Способы и устройство для перемешивания текучих сред

1 Область применения изобретения Область применения данного изобретения относится к перемешиванию и распределению текучих сред. Предпосылки изобретения Перемешивание текучих сред используется во многих технологических процессах, а,главным образом, в каталитических реакторах и больших ректификационных колоннах. Перемешивание текучих сред не всегда представляет собой простую задачу, особенно в тех случаях,когда текучая среда имеет множество фаз (например, жидкости и газы/пары), а также при необходимости в быстром перемешивании больших объемов. В настоящее время известно большое количество перемешивающих устройств, и некоторые из них описаны в патентном документе США 6098065 на имя Jacobs и др. (aвгуст 2000), который полностью включен в текст данной заявки посредством ссылки. В этом документе раскрыты несколько усовершенствований, некоторые из которых связаны с барботажными колпачками, размещенными с промежутками на распределительной пластине. Обычно барботажные колпачки имеют стакан и крышку, выполненные таким образом,что текучая среда течет вверх в полости, расположенной между крышкой и стаканом, изменяет направление и затем течет вниз через канал в стакане. Таким образом, при отсутствии завихряющих направляющих приспособлений траектория перемещения текучей среды обычно имеет форму перевернутой буквы "U". Как правило,барботажные колпачки прикреплены к распределительной пластине, а проходящий через стакан канал сообщается с отверстием в распределительной пластине. Барботажные колпачки часто имеют боковые щели, обеспечивающие прохождение газовой фазы в кольцевое пространство между стаканом и крышкой. Газ увлекает жидкость, находящуюся в кольцевом промежутке. Это можно увидеть, например, в патенте США 5158714, выданном на имя Shih и др. (oктябрь 1992) и полностью включенном в текст данной заявки посредством ссылки. Для сохранения положения стакана относительно крышки необходимо наличие некоторого механического устройства. В настоящее время известно использование для этой цели консольных кронштейнов или других перегородок. Это можно увидеть, например, в патенте США 5989502, выданном на имя Nelson и др.(ноябрь 1999), и в патенте США 4305895,выданном на имя Heath и др. (декабрь 1981). Каждый из указанных патентов полностью включен в текст данной заявки посредством ссылки. Ранее для снижения стоимости и сведения до минимума любых воздействий на поток подобные перегородки всегда имели минимальной размер. Следовательно, перегородки, присутствующие в предыдущем уровне техники,предназначались исключительно для задания 2 определенного положения и сами по себе никоим образом не способствовали протеканию текучей среды и процессу перемешивания. Было показано, что на протекание текучей среды и процесс перемешивания значительное влияние оказывает возвышение края крышки над тарелкой. Это можно увидеть, например, в"Optimum Bubble-Cap Tray Design", Bolles, William L.,выпуск в четырех частях в Petroleum Processing,том 11,2, стр.65-80; том 11,3, стр.82-95; том 11,4, стр.72-79; том 11,5, стр.109-120; указанный источник полностью включен в текст данной заявки посредством ссылки. В данной серии статей предложена методология конструирования барботажных колпачков, которая относится к типу колпачков, обычно используемых в перегонных колоннах. В таких колоннах поток пара поднимается вверх через колпачковую тарелку, а поток жидкости поступает в перпендикулярном направлении параллельно этой тарелке. Такой поток обычно называют противотоком. В статье Bolles, том 11,3, стр.87,указывается, что рекомендованное возвышение края крышки над тарелкой составляет 0,5-1,5 дюймов (1,27-3,81 см), и высказывается мнение,что большее возвышение неблагоприятно. Авторы настоящей заявки не обнаружили какуюлибо информацию, а также предположения или сведения относительно возвышения края крышки, превышающего 1,5 дюйма (3,81 см). Напротив, в патенте США 3218249 на имя Ballard и др. раскрыто использование барботажных колпачков в качестве смесительных и распределительных средств для параллельного нисходящего потока пара и жидкости. В указанном патенте сообщается о возвышении края крышки на любое расстояние "над распределительной тарелкой при условии, что поток газа через сливной стакан не будет перекрыт; при этом приемлемый диапазон может изменяться практически от уровня, соответствующего отсутствию расстояния над тарелкой, до расстояния около одного фута (30,48 см) над ней". Также в этом документе указано, что "жидкая фаза, выделенная из газовой фазы за счет гравитационных сил, наполняет тарелку 18 до уровня ниже глубины щели в крышках сливного стакана, причем данный уровень, в основном, определяется интенсивностью протекания газа через крышку. Это необходимо, естественно, для того, чтобы несколько щелевых отверстий находились выше поверхности жидкости для обеспечения прохождения через них пара. Если в крышках нет щелей, то по этой же причине уровень жидкости на тарелке будет ниже нижних кромок крышек. При использовании крышек без щелей необходимо поддерживать зазор между тарелкой и нижней кромкой крышки, чтобы обеспечивать под ней проход для газа и жидкости". Очевидно, что диапазон размера возвышения края крышки, указанный в патенте США 3218249, относится исключительно к крышке, в 3 которой нет щелей, потому что поток пара через крышку, в которой есть щели, не может быть перекрыт за счет уменьшения возвышения края крышки практически до нуля. Также нет сообщения о точном диапазоне размеров для барботажных колпачков, имеющих щели. В патенте США 5158714 раскрыто использование дисперсионной пластины для улучшения распределения жидкости, выходящей из стакана. В патенте США 5942162 на имя Gamborg и др. раскрыто использование барботажного колпачка, имеющего щели и модифицированного таким образом, что крышка не является концентрической по отношению к стакану, вследствие чего улучшена равномерность распределения жидкости. В указанном патенте этот модифицированный барботажный колпачок выполнен в виде трубы для подъема пара, причем крышка названа трубой восходящего потока, а стакан - трубой нисходящего потока. Тем не менее, траектория перемещения текучей среды имеет форму перевернутой буквы "U" и проходит сначала вверх через трубу восходящего потока, а затем вниз через трубу нисходящего потока. В патенте США 6098965 на имя Jacobs и др. раскрыто использование лопаток стакана и/или конечных тарелок для улучшения распределения выходящей из стакана жидкости. Авторы настоящей заявки не владеют какой-либо другой информацией кроме перечисленных патентов, которая является открытой для всеобщего доступа и раскрывает технологические преимущества применения барботажных колпачков в качестве смесительного и распределительного средства для параллельного нисходящего потока пара и жидкости. Некоторые системы, в которых применяются барботажные колпачки, обеспечивают грубое распределение восходящего потока текучих сред в барботажных колпачках. В патенте США 5690896 на имя Stangeland и др. (ноябрь 1997) описано устройство для грубого распределения, содержащее перфорированную пластину, расположенную непосредственно над колпачковой тарелкой. При данном конструктивном подходе перфорационные отверстия должны пропускать как текучую среду в газовой фазе, так и текучую среду в жидкой фазе. Как следствие, преобладающий уровень жидкости в данной тарелке может быть довольно низким, что отрицательно влияет на качество грубого распределения. В патенте США 5837208 на имя Grott и др. (ноябрь 1998) описано устройство для грубого распределения, состоящее из перфорированной тарелки, окруженной цилиндрической стенкой. При данном конструктивном подходе газовая фаза текучей среды может течь через кольцевую зону между перфорированной тарелкой и стенкой реактора, в то время как жидкая фаза текучей среды, в основном, течет через перфорационные отверстия. Одним недостатком данного метода является то, 004333 4 что нисходящий по кольцу поток текучей среды в газовой фазе может возмущать поверхность жидкости на колпачковой тарелке, отрицательно воздействуя вследствие этого на функционирование тарелки. Наконец, в обоих вышеприведенных конструктивных подходах перфорированные тарелки затрудняют доступ для контроля и технического обслуживания колпачковой тарелки. Таким образом, в настоящее время попрежнему существует потребность в усовершенствованных способах и устройствах, предназначенных для перемешивания и распределения текучих сред, включая усовершенствования для колпачковых тарелок и механизмов грубого распределения. Сущность изобретения Согласно одному аспекту данного изобретения предлагаются устройства и способы, в которых используемый барботажный колпачок имеет стакан и крышку, отделенные разделителем, который проходит на длину, составляющую по меньшей мере 50% от расстояния, измеряемого между верхней частью стакана и нижней частью крышки, причем ниже данное расстояние обозначено как "расстояние от стакана до крышки". В предпочтительном варианте выполнения разделитель составляет по меньшей мере 70% от расстояния от стакана до крышки, а в более предпочтительном случае - по меньшей мере 90% от расстояния от стакана до крышки. Разделитель может быть прикреплен к стакану и к крышке или только к одному из них, причем разделителей может быть два или более. Согласно другому аспекту данного изобретения предлагаются устройства и способы, в которых стакан взаимодействует с крышкой с обеспечением расположения ее края с возвышением, соответствующим объемному расходу жидкости, проходящей через тарелку. Часть стакана и крышки, расположенная ниже поверхности жидкости, действует как гидравлическое сопротивление для жидкости, протекающей по тарелке поперечным потоком. Данное гидравлическое сопротивление приводит к изменению глубины жидкости на тарелке. Большая глубина жидкости образуется на тарелке в зонах введения жидкости на тарелку, в то время как меньшая глубина жидкости образуется на тарелке в зонах поступления жидкости вследствие поперечного потока. Подобные разбросы глубины жидкости оказывают настолько вредное влияние на однородность ее распределения,насколько существенно физическое отклонение от горизонтального уровня полотна самой тарелки. Гидравлическое сопротивление поперечному потоку жидкости уменьшается с увеличением возвышения края крышки. Предпочтительное возвышение края крышки в конкретном случае зависит, кроме всего прочего, от объемного расхода проходящей через тарелку жидко 5 сти. При небольшом расходе жидкости предпочтительными являются барботажные колпачки, в которых возвышение края крышки составляет не менее 1,5 дюйма (3,81 см). При больших расходах жидкости более предпочтительными являются барботажные колпачки, в которых возвышение края крышки составляет по меньшей мере 2,0 дюйма (5,08 см), а при еще больших расходах жидкости более предпочтительными являются барботажные колпачки, в которых возвышение края крышки составляет по меньшей мере 2,5 дюйма (6,35 см). При очень большом расходе жидкости, что можно встретить в очень больших реакторах, возможно использование барботажных колпачков, в которых возвышение края крышки составляет более 3 дюймов (7,62 см). Особенно большие значения возвышения края крышки в предпочтительном случае обеспечивают с применением особенно длинного стакана, а не особенно короткой крышки. Согласно еще одному аспекту данного изобретения предложены устройства и способы,в которых используются лопатки шевронного типа, взаимодействующие с пластинами (например, с поддоном смесительной камеры и разбрызгивающей плитой) для обеспечения грубого распределения текучих сред на последующую распределительную тарелку (тарелки). Различные цели, особенности, аспекты и достоинства данного изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания предпочтительных вариантов выполнения и из сопровождающих чертежей, на которых схожие элементы обозначены одинаковыми номерами позиций. Краткое описание чертежей Фиг. 1 изображает вертикальное сечение барботажного колпачка, соответствующего предыдущему уровню техники. Фиг. 2 А изображает вертикальное сечение предложенного барботажного колпачка. Фиг. 2 В изображает горизонтальное сечение барботажного колпачка по линии 1-1 на фиг. 2 А. Фиг. 3 изображает вертикальное сечение еще одного барботажного колпачка, который имеет разделители и в котором увеличенное возвышение края крышки над тарелкой обусловлено уменьшенной длинной крышки. Фиг. 4 изображает вертикальное сечение еще одного барботажного колпачка, который имеет разделители и в котором увеличенное возвышение края крышки над тарелкой обусловлено увеличенной высотой стакана. Фиг. 5 изображает вид сбоку показанного на фиг. 2 А и 2 В барботажного колпачка, имеющего направляющие щели. Фиг. 6 изображает в аксонометрии распределительную пластину, имеющую барботажные колпачки, а также иллюстрирует поперечный поток текучей среды. 6 Фиг. 7 А изображает в аксонометрии распределительное устройство с лопатками шевронного типа. Фиг. 7 В изображает вертикальное сечение распределительного устройства по линии 1-1 на фиг. 7 А (см. выше) и окружающего устройства. Фиг. 7 С изображает горизонтальное сечение лопаток шевронного типа, находящихся в распределительном устройстве, по линии 2-2 на фиг. 7 В. Фиг. 8 изображает горизонтальное сечение лопаток в виде волнистых пластин. Фиг. 9 изображает горизонтальное сечение лопаток в виде каналов с шахматным расположением. Подробное описание На фиг. 1 изображен барботажный колпачок 10, который соответствует предыдущему уровню техники и в целом содержит стакан 20 и крышку 30, отделенные перегородкой 40. Барботажный колпачок 10 прикреплен к распределительной пластине 15. Перегородка 40 является весьма малым элементом по сравнению с длиной стакана 20 и крышки 30, а возвышение 60 края крышки составляет менее 1,5 дюйма(3,81 см). Траектория 70 перемещения текучей среды через колпачок обычно имеет форму перевернутой буквы "U". На фиг. 2 А и 2 В изображен барботажный колпачок 100, который в целом содержит стакан 120 и крышку 130, отделенные разделителями 140. Барботажный колпачок взаимодействует с распределительной пластиной 115 для локального перемешивания текучих сред (в данном документе под термином "текучая среда" понимается все, что течет, включая особенно газовую фазу, или жидкую фазу, или смесь, содержащую по меньшей мере две фазы. Данный термин также распространяется на любую текучую среду, перемешиваемую и распределяемую в промышленном процессе). Стакан 120 имеет верхнюю часть 122, а высота 125 стакана определяется расстоянием между его верхней частью 122 и верхней поверхностью 116 распределительной пластины 115. Стакан 120 ограничивает собой внутренний канал 190. Рассматриваемые стаканы могут быть выполнены из любого подходящего материала, включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь и другие сплавы, пластмассу,керамику, рассчитанные в большей мере на температуру и агрессивность смешиваемых текучих сред. Такие стаканы, в сущности, могут иметь любые соответствующие размеры. Их общий вид также может подвергаться изменению. Несмотря на то, что предпочтительным является использование трубчатых стаканов с круглым горизонтальным сечением, также возможно использование трубчатых стаканов с эллиптическим, квадратным, прямоугольным или другим горизонтальным сечением. Нет необходимости в том, чтобы стаканы по своей 7 длине имели равномерные каналы. Предпочтительно стаканы могут также иметь завихряющие направляющие приспособления 150 (не показаны), расположенные над каналами или внутри них. Крышка 130 имеет верхнюю часть 132 и нижнюю кромку 134, а длина 135 крышки определяется расстоянием между ее верхней частью 132 и нижней кромкой 134. Возвышение 160 края крышки 130 определяется расстоянием между ее нижней кромкой 134 и верхней поверхностью 116 распределительной пластины 115. Рассмотренные крышки также могут быть выполнены из любого подходящего материала,включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь и другие сплавы, пластмассу, керамику,также рассчитанные в большей мере на температуру и агрессивность смешиваемых текучих сред. Предпочтительно горизонтальное сечение крышки имеет форму, подобную форме связанного с ней стакана, однако, оно также может иметь и другую форму. Например, стакан круглого сечения может иметь крышку прямоугольного сечения. Возвышение 160 зависит от высоты 125 стакана, длины 135 крышки и расстояния между верхней частью 122 стакана 120 и верхней поверхностью 132 крышки 130. Предпочтительные барботажные колпачки имеют стакан 120 и крышку 130, которые взаимодействует с обеспечением расположения края крышки с возвышением не менее 1,5 дюйма (3,81 см). В более предпочтительных барботажных колпачках возвышение края крышки над тарелкой составляет по меньшей мере 1,75 дюйма (4,45 см), а в еще более предпочтительных барботажных колпачках - по меньшей мере 2,0 дюйма (5,08 см), по меньшей мере 2,5 дюйма (6,35 см), по меньшей мере 3 дюйма (7,62 см) и по меньшей мере 4 дюйма (10,16 см). Особенно большие значения возвышения края крышки над тарелкой в предпочтительном случае обеспечивают с применением особенно длинного стакана, а не особенно короткой крышки, хотя возможны все комбинации. Авторы данной заявки, не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией или предполагаемым режимом работы, полагают, что преимущественным значением возвышения края крышки над тарелкой является значение, составляющее не менее 1,5 дюйма (3,81 см), поскольку оно позволяет увеличить поперечный поток текучих сред, проходящих по верхней поверхности 116 распределительной пластины 115. Гидравлические расчеты показывают, что также может быть благоприятным возвышение края крышки до 3 дюймов (7,62 см) и выше,причем в большой степени оно зависит от количества жидкой фазы, которая перемещается по верхней поверхности 116 распределительной пластины 115, затем через полость 180 между стаканом 120 и крышкой 130 и далее по каналу 8 190 стакана. Также предполагается, что в барботажных колпачках, расположенных на распределительной пластине, возвышение края крышки над тарелкой не должно быть одинаковым,хотя в данном случае это не рассматривается как предпочтительный вариант. Например, некоторые значения возвышения края крышки могут составлять меньше 2 дюймов (5,08 см), в то время как другие превышают 2 дюйма (5,08 см). Как вариант, все значения возвышения края крышки могут составлять более 2 дюймов (5,08 см), а некоторые из них - более 2,5 дюйма (6,35 см). Даже может быть полезным, чтобы барботажные колпачки, в которых возвышение края крышки имеет сравнительно большую величину, были размещены вдоль периметра распределительной пластины или размещены какимлибо другим способом, что по меньшей мере частично определяется местом подачи текучих сред на распределительную пластину. Как вариант, щели могут быть удлиненными. Предпочтительно длина щелей может составлять по меньшей мере 2,5 дюйма (6,35 см), в более предпочтительном случае - по меньшей мере 3,5 дюйма (8,89 см), в еще более предпочтительном случае - по меньшей мере 4 дюйма (10,16 см) и в самом предпочтительном случае - по меньшей мере 5 дюймов (12,7 см). Предпочтительно показанные на фиг. 2 А и 2 В разделители 140 по существу занимают все расстояние от боковой стенки крышки 130 до боковой стенки стакана 120. Разделители расположены около верхней части 122 стакана 120. Однако также возможны и другие варианты выполнения. Например, рассматриваемые сейчас разделители должны быть достаточно длинными для того, чтобы оказывать существенное влияние на гидравлику текучей среды, протекающей в полости 180 между стаканом 120 и крышкой 130. Предпочтительно разделители 140 влияют на гидравлику текучей среды при длине, составляющей по меньшей мере 50% от расстояния от стакана до крышки, предпочтительно - 70% от данного расстояния, более предпочтительно - 90% от данного расстояния. В альтернативном варианте выполнения (не показан) разделители могут занимать все расстояние от верха крышки до нижней кромки 134 крышки. Нет необходимости в том, чтобы разделители были выполнены сплошными - они могут составляться из нескольких более коротких разделителей, пока суммарная длина разделителей не составит по меньшей мере 50% от длины расстояния от стакана до крышки. Рассматриваемые разделители также могут быть расположены не строго вертикально (не показано), вследствие чего они сообщают завихрение текучей среде, поднимающейся в полости 180,расположенной между стаканом 120 и крышкой 130. Кроме того, в любом барботажном колпачке можно использовать любое подходящее ко 9 личество разделителей, включая, в основном,два, три, четыре, пять или шесть разделителей. Разделители 140 могут быть прикреплены к стакану или к крышке или к стакану и крышке одновременно. Крепление может быть непосредственным или косвенным. Некоторые разделители могут способствовать поддержанию положения стакана относительно крышки, хотя некоторые из них могут способствовать не существенно или вообще быть неэффективными в этом отношении. Предпочтительные способы крепления включают сварку, например сварку прихваточным швом, сварку прерывистым швом или любые другие виды сварки. Разделители могут быть выполнены из любого подходящего материала или материалов. Завихряющее приспособление 150, прикрепленное к верхней части 122 стакана 120, направляет текучую среду 170 из полости 180, расположенной между стаканом 120 и крышкой 130, к каналу 190 стакана по тангенциальной траектории протекания, что, несомненно, приводит к более равномерному смачиванию внутренней стенки стакана 120 и к кругообразной направленности выпуска текучей среды 170 при ее выходе из канала 190. Завихряющее направляющее приспособление может быть выполнено в виде непрерывного продолжения стакана 120 или может быть присоединено к нему посредством сварки или каким-либо другим соответствующим способом. Во время работы текучая среда 170 поступает в барботажный колпачок 100 через зазор 117 между верхней поверхностью 116 распределительной пластины 115 и нижней кромкой 134 крышки 130, задаваемый возвышением 160 края крышки. Если барботажный колпачок 100 имеет по меньшей мере одну щель,расположенную на боковой стороне крышки 130, то жидкость будет поступать в барботажный колпачок 100 также и через эту щель. Текучая среда 170 затем поступает в полость, расположенную между стаканом 120, крышкой 130 и двумя разделителями 140. Затем текучая среда 170 течет вверх по полости 180 и через завихряющее приспособление 150, где она перемешивается. Затем текучая среда поступает в стакан 120 и стекает вниз через канал 190 стакана. Длина 135 крышки меньше длины 35 крышки,показанной на фиг. 1, в результате чего возвышение 160 оказывается больше возвышения 60,показанного на фиг. 1. В случае, когда два соседних барботажных колпачка 100 расположены на разных высотах благодаря возможному наклонному состоянию распределительной пластины 115, два разделителя 140 и возвышение 160 обеспечивают более равномерное разделение текучей среды 170 между двумя соседними стаканами по сравнению с тем, какэто происходит в двух соседних барботажных колпачках 10,показанных на фиг. 1. В предпочтительном случае распределительная пластина 115 является круглой, и ее 10 диаметр составляет приблизительно от 36 до 240 дюймов (91,4-609,6 см), а толщина - от 0,06 до 0,50 дюймов (0,15-1,27 см). Указанные размеры зависят, в основном, от размера реактора,в котором эта пластина используется. Рассматриваемые предпочтительные распределительные пластины выполнены из нержавеющей стали и других сплавов, хотя возможно использование и любых других подходящих материалов,включая углеродистую сталь и керамику. На типичной распределительной пластине 115 расположено приблизительно от 60 до 1200 барботажных колпачков, хотя также возможно их меньшее или большее количество. Стаканы 120 обычно завальцовывают в распределительной пластине 115 таким образом, что их каналы 190 совпадают с отверстиями 118 в этой пластине 115. Как указывается в вышеупомянутом патентном документе США 6098065 в отношении барботажных колпачков, распределительная пластина 115 может фактически содержать перераспределительную пластину, потому что камерное перемешивание и/или грубое распределение может осуществляться выше по течению. Таким образом, в отношении других процессов и устройств должно быть очевидным,что распределительная пластина 115 может быть расположена в любом подходящем положении в любом перемешивающем реакторе. На фиг. 3 изображен барботажный колпачок 200, схожий с колпачком 100, показанным на фиг. 2 А и 2 В, но отличающийся тем, что имеет четыре разделителя 240 вместо двух разделителей 140. На фиг. 3 показано, что четыре разделителя 240 упорядочены в два комплекта по два разделителя, причем каждый комплект расположен в отдельной вертикальной плоскости в полости 280. Внутри указанной полости 280 два разделителя каждого комплекта расположены в одной вертикальной плоскости, но отделены друг от друга. В результате этого, текучая среда 270 может проходить мимо четырех разделителей 240 по полости 280, образованной между стаканом 220 и крышкой 230. На фиг. 4 изображен барботажный колпачок 300, также схожий с колпачком 100, показанным на фиг. 2 А и 2 В, но отличающийся тем,что длина 335 его крышки меньше длины 135, а высота 325 его стакана меньше высоты 125. В результате этого, возвышение 360 края крышки оказывается равным возвышению 160 колпачка 100, несмотря на разницу в высотах стаканов и длинах крышек. На фиг. 5 изображен барботажный колпачок 400, который имеет цилиндрически изогнутую боковую поверхность 433 с боковыми щелями 495. Каждая боковая щель 495 проходит к нижней части 434 крышки 430 таким образом,что длина 497 любой из приведенных щелей 495 определяется расстоянием от верхней части 496 щели 495 до нижней части 434 крышки 430. 11 Возвышение 498 щели определяется как расстояние между верхней частью 496 щели 495 и верхней поверхностью 416 распределительной пластины 415. Между прочим, такие боковые щели 495 позволяют проходить в барботажный колпачок 400 текучей среде 470, которая перемешивается и распределяется по поверхности. Изображенный на фиг. 5 барботажный колпачок 400 имеет по меньшей мере восемь щелей 495, четыре из которых показаны. Длина 497 щели составляет 2,5 дюйма (6,35 см), а возвышение 498 щели - 4,5 дюйма (11,43 см). В альтернативных вариантах выполнения предполагается, что длина 497 щели может составлять приблизительно от 1,5 до 12 дюймов (3,81-30,48 см). Щели 495 обычно имеют прямоугольную форму, хотя они могут иметь любую другую подходящую форму, например треугольную или другую заостренную форму, зигзагообразную форму и т.п. На фиг. 6 изображена распределительная пластина 516, содержащая барботажные колпачки 500. Текучая среда 570 течет по распределительной пластине 516 по зигзагообразной траектории 550, где стаканы 520 и крышки 530 создают гидравлическое сопротивление поперечному потоку. Часть 555 поперечного потока текучей среды 570 перемешивается и распределяется по поверхности барботажными колпачками. Количество барботажных колпачков 500 может изменяться в зависимости от различных факторов. К двум таким факторам относятся пространство между центрами крышек,влияющее на количество крышек, приходящихся на единицу площади распределительной пластины, и масштаб реактора или какого-либо другого промышленного процесса, используемого для перемешивания и распределения текучих сред. Кроме того, для осуществления симметричного распределения текучей среды барботажные колпачки 500 могут быть распределены на распределительной пластине 516 любым образом, предпочтительно симметрично. Для изменения структуры поперечного потока 550 можно использовать (хотя и не обязательно) какие-либо углубления, каналы, перегородки или другие физические средства (не показаны),выполненные в распределительной пластине 516 или размещенные на ней. На фиг. 7 А, 7 В и 7 С изображено устройство 600 грубого распределения, содержащее лопатки 610 шевронного типа. Лопатки расположены между выпуском перемешивающего устройства 620 и разбрызгивающей плитой 630. Наличие разбрызгивающей плиты 630 заставляет жидкую среду, выходящую из перемешивающего устройства, вытекать наружу через каналы 612, образованные лопатками 610, по траектории 613. Предпочтительно, чтобы разбрызгивающая плита 630 была неперфорированной, но она может иметь отверстия (не показаны), позволяющие части текучей среды проходить вниз на последующую распределитель 004333 12 ную тарелку 650 (которая может быть последней распределительной тарелкой). На фиг. 7 В изображена стенка 660 реактора и слой 640 катализатора, расположенный ниже последующей распределительной тарелки(тарелок). Согласно предпочтительному варианту выполнения лопатки 610 расположены ниже по существу неперфорированного дна смесительной камеры (не показана), но выше по существу неперфорированной разбрызгивающей плиты 630, при этом они расположены вокруг выпускного отверстия 620 (выпускных отверстий) верхней смесительной камеры (не показана). Образованные таким образом межлопаточные каналы 612 обеспечивают протекание текучих сред, так что в предпочтительном случае они по меньшей мере дважды изменяют направление и являются единственным средством, обеспечивающим сообщение между расположенной выше по потоку смесительной камерой и последующей расположенной ниже по потоку распределительной тарелкой 650. Лопатки 610 приводят к более равномерному профилю скоростей текучей среды, выходящей из межлопаточных каналов 612, обеспечивая тем самым более эффективное грубое распределение текучей среды на последующую распределительную тарелку 650. Лопатки 610 при использовании вместе со смесительной камерой, завихряющей перемешиваемые в ней текучие среды, также служат для уменьшения тангенциальной составляющей скорости текучей среды. Если лопатки 610 расположены по кругу и при этом концентрично с центральным выпускным отверстием смесительной камеры, то они способствуют выпуску выходящей из межлопаточных каналов 612 жидкости таким образом, что жидкость в виде кольца подается к последующей распределительной тарелке 650 (не показано). Такая кольцевая подача является чрезвычайно эффективным способом подачи жидкости к последующей распределительной тарелке 650 при условии, что диаметр кольца, образованного жидкостью, близок к оптимальному. Оптимальный диаметр кольца зависит от геометрии последней распределительной тарелки 650 и может быть определен гидравлическими расчетами. Хотя на фиг. 7 А, 7 В и 7 С изображены лопатки шевронного типа, также возможно использование других лопаток, переориентирующих направление потока. Несколько примеров изображено на фиг. 8 и 9. На фиг. 8 изображены лопатки 710 в виде волнистых пластин, расположенные с промежутками с образованием межлопаточных каналов 712, которые создают траекторию 713 перемещения для проходящих через них текучих сред. На фиг. 9 изображены лопатки 810 канального типа с шахматным расположением, размещенные с промежутками с образованием меж 13 лопаточных каналов 812, которые создают траекторию 813 перемещения для проходящих через них текучих сред. Таким образом, раскрыты некоторые конкретные варианты выполнения и применения перемешивания и распределения текучих сред. Однако для специалистов в данной области техники очевидно, что помимо описанных вариантов, возможно наличие гораздо большего числа других вариантов, согласующихся с концепцией данного изобретения. Поэтому заявленный объект изобретения должен ограничиваться только прилагаемой формулой, раскрывающей его суть. Кроме того, при толковании описания и формулы изобретения все термины следует понимать по возможности в самом широком, не противоречащем контексту значении. В частности, термины "содержит" и "содержащий" следует использовать в отношении элементов, частей или этапов в неисключительной форме, свидетельствующей о том, что указанные элементы, части или этапы могут присутствовать, или использоваться, или объединяться с другими элементами, частями или этапами, не указанными в явной форме. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Барботажный колпачок, содержащий стакан, имеющий верхнюю часть,крышку, имеющую нижнюю часть и по меньшей мере одну боковую щель и расположенную по отношению к стакану с обеспечением параллельного протекания жидкой текучей среды и газообразной текучей среды вверх в полости, расположенной между стаканом и крышкой, и разделитель, расположенный в указанной полости и проходящий на длину, составляющую по меньшей мере 50% от расстояния, измеряемого между верхней частью стакана и нижней частью крышки. 2. Барботажный колпачок по п.1, в котором длина разделителя составляет по меньшей мере 70% от расстояния между верхней частью стакана и нижней частью крышки. 3. Барботажный колпачок по п.1, в котором длина разделителя составляет по меньшей мере 90% от расстояния между верхней частью стакана и нижней частью крышки. 4. Барботажный колпачок по п.1, в котором длина разделителя составляет 100% от расстояния между верхней частью стакана и нижней частью крышки. 5. Барботажный колпачок по п.1, в котором разделитель прикреплен к стакану. 6. Барботажный колпачок по п.1, в котором разделитель прикреплен к крышке. 7. Барботажный колпачок по п.1, в котором разделитель прикреплен к стакану и к крышке. 14 8. Барботажный колпачок по п.1, который имеет по меньшей мере два разделителя. 9. Барботажный колпачок по п.1, который имеет по меньшей мере три разделителя. 10. Барботажный колпачок по п.1, который имеет по меньшей мере шесть разделителей. 11. Барботажный колпачок по п.1, дополнительно содержащий завихряющее направляющее приспособление, прикрепленное к стакану. 12. Смесительное устройство, содержащее барботажные колпачки по п.1. 13. Смесительное устройство, содержащее барботажный колпачок по п.1, который имеет по меньшей мере одну щель и размещен относительно распределительной пластины, при этом нижняя часть крышки расположена на расстоянии по меньшей мере 1,5 дюйма (3,81 см) от указанной пластины. 14. Барботажный колпачок, содержащий крышку, имеющую по меньшей мере одну щель, и стакан, выполненный с обеспечением расположения края крышки с возвышением не менее 1,5 дюйма (3,81 см), причем крышка и стакан расположены с обеспечением параллельного протекания жидкой текучей среды и газообразной текучей среды вверх в полости, расположенной между стаканом и крышкой. 15. Барботажный колпачок по п.14, в котором возвышение края крышки составляет не менее 2,5 дюйма (6,35 см). 16. Барботажный колпачок по п.14, в котором возвышение края крышки составляет не менее 4 дюймов (10,16 см). 17. Барботажный колпачок по п.14, в котором боковая сторона крышки имеет по меньшей мере три щели. 18. Барботажный колпачок по п.14, в котором длина щели составляет по меньшей мере 2,5 дюйма (6,35 см). 19. Барботажный колпачок по п.14, в котором длина щели составляет по меньшей мере 3,5 дюйма (8,89 см). 20. Барботажный колпачок по п.14, в котором длина щели составляет по меньшей мере 5 дюймов (12,7 см). 21. Распределительное устройство, содержащее переориентирующие поток лопатки,верхнюю пластину, имеющую по меньшей мере одно входное отверстие для текучей среды,нижнюю пластину, причем указанные пластины расположены по отношению к лопаткам с обеспечением протекания текучей среды наружу через пространство между пластинами и ее выпуска через выходное отверстие для текучей среды, ограниченное указанными пластинами и лопатками, и распределительную тарелку, расположенную под нижней пластиной. 22. Распределительное устройство по п.21,в котором переориентирующие поток лопатки представляют собой лопатки шевронного типа. 15 23. Распределительное устройство по п.21,в котором распределительная тарелка представляет собой перфорированную пластину. 24. Распределительное устройство по п.21,в котором распределительная тарелка представляет собой колпачковую тарелку. 16 25. Распределительное устройство по п.21,в котором распределительная тарелка представляет собой тарелку стакана.