CH683518A5 - Verfahren zum Verbinden von Glaswellplatten aus Borosilikatglas. - Google Patents

Description

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CH 683 518 A5

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Beschreibung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden von Glaswellplatten aus Borosilikatglas bei Hochleistungspackungen fur Kolonnen.

In der thermischen Trenntechnik werden neben einfachen Füllkörperschüttungen auch geregelte Füllkörperpackungen eingesetzt. Die Packungskörper bestehen aus schräg gewellten Platten, die alternierend gegenläufig so aneinandergelegt sind, dass offene, sich kreuzende Kanäle, die schräg zur Kolonnenachse verlaufen, gebildet werden (z.B. DE-AS 1 300 511). Dadurch wird eine wesentliche Verbesserung des Kontaktes zwischen Flüssig- und Dampfphase und somit des Wirkungsgrades der Packung, verglichen mit dem einer Füllkörperschüttung, erzielt. Durch Versetzen der einzelnen Füllkörperpakete zueinander um jeweils 90° wird eine weitere Durchmischung der Phasen erreicht.

Diese Füllkörperpakete bestehen aus unterschiedlichen Materialien, wie Keramik, Edelstahl, anderen Metallegierungen, sowie aus Kunststoffen (z.B. GB-PS 1 391 307) oder beschichteten und geformten Glasfasergebilden (z.B. GB-PS 1 471 442). Es sind ferner auch Füllkörperpakete aus Glaswellplatten bekannt (DE 3 909 995 C1).

Die einzelnen Wellplatten werden durch Sintern bei Keramik bzw. durch Punktschweissen bei Stahl miteinander verbunden. Kunststoffe sowie die z.B. aus GB-PS 1 471 442 bekannten beschichteten Glasfasergewebe werden im allgemeinen miteinander verklebt. Bei der aus DE 3 909 995 bekannten Hochleistungspackung aus Glaswellplatten erfolgt der Verbund zwischen den einzelnen Platten entweder kraftschlüssig durch eine um das Wellplattenpaket herumgelegte Banderole oder durch Verkleben mit einem anorganischen Klebmittel oder durch Verbinden mittels eines Glaslotes.

Diese aus DE 3 909 995 C1 bekannte Hochleistungspackung aus Glaswellplatten besitzt in der Praxis jedoch noch gewisse Nachteile. Bei den durch eine Banderole zusammengehaltenen Glaswellplatten müssen die einzelnen Glaswellplatten entsprechend dem Durchmesser der Kolonne vorher passend zugeschnitten werden, dann sorgfältig zusammengelegt und anschliessend mit der Banderole umhüllt werden. Dieses Zuschneiden der einzelnen Glaswellplatten ist mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden. Bei den verklebten oder verlöteten Glaswellplatten ist es technisch aufwendig, den Glaskleber bzw. das Glaslot immer exakt an den Kreuzungspunkten der einzelnen Wellen der unterschiedlichen Glaswellplatten zu positionieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu finden, mit Hilfe dessen sich Glaswellplatten aus Borosilikatglas für Hochleistungspackungen für Kolonnen einfach und dauerhaft miteinander verbinden lassen.

Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst.

Die in gewünschter Weise geschichteten Glaswellplatten werden für eine Zeit von 6-15 Minuten auf eine Temperatur, die 200-230 K über der Transformationstemperatur Tg des Borosilikatglases liegt, erhitzt. Dabei bildet sich überraschenderweise an den Berührungspunkten der einzelnen Glaswellplatten eine dauerhafte und stabile Verschweissung bzw. Verschmelzung auSi ohne dass die Glaswellplatten ihre Form verlören. Glaswellplatten aus Borosilikatglas 3.3 können durch 6-15minütiges Erhitzen auf eine Temperatur von 725-755°C miteinander verbunden werden. Borosilikatglas 3.3 ist ein genormtes Borosilikatglas, dessen Kennwerte in der Norm DIN/Iso 3585 festgelegt sind. Die Aufheizgeschwindigkeit, mit der die Glaswellplatten auf die Reaktionstemperatur aufgeheizt werden, wird zweckmässigerweise möglichst hoch gewählt, um die Taktzeiten möglichst klein zu halten. Allerdings darf die Aufheizgeschwindigkeit nicht so hoch sein, dass die Platten während des Aufheizens springen. Normalerweise erzielt man mit Aufheizgeschwindigkeiten zwischen 3 und 5 K/min befriedigende Ergebnisse.

Die Stabilität des hergestellten Verbundes aus Glaswellplatten ist ganz vorzüglich. An den Kreu-zungs- bzw. Berührungspunkten der einzelnen Glaswellplatten erfolgt bei der Wärmebehandlung eine ausserordentlich feste Verschweissung bzw. Verschmelzung der Glasplatten. Es ergibt sich damit ein Plattenverbund, der überall die gleiche chemische Zusammensetzung und den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Aus den erfindungsgemäss miteinander verschmolzenen Plattenpaketen kann die gewünschte Hochleistungspackung leicht in beliebigen Abmessungen durch Aussagen oder Ausbohren hergestellt werden. Aus dem miteinander verbundenen Paket von Glaswellplatten können ohne Schwierigkeiten Packungen mit einer Genauigkeit von + 0,1 mm geschnitten werden, so dass bei entsprechend genau gefertigten Kolonnenschüssen in der Kolonne nur noch ein Randspalt von ca. 0,2 mm zwischen Packung und Innenwandung der Kolonne vorhanden ist. Dadurch wird es möglich, auf gesonderte Randabdichtungen zwischen Packung und Kolonneninnenwand zu verzichten. Das neue Verfahren ermöglicht es auch, ohne Schwierigkeiten Glaswellplatten einzusetzen, die vor dem Verschweissen bzw. Verschmelzen durch Sandstrahlen oder durch andere Mittel aufgerauht sind, um eine vergrösserte Oberflächenbenet-zung, die bei Destileation und dergleichen mitunter erwünscht ist, zu erreichen. Die einzelnen Glaswellplatten können ohne Schwierigkeiten bis zu einer Höhe von 50 cm für die Verbindung durch die thermische Behandlung geschichtet werden. Darüber hinaus besteht die Gefahr der Deformation der untersten Lagen.

Der erfindungsgemässe Verbund zwischen den einzelnen Glaswellplatten ist mechanisch derartig stabil, dass eine entsprechend zugeschnittene Scheibe aus dem Verbund ohne weiteres als chemisch besonders beständiger Kolonnentragrost Verwendung finden kann.

Die Erfindung wird anhand der Abbildung weiter dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein zusammengefügtes Paket aus Glaswellplatten in Schrägansicht und

Fig. 2 den Aufschnitt und die teilweise Draufsicht

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einer Kolonne mit einem Tragerost aus Glaswellplatten.

Fig. 1 zeigt ein Paket aus sechs Borosilikatglas-wellplatten 1, die alternierend gegenläufig aufeinandergelegt sind und die an sämtlichen Berührungspunkten 2 der Scheitel der Wellen miteinander verschmolzen sind. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer aufgeschnittenen Kolonne, in die ein aus er-findungsgemäss verbundenen Glaswellplatten gebildeter Tragrost 3 eingebaut ist. Der Tragrost 3 wird in der Kolonne durch den an der Innenseite der Kolonne angebrachten Tragring 4 gehalten. Der Durchmesser des Tragrostes 3 entspricht der Nennweite der Kolonne. Die Stärke des Kolonnentragro-stes ist so bemessen, dass er das Gewicht der auf ihn lastenden Einbauten oder Schüttungen tragen kann. Die von der Wellenhöhe der verwendeten Glaswellplatten abhängigen Durchlässe 5, 5' des Kolonnentragrostes müssen natürlich so bemessen sein, dass keinerlei Einbauten oder Füllkörper durch bzw. hineinfallen können. Es ist ferner auch möglich, Glaswellplatten alternierend mit Flachglasplatten zu kombinieren oder Glaswellpiatten unterschiedlicher Wellenhöhe zu verwenden.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Verbinden von Glaswellplatten aus Borosilikatglas bei Hochleistungspackungen für Kolonnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaswellplatten in gewünschter Weise übereinander gelegt und 6 bis 15 Minuten auf eine Temperatur von 200 bis 230 K über ihre Transformationstemperatur Tg erhitzt werden.

2. Verfahren zum Verbinden von Glaswellplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Glaswellplatten aus Borosilikatglas 3.3, 6 bis 15 Minuten auf eine Temperatur von 725 bis 755°C erhitzt werden.

3. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 oder 2 hergestellten Verbundes aus Glaswellplatten als Kolonnentragrost.

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