CS260511B1

CS260511B1 - Column tray for liquid and gas contact processes

Info

Publication number: CS260511B1
Application number: CS868027A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Braun
Original assignee: Vlastimil Braun
Priority date: 1986-11-05
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS802786A1

Abstract

Řešení se týká patra kolon pro uskutečňování difúzních pochodů, jako jsou destilace nebo absropce, a dále všech ostatních pochodů, kde se na patrech stýkají dvě fáze, a to kapalná a plynná, jako je například přímé chlazení kapaliny a plynu. Patro se skládá z jednoho riebo více segmentů, připevněných ve vodorovné poloze ke stěně kolony a opatřených průchozími otvory a rovnoběžnými žlábky, směřujícími od nátoku k přepadu patra, a ze záklopek s omezeným zdvihem v klidové poloze volně uložených vždy mezí dvěma žlábky po jejich délce. Žlábky jsou vytvořeny ze samostatných dílců, spojených svými konci s nosnou konstrukcí patra, přičemž mezi přivrácenými podélnými hranami sousedních žlábků jsou s výhodou podélné štěrbiny, překrývané záklopkami v jejich klidové poloze.The solution relates to the column tray for carrying out diffusion processes, such as distillation or absorption, and also to all other processes where two phases, namely liquid and gaseous, meet on the trays, such as direct cooling of liquid and gas. The tray consists of one or more segments, attached in a horizontal position to the wall of the column and provided with through holes and parallel grooves, directed from the inlet to the overflow of the tray, and of valves with a limited stroke in the rest position, freely placed between two grooves along their length. The grooves are formed from separate parts, connected by their ends to the supporting structure of the tray, while between the facing longitudinal edges of adjacent grooves there are preferably longitudinal slots, covered by the valves in their rest position.

Description

Vynález se týká patra kolon pro uskutečňování difúzních pochodů, jako jsou ieutilace nebo absorpce, a dále všecn ostatních pochodů, kde. se na patrech stýkají dvě fáze, a lo kapalni a plynné, jako je například přímá chlazení kapaliny a plynu.The invention relates to column trays for carrying out diffusion processes, such as neutralization or absorption, and to all other processes where. There are two phases on the trays, and they are liquid and gaseous, such as direct liquid and gas cooling.

V koloncvých aparátecr. sa nejčastěji používají patra sítová a záklopková. Výkon pater obou druhů závisí především na velikosti volné plochy jejich průchozích otvorů. Protože však sr vzrůstem volné plochy současně kicaá pracovní rozsah a dělicí účinnost pater, je možnost zvyšování jejich výkonů zvětšováním volné plochy limitována. U běžných sítových pater může proto volná plocha průchozích otvorů činit maximálně 12 % a u záklopkových . pater 14 * celkové plochy patra. Zvětšení volné plochy nad tuto mez umožňují sítová patra, skládající se z jednoho nebo více prolamovaných a perforovaných segmentů, vyrobených z jednoho kusu a opatřených rovnoběžnými žlábky,. směřujícími od nátoku k přepadu patra. Nevýhodou tohoto řešení je, že směs kapaliny a páry směřuje přímo vzhůru, což vyžaduje větší vzdálenosti pater a, tím i větší celkovou výšku kolony.In colonial apparatus. are most commonly used screen and flap floors. The performance of the floors of both types depends primarily on the size of the free area of their through holes. However, since the working range and the dividing efficiency of the floors simultaneously increase the free area, the possibility of increasing their performance by increasing the free area is limited. Therefore, for conventional screen trays, the free area of the through holes can be a maximum of 12% and for the flaps. floors 14 * total floor area. The sieve trays consisting of one or more openwork and perforated segments, made in one piece and provided with parallel grooves, allow the free area to be increased above this limit. from the inlet to the overflow of the palate. The disadvantage of this solution is that the liquid-vapor mixture is directed upwards, requiring greater tray distances and thus greater overall column height.

Je též známé řešení (čs. AO 236 180), kde vždy mezi dvěma žlábky segmentu jsou volně uloženy záklopky s omezeným zdvihem, mající délku žlábků a v klidové poloze podélně překrývající jejich stěny, přičemž současně zakrývají jednu až tři čtvrtiny průchozích otvorů.There is also a known solution (cf. AO 236 180), wherein in each case between two grooves of the segment there are loosely mounted limited-stroke valves having the length of the grooves and longitudinally overlapping their walls while at the same time covering one to three quarters of the through holes.

Při menším objemu proudících plynů probublávajících kapalinou na patře pracuje patro jako sítové s malou volnou plochou. Při větším objemu proudících plynů se záklopky zvednou a umožní průchod směsí kapaliny a plynu šikmo vzhůru, takže není třeba zvyšovat vzdálenosti pater a výšku kolony. Nevýhodou uvedeného řešení je obtížná vyrobitelnost segmentů z jednoho kusu a manipulace s nimi, zejména při montáži.With a smaller volume of flowing gases bubbling through the liquid on the palate, the tray works as a sieve with a small free area. With a larger volume of flowing gases, the flaps are lifted to allow the liquid-gas mixture to pass obliquely upwards, so there is no need to increase the tray distances and column height. The disadvantage of this solution is the difficult manufacturing and handling of the one-piece segments, especially during assembly.

K tomu přistupuje i další okolnost, ža průchozí otvory jsou vytvořeny ve stěnách žlábků i v těch jejich částech, ktere nejsou překrývány záklopkami, což při relativně značném počtu těchto otvorů klade rovněž zvýšené nároky na výrobu.In addition, the through holes are formed in the walls of the grooves and in those portions thereof, which are not covered by the flaps, which, with a relatively large number of holes, also imposes increased production requirements.

Odstranění těchto nevýhod řeší vynález, jehož podstata spočívá v tom, že žlíbky jsou vytvořeny ze samostatných dílů, spojených svými konci s nosnou konstrukci patra, přičemž mezi přivrácenými podélnými hranami sousedních Žlábků jsou s výhodou upraveny podélné štěrbiny, překrývané záklopkami v jejich klidové poloze. Záklopky při tom mohou ležet na stěnách žlábků a současně je překrývat a ponechávat volné části stěn, ve kterých jsou upraveny průchozí otvory, nebo mohou ležet na podélných hranách žlábků a překrývat pouze podélné štěrbiny. Uchyceni žlábků může být uskutečněno tak, že vždy dvě k sobě přivrácené boční hrany žlábků jsou připevněny k jednomu z čel, upravených v řadě po jedné nebo obou osách jednoho z vodorovně uložených příčných nosníků spojených s nosnou konstrukcí patra, přičemž k záklopkám mohou být zespodu připevněny omezovače zdvihu, které volné procházejí podélnými štěrbinami a na dolních koncích jsou opatřeny narážkami, zasahujícími pod příčné nosníky.The elimination of these disadvantages is solved by the invention, characterized in that the gutters are formed from separate parts connected at their ends to the supporting structure of the tray, and preferably between the facing longitudinal edges of adjacent gutters are longitudinal slots overlapped by the shutters in their rest position. The flaps may lie on the walls of the grooves and overlap them at the same time leaving free portions of the walls in which the through holes are provided, or they may lie on the longitudinal edges of the grooves and cover only the longitudinal slots. The grooves can be fastened so that each of the two lateral side edges of the grooves are fixed to one of the faces arranged in a row along one or both axes of one of the horizontally spaced crossbeams connected to the tray support structure, and attached to the flaps from below. stroke limiters which freely extend through the longitudinal slots and are provided at the lower ends with stops extending below the crossbeams.

Výhoda zařízení podle vynálezu proti známým provedením spočívá v jeho stavebnicové konstrukci, umožňující výrobu typizovaných dílců stejných rozměrů, a tím i .sníženi pracnosti a výrobních nákladů. Je též možné lisovat potřebné profily ve velkých délkách a řezat je na dílce při montáži přímo na místě. Manipulace s dílci je snazší než s prolamovanými segmenty vyrobenými z jednoho kusu a rovněž montáž, která se děje většinou průlezy ve stěně kolony, je podstatně jednodušší.The advantage of the device according to the invention over the known embodiments lies in its modular construction, which enables the production of standardized parts of the same dimensions and thus a reduction in labor and production costs. It is also possible to press the necessary profiles in large lengths and to cut them on the components during on-site assembly. The handling of the parts is easier than with single-piece openwork segments, and also the assembly, which is usually done through manholes in the column wall, is considerably easier.

Další výhoda spočívá v možnosti vypustiti podstatnou část průchozích otvorů ve žlábcích a nahradit je podélnými atš:-bln-.mi mezi podélnými hranami žlábků. Vynález umožňuje i výhodné připojení segmentů X nosné konstrukci patra a vytvořeni jednoduchých omezovačů zdvihu záklopek. V důsledku vl·.,dnéh-n usměrnění proudu zpracovávaných médií mé zařitení vysoký výkon pří dobré ú&Lnnestl a dostatečně velkém pracovním rotsahtt.A further advantage lies in the possibility of omitting a substantial part of the through-holes in the grooves and replacing them with longitudinal tees between the longitudinal edges of the grooves. The invention also makes it possible to advantageously connect the segments X to the support structure of the deck and to create simple stroke limiters for the flaps. Due to the fact that the streams of the media to be treated have been rectified, my apparatus has a high performance at a good performance and a sufficiently large working range.

Na přiložených výkresech je znázorněn přiklad zařízení podle vy.-.Aieiu, kde představují obr. 1 čelní pohled na část kolony se segmenty pater bez záklopek ve svislé·- řszu naznačeném na obr. 2, obr. 2 půdorysný pohled na tutéž část kolony s částečně znázorněnými žlábky ve vodorovném i;ezu ?-A naznačeném na obr. 1, obr. 3 axonometrický pohled na tutéž část segmentu s jednou záklopkou v dolní poloze a s připojeným příčným nosníkem a obr. 4 pohloc na část segmentu , jednou záklopkou v horní poloze a s alternativním vytvořením části průchozích otvorů.1 is a front view of a portion of a column with flaps without flaps in a vertical section as shown in FIG. 2; FIG. 2 is a plan view of the same portion of the column with FIG. 1, 3 are a perspective view of the same portion of the segment with one flap in the lower position and a crossbeam attached, and FIG. 4 a view of a portion of the segment, with one flap in the upper position; and alternatively forming part of the through holes.

Jak znázorněno na obr·. 1 ct 2, ·?« každá patro 2 kolony ve zvoleném příkladě ze dvou segmentů 2 se žlábky 5, smilují·.;'·;ιά nátoku 16 k přepadu 15 pater 2. Patra 2 jsou připevněna ke stěně 2 kolony prostřďunictvím nosné konstrukce 14, na kterou dosedají příčné nosníky 22.» upravené na bočních stranách segmentů 2· Mezi jednotlivými patry 2 jsou upraveny přepadové plechy 4. Jak je detailně znázorněno na obr. 3 a 4, skládají se segmenty 2 ^z jednotlivých dílců ve tvaru úhelníků, z nichž každý tvoří jeden žlábek 5, přičemž každá z obou stěn žlábku 2 je opatřena průchozími otvory 2» tvořícími podélnou řadu. Mezi přivrácenými podélnými hranami sousedících žlábků 5 jsou podélné štěrbiny 12, probíhající po celé délce žlabu 5.As shown in FIG. 1, 2, each column tray 2 in the selected example of the two segments 2 with grooves 5, adhere to the inlet 16 to the overflow 15 of the trays 2. The trays 2 are fixed to the column wall 2 by means of a support structure 14. on which rest the transverse beams 22. »provided on lateral sides of the segments 2 · between floors 2 are arranged overflow plate 4. as shown in detail in FIGS. 3 and 4, consist ^of two segments of the individual parts in the form of angles, from which each of which forms one groove 5, each of the two walls of the groove 2 being provided with through holes 2 'forming a longitudinal row. Between the facing longitudinal edges of adjacent grooves 5 there are longitudinal slots 12 extending along the entire length of the trough 5.

Uchycení žlábků 5 k nosné konstrukci 14 je provedeno tak, že vždy dvě jejich k sobě přivrácené boční hrany jsou připojeny k jednomu z čel 11, upravených v řadě po straně jednoho z příčných nosníků 10< uložených na nosné konstrukci 14. Přitom střední příčný nosník l_0 je opatřen dvěitn řada;; ΐ Čel 21» kdežto oba postranní příčné nosníky 10 mají vždy po jedné jejich řadě. vždy maži dvěma sousedními žlábky 2 je volně uložena jedna ze záklopek 2 ^ve tvaru úhelníku. Záklopky 7_ jsou upraveny mezi všemi žlábky 2» i když na obr. 3 a 4 je zjednodušeně znázorněna vždy jedna záklopka.The grooves 5 are fastened to the support structure 14 in such a way that each of their two side edges facing each other is connected to one of the faces 11 arranged in a row on one side of one of the transverse beams 10 on the support structure 14. it is provided with a double row ;; The face 21, whereas the two lateral crossbeams 10 each have one row thereof. Mazi each two adjacent grooves 2 is disposed loosely one of the two valves ⁱⁿ angled form. The shutters 7 are provided between all the grooves 2, although in FIGS. 3 and 4, one shutter is shown in simplified form.

Každá záklopka 2 probíhá po celé délce sousedních žlábků 5 a dosedá v klidové poloze na jejich stěny a částečně je překrývá tak, že průchozí otvory 2 zůstávají volně. Zespodu jsou k záklopkám 7 připevněny omezovače 2 zdvihu, které volně procházejí podélnými štěrbinami 12 a svými narážkami 2 zasahují pod příčné nosníky 1θ·Each flap 2 extends over the entire length of the adjacent grooves 5 and abuts in rest position on their walls and partially overlaps them so that the through holes 2 remain free. Stroke limiters 2 are fastened to the flaps 7 from below, which extend freely through the longitudinal slots 12 and with their stops 2 extend below the cross beams 1θ.

Během provozu při malém proudu plynu zůstávají záklopky 7 v klidové poloze a překrývají podélné štěrbiny 22. Plyny proto procházejí pouze průchozími otvory 2 ^a probublávají vrstvou kapaliny na patře 2» která teče od nátoku 16 k přepadu 15 a odtud stéká po přepadovém plechu 4 na níže uložené patro 2. V této fázi patro 2 pracuje jako sítové s malou volnou plochou. Při zvětšení plynového proudu se začnou záklopky 2 nadzvedat nad podélnými štěrbinami 12, přičemž jejich zdvih je omezen dosedáním narážek 2 omezovačů 2 ^na spodní plochy příčných nosníků 2θ· Plyny, které procházejí podélnými štěrbinami 12, narážejí zespodu na záklopky 7 a stáčejí se vodorovným směrem do kapaliny nebo pěny vzniklé na patře 2.During operation at a low gas flow, the flaps 7 remain in the rest position and overlap the longitudinal slots 22. The gases therefore only pass through the apertures 2 ^and bubble through a layer of liquid on the floor 2 which flows from the inlet 16 to the overflow 15. In this phase, the tray 2 operates as a sieve with a small free area. As the gas flow increases, the flaps 2 begin to lift above the longitudinal slots 12, their stroke being limited by the abutment stops 2 of the restrictors 2 ^{on the} lower surfaces of the transverse beams 2θ. liquids or foams formed on the palate 2.

V důsledku toho se tvoří pouze nízká pěna i při velkých výkonech. Tomu napomáhá i rozrážení pěny na horní straně záklopek Plyn pak postupuje k výše ležícímu patru 2, kde se celý děj opakuje.As a result, only low foam is produced even at high throughputs. This also helps to break up the foam on the upper side of the flaps. The gas then proceeds to the upper floor 2, where the whole process is repeated.

V alternativním provedení, znázorněném na obr. 4, může být část průchozích otvorů vytvoření jako usměrněné průchozí otvory 21» například vyhnutím materiálu ve směru proudu směsi. Očelem tohoto opatření je likvidovat hydraulický gradient směsi mezi nátokem 22 a přepadem 15.In the alternative embodiment shown in Fig. 4, part of the through holes may be formed as rectified through holes 21, for example, by bending the material downstream of the mixture. The purpose of this measure is to eliminate the hydraulic gradient of the mixture between inlet 22 and overflow 15.

Záklopky T_ mohou být vytvořeny ž úhelníku, jak znázorněno na obr. 3 a 4 nebo i z jiných profilů umožňujících současné překrývání stěn žlábků 5 ^a podélných štěrbin 21· ^v jiném možném provedení mohou záklopky 2» provedené například jako trubky nebo jiné zaoblené profily, v klidové poloze překrývat podélné štěrbiny 12 tak, že dosedají pouze na přivrácené boční hrany sousedních stěn žlábků 5. Rovněž dílce tvořící jednotlivé žlábky 2 mohou být vytvořeny z jiných profilů než úhelníkových. Mohou mít například zaoblený nebo korýtkový průřez apod.3 and 4, or from other profiles allowing simultaneous overlapping of the groove walls 5 ^{and the} longitudinal slots 21. ^In another possible embodiment, the flaps 2, e.g. as tubes or other rounded profiles, may be at rest. In addition, the components forming the individual grooves 2 may be formed from profiles other than the angular ones. They may, for example, have a rounded or trough cross-section and the like.

Claims

A tray deck for conducting liquid-gas processes comprising one or more segments mounted horizontally to a column wall and provided with through holes and parallel grooves directed from the inlet to the overflow of the tray, and with limited lift valves, in a rest position loosely mounted between two grooves along their length, characterized in that the grooves (5) are formed of separate parts connected by their ends to the supporting structure (14) of the tray (2).

Column tray according to claim 1, characterized in that longitudinal slots (12) overlapped by the flaps (7) in their rest position are provided between the facing longitudinal edges of adjacent grooves (5).

Column tray according to claim 2, characterized in that the flaps (7) in the rest position lie on the walls of the troughs (5) and partially overlap them, the through holes (6, 13) being arranged in the walls of the troughs (5) outside their portions. covered with flaps (7).

Column tray according to claim 2, characterized in that the flaps (7) in the rest position lie on the longitudinal edges of the grooves (5).

Column level according to one of Claims 1 to 4, characterized in that two side edges of the grooves (5) facing each other are connected to one of the faces (11) arranged in a row on one or both sides of one of the horizontal crossbeams. (10) connected to the supporting structure (14) of the tray (2).

Column tray according to Claim 4, characterized in that stroke restraints (8), fixed from below to the flaps (7) and provided with stops (9) extending below the crossbeams (10), extend freely through the longitudinal slots (12).