamente presente en lmeas de trasferencia a unidades de gran vacfo. Se realizaron ensayos sobre un intervalo de velocidades de entrada de aire de 30-60 m/s, y usando una relacion de masa agua a aire de 0,3.
Se determino la cantidad de arrastre en el gas usando un pack de paletas montado encima del dispositivo de entrada de paletas. La captura de agua en el pack de paletas fue drenada y se midio la cantidad. El arrastre se puede definir como el peso de lfquido recuperado por el pack de paletas por volumen de gas.
Entonces el dispositivo de entrada de fluido se equipo con partes extremas triangulares de paleta como en 87 (figura 5) con una altura y longitud iguales de 0,144 m, de modo que se obtuvo un borde a 45 grados con la direccion principal horizontal del flujo de gas. A lo largo de este borde se dispuso un canal captador 83, de ese modo tambien tiene un angulo de 45 grados con la direccion principal del flujo de gas. La longitud de la parte de canal 83 era de 0,22 m. El canal se extendfa aun mas a lo largo del borde superior horizontal de la paleta original a la placa superior de pared del dispositivo de entrada de fluido, como se muestra con el numeral de referencia 85 en la figura 5.
El canal captador tema una forma 121 como se muestra en la figura 7. El diametro del semitubular circular en la parte superior tema 10 mm. El tamano de la rendija en el lado concavo de la paleta entre el borde superior de la paleta y el borde del canal tema 3 mm.
Los ensayos realizados tras la instalacion de los canales captadores segun la invencion, usando condiciones de otro modo identicas, mostraron que el arrastre se redujo en un factor de 2 a 3, o incluso mayor, sobre el intervalo de velocidades de entrada de aire.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de entrada de fluido [430] adecuado para introducir una mezcla de Kquido y gas en un recipiente,
    dicho dispositivo de entrada de fluido [430] comprende un miembro de gma, en donde el miembro de gma es una 5 placa de salpicaduras [434] que tiene una superficie sobre la que esta presente una pelmula de Ifquido durante el funcionamiento normal, teniendo una direccion principal del flujo de gas a lo largo de la superficie, y en donde la placa de salpicaduras [434] esta provista de una parte extrema sustancialmente triangular [436], cuyo borde inclinado [438] esta provisto de un canal captador de ifquido [432] que se extiende desde una posicion aguas arriba con respecto al miembro de gma, en la esquina superior [440] de la placa de salpicaduras [434] a una posicion 10 aguas abajo [441] con respecto a la direccion principal del flujo de gas [4l7a], y en donde una lmea virtual a lo largo del borde de placa de salpicaduras [438] entre la posicion aguas arriba [440] y la posicion aguas abajo [441] se desvfa de la direccion principal del flujo de gas [417a].
  2. 2. El dispositivo de entrada de fluido [430] segun la reivindicacion 1, en donde la lmea virtual se desvfa de la direccion principal del flujo de gas [417a] un angulo de al menos 10 grados o mas preferiblemente 20 grados o mas,
    15 y como mucho 75 grados o menos, preferiblemente 65 grados o menos.
  3. 3. El dispositivo de entrada de fluido segun la reivindicacion 1 o 2, en donde la direccion principal del flujo de gas [417a] durante funcionamiento normal es horizontal, en donde la placa de salpicaduras se extiende entre bordes superior e inferior, en donde la posicion aguas arriba esta a una primera distancia del borde inferior, y en donde la posicion aguas abajo esta a una segunda distancia, mas pequena, del borde inferior.
    20 4. Uso de un dispositivo de entrada de fluido [430] segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 para
    introducir una mezcla de lfquido y gas en un recipiente de contacto gas-lfquido, en particular en una columna de destilacion, mas en particular una columna de destilacion de gran vacm, o a un recipiente de separacion.
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EP05112532 2005-12-20
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EP (1) EP1962982B1 (es)
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BR (1) BRPI0620219B8 (es)
CA (1) CA2633412C (es)
ES (1) ES2676998T3 (es)
NO (1) NO20083205L (es)
RU (1) RU2424032C2 (es)
WO (1) WO2007071514A1 (es)
ZA (1) ZA200804484B (es)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0610490B1 (pt) * 2005-05-19 2018-01-16 Shell Internationale Research Maatschappij B. V. Dispositivo de entrada de fluído, e, uso de um dispositivo de entrada de fluido
JP2009519823A (ja) 2005-12-20 2009-05-21 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー 流体入口装置、使用法、およびリトロフィットの方法
US8661860B2 (en) * 2009-07-31 2014-03-04 Bsh Home Appliances Corporation Door bowl for a household appliance door
NL2003551C2 (nl) * 2009-09-25 2011-03-28 Flamco Bv Verbeterde afscheider voor microbellen en vuil.
PT2380645E (pt) * 2010-04-23 2014-07-15 Neste Oil Oyj Dispositivo de distribuição de alimentação para uma coluna de separação
US9004101B2 (en) * 2010-10-01 2015-04-14 Amtrol Licensing Inc. Devices and methods for causing turbulent flow in a tank assembly
US8627848B2 (en) * 2010-10-01 2014-01-14 The Chem-Pro Group Llc Vane inlet device
JP5354752B2 (ja) * 2010-10-14 2013-11-27 株式会社タマテック 気流浄化装置
EP2688656B1 (en) * 2011-03-23 2019-11-13 General Electric Technology GmbH Device for separating water droplets from a gas or vapor flow
JP6273222B2 (ja) * 2015-01-20 2018-01-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 湿分分離器
US10792604B2 (en) * 2015-06-25 2020-10-06 Tm Industrial Supply, Inc. Horizontal coalescing filter
US10029203B2 (en) * 2016-01-15 2018-07-24 White's Equipment Rental, Llc Separation apparatus for a gas component from spent drilling mud
ES2886960T3 (es) * 2016-01-27 2021-12-21 Koch Glitsch Lp Dispositivo con paletas de entrada con traviesa interior para dar rigidez y recipiente que contiene el mismo
SI3244152T1 (sl) 2016-05-12 2020-02-28 Danieli Corus Bv Postroj peči in postopek za obdelavo dimnega plina
US9643105B1 (en) * 2016-12-01 2017-05-09 Worthington Industries, Inc. Inlet diverter
EP3437717A1 (en) 2017-08-01 2019-02-06 Alfa Laval Corporate AB A scrubber for cleaning of a gas
EP3437718A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-06 Alfa Laval Corporate AB A scrubber for cleaning of a gas
AU2019284238B2 (en) 2018-06-13 2024-08-08 2144811 Alberta Inc. Method and apparatus for removal of particulate matter from a multiphase stream
MX387954B (es) 2018-08-29 2025-03-19 Bechtel Energy Inc Distribuidor de entrada de alimentacion con desviador de flujo
SE544065C2 (en) * 2019-03-05 2021-11-30 3Nine Ab Method and apparatus for cleaning an air flow from particles
US11274539B2 (en) 2019-04-29 2022-03-15 Westerman, Inc. Heated separation assembly
US11274540B2 (en) 2019-04-29 2022-03-15 Westerman, Inc. Heated separation assembly
US20230271113A1 (en) * 2020-07-13 2023-08-31 Evoqua Water Technologies Llc Regenerative media filter with flow diffuser
US12017159B2 (en) * 2022-09-16 2024-06-25 Syncrude Canada Ltd. Feedwell for an inclined plate separator
CN115634515B (zh) * 2022-10-17 2026-02-03 国家能源集团科学技术研究院有限公司 除尘单元、除尘模块、除尘装置及烟气净化方法
US12528034B2 (en) * 2022-10-21 2026-01-20 Blue Skies Global LLC Regenerative media filter
WO2025224685A1 (en) * 2024-04-25 2025-10-30 Engineers India Limited A liquid vapor separation device of a fractionation column
CN118329121A (zh) * 2024-05-16 2024-07-12 中国石油大学(北京) 一种确定全流型流场参数的测量装置、方法、设备及介质

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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.
JPS5226343B2 (es) 1972-09-08 1977-07-13
CH627887A5 (de) 1978-01-25 1982-01-29 Bbc Brown Boveri & Cie Mit kuehlkanaelen versehener zu kuehlender koerper und verfahren zu dessen herstellung.
DE3481481D1 (de) 1983-08-24 1990-04-12 Wurz Dieter Tropfenabscheider zum abscheiden von tropfen aus einer gasstroemung.
EP0195464B1 (en) * 1985-03-05 1989-04-19 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Column for removing liquid from a gas
SU1409311A1 (ru) * 1986-04-16 1988-07-15 Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт По Проектированию Оборудования Для Целлюлозно-Бумажной Промышленности Водоотделитель
SU1430069A1 (ru) * 1986-05-08 1988-10-15 Московский Институт Химического Машиностроения Центробежный сепаратор дл выделени капель жидкости из газового потока
DE3843810C1 (es) 1988-12-24 1990-03-29 Gottfried Bischoff Bau Kompl. Gasreinigungs- Und Wasserrueckkuehlanlagen Gmbh & Co Kg, 4300 Essen, De
DE4214094C1 (es) 1992-04-29 1993-09-02 Dieter Prof. Dr.-Ing. 7570 Baden-Baden De Wurz
RU2056911C1 (ru) * 1994-02-10 1996-03-27 Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная компания "Кедр-89" Тепломассообменный аппарат
JP3323781B2 (ja) 1996-09-05 2002-09-09 日揮株式会社 ガス移送配管
EP1372806A1 (en) 2001-03-19 2004-01-02 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Gas-liquid separator
CN1306977C (zh) 2002-02-21 2007-03-28 国际壳牌研究有限公司 用于处理流体的装置和方法
WO2003099426A1 (en) 2002-05-28 2003-12-04 Fluor Corporation Methods and apparatus for mixing and distributing fluids
US7276210B2 (en) 2003-08-20 2007-10-02 Petroleo Brasileiro S.A. -Petrobras Stripping apparatus and process
NL1024149C2 (nl) * 2003-08-22 2005-02-23 Flash Technologies N V Inlaat- en verdeelinrichting.
NL1025086C2 (nl) * 2003-12-19 2005-06-21 Flash Technologies N V Inlaat- en verdelingsinrichting.
NO320351B1 (no) 2004-03-05 2005-11-28 Bjorn Christiansen Skovldiffusor
DE102004018341A1 (de) 2004-04-15 2005-11-03 Linde Ag Fluid-Zuspeisevorrichtung für eine Kolonne
BRPI0610490B1 (pt) * 2005-05-19 2018-01-16 Shell Internationale Research Maatschappij B. V. Dispositivo de entrada de fluído, e, uso de um dispositivo de entrada de fluido
JP2009519823A (ja) 2005-12-20 2009-05-21 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー 流体入口装置、使用法、およびリトロフィットの方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8070141B2 (en) 2011-12-06
US20080290532A1 (en) 2008-11-27
JP2009519823A (ja) 2009-05-21
RU2008129700A (ru) 2010-01-27
ZA200804484B (en) 2009-03-25
NO20083205L (no) 2008-07-18
BRPI0620219A2 (pt) 2011-11-01
RU2424032C2 (ru) 2011-07-20
CA2633412A1 (en) 2007-06-28
EP1962982A1 (en) 2008-09-03
BRPI0620219B1 (pt) 2017-12-05
BRPI0620219B8 (pt) 2018-01-02
WO2007071514A1 (en) 2007-06-28
CA2633412C (en) 2016-05-24
EP1962982B1 (en) 2018-05-09

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