CS263904B1

CS263904B1 - Arranged column filling for diffusion processes

Info

Publication number: CS263904B1
Application number: CS873265A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Ing Braun
Original assignee: Braun Vlastimil
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS326587A1

Abstract

Výplň sestává z vodorovných, navzájem pootočených vrstev, z nichž každá je vytvořena ze svislých rovnoběžných stěn. Stěny jsou provedeny z materiálu s kapilárními vlastnostmi, například sklotextilu, a jsou na horním a spodním okraji, popřípadě i ve střední části, opatřeny nosnými pásky, k nimž jsou v rovnoměrných roztečích připevněny klikatě zprohýbané svislé rozpěrky. Pásky i rozpěrky jsou zhotoveny z tuhého materiálu, například kovu, umělé hmoty či keramiky. Rozpěrky jsou alespoň v horní části opatřeny přestupnými otvory a jsou popřípadě drobně vroubkovány a v podélných hranách v rovnoměrných roztečích opatřeny vyhnutými prostřihy. Pro zajištění rovnoměrné vzdálenosti mohou být rozpěrky v prostoru mezi horním a spodním páskem propojeny nejméně jednou distanční vložkou.The filling consists of horizontal, mutually rotated layers, each of which is formed of vertical parallel walls. The walls are made of a material with capillary properties, for example glass textile, and are provided with support strips on the upper and lower edges, or in the middle part, to which zigzag bent vertical spacers are attached at regular intervals. The strips and spacers are made of a rigid material, for example metal, plastic or ceramic. The spacers are provided with transition holes at least in the upper part and are optionally finely serrated and provided with curved cuts at regular intervals in the longitudinal edges. To ensure a uniform distance, the spacers can be connected in the space between the upper and lower strips by at least one spacer.

Description

263904263904

Vynález se týká strukturní neboli uspořá-dané výplně kolon, určené Jako vnitřní vy-bavení aparátů pro dlfuzní pochody, jakojsou rektiflkace, absorpce, praní plynu čiprocesy přímé výměny tepla, při nichž do-chází k přímému styku kapalné a plynnéfáze.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structured column packing designed to provide apparatus for long-term processes such as rectification, absorption, gas scrubbing, direct heat exchange processes in which liquid and gas phase are in direct contact.

Pro shora uvedené difúzní pochody se dří-ve užívaly převážně sypané, neuspořádanévýplně. Tyto výplně jsou však v posledníchletech stále více nahrazovány výplněmi u-spořádanými, které vykazují vyšší výkonypři zvýšené účinnosti, větším pracovnímrozsahu a menších tlakových ztrátách. U nejčastěji používaných moderních uspo-řádání sestává výplň z bloků, tvořenýchsvislými plechy, které jsou varhánkovitěprohnuty šikmo ke svislici. Jednotlivé ple-chy jsou kladeny svisle vedle sebe tak, abyse jejich vlny navzájem křížily. Základníplech je v pravidelných trojúhelníkovýchroztečích perforován, aby kapalina mohlapřecháze z jedné strany prvku na druhou, anavíc je drobně příčně zvlněn. Další typy vý-plní, založené na stejném principu, užívajírůzných obměn v perforacích základníhoplechu atp.For the aforementioned diffusion processes, the bulk used was predominantly bulked, disordered fillings. However, these fillings have been increasingly being replaced in recent years by fillers arranged, which exhibit higher performance with increased efficiency, greater working range and lower pressure losses. In the most commonly used modern arrangements, the padding consists of blocks formed by vertical plates that are slanted to the vertical. The individual sheets are placed vertically side by side so that their waves cross each other. The bases are perforated in regular triangular spacers so that the liquid can go from one side of the element to the other, but is slightly crisscrossed. Other types of filling, based on the same principle, use various variations in the perforations of the base and the like.

Další známou uspořádanou výplň tvoří sla-bé, většinou nerezové plechy, uložené rov-noběžně svisle vedle sebe. V plechách jsouv řadách vedle sebe a nad sebou vyseknutylamely, které jsou ohnuty kolmo k roviněplechu. Směr výseků je šikmý a v jednotli-vých řadách nad sebou se střídavě mění,takže mezi lamelami vznikají klikatě probí-hající svislé průtočné kanálky. Střídavá jekromě toho i orientace výseků u sousedníchsvislých plechů. Lamely přitom plní i funkcidistančních prvků.Another known arranged filler is formed by weak, mostly stainless steel sheets placed parallel to each other. In the sheets, blanks are punched in rows side by side and one above the other, bent perpendicular to the plane. The direction of the cuts is oblique, and alternately varies one above the other, so that zigzagging vertical flow passages are formed between the lamellae. In addition, the orientation of the cuts in adjacent vertical plates is alternate. In doing so, the lamellas also fulfill the functional elements.

Jiná známá výplň má tvar kosočtverečnéstruktury, vytvořené ze zvlněných pásků zperforovaného plechového materiálu. Páskyjsou kladeny vodorovně na sebe tak, že sestýkají vždy vrcholky horního a spodníhopásku.Another known filler is in the form of a rhombic structure formed of corrugated strips of perforated sheet material. The tapes are placed horizontally on top of each other so that they always form the tops of the top and bottom.

Popsané výplně mají tu společnou nevý-hodu, že se v nich jako základního materiá-lu používá kovu, a to ve formě velmi ten-kých plechů, zhotovených většinou z vysocelegovaných materiálů, které vůči kapalinámvykazují velké povrchové napětí. To způso-buje, že se kov nikdy úplně nezkropí a vy-tvářejí se suchá místa, která snižují přestup-ný povrch pro difúzní pochody. U jiného známého řešení podle čs. AO263 650 tvoří uspořádanou výplň nad sebouuložené, navzájem pootočené vodorovnévrstvy, z nichž každá sestává ze svislých ta-bulovitých prvků, které mají tvar tkanéstruktury, uchycené v rámu. Osnovu struk-tury tvoří těsně vedle sebe umístěné páskyz poddajného materiálu s kapilárními vlast-nostmi, například sklotextilu. Otek tvoří kli-katě zprohýbané rozpěrky z tuhého materiá-lu, například kovu, umělé hmoty či kerami-ky. Rozpěrky jsou v horní části opatřenypřestupnými otvory a jsou popřípadě drob- ně příčně či šikmo zvlněné. Kromě toho mo-hou být v podélných hranách rozpěrek pro-vedeny vyhnuté prostřihy. Výhodou tkanéstruktury podle tohoto řešení je, že se zdevytvářejí příznivé podmínky pro tok kapali-ny tak i tok páry. Tím se snižují tlakovéztráty a výplň vykazuje dobrou dělicí účin-nost. Vzhledem k tomu, že se v osnově uží-vá pásků s kapilárními vlastnostmi, kterédokážou rozvést kapalinu i do vodorovnéhosměru, docílí se dobré smočitelnosti celéhopovrchu výplně, což je pro pochody výměnytepla a hmoty mimořádně důležité. Výplňkromě toho získává samorozdělovací schop-nost, takže nevyžaduje tak dokonalých roz-dělovačů. Další předností je nízká cena vý-plně, vyplývající z nízké ceny základníhomateriálu. Účinek uspořádaných strukturních výpl-ní podle předcházejícího řešení dále zvyšu-je vynález, jehož podstata spočívá v tom, žesvislé stěny tvořící vodorovné vrstvy jsouprovedeny z materiálu s kapilárními vlast-nostmi, například sklotextilu, a jsou na hor-ním i spodním okraji, popřípadě i ve střed-ní části, opatřeny nosnými pásky, k nimžjsou v rovnoměrných roztečích připevněnyklikatě zprohýbané svislé rozpěrky z tuhé-ho materiálu, například kovu, umělé hmotyči keramiky.The fillings described have the disadvantage that metal is used as the base material, in the form of very thin sheets, mostly made of high-alloyed materials, which exhibit high surface tension relative to liquids. This causes the metal to never completely drip and dry spots to form, reducing the diffuse surface for diffusion processes. For another known solution by MS. AO263 650 forms an ordered filler above the self-stacked, horizontally arranged horizontal layers, each consisting of vertical tufted elements having the shape of a woven structure attached to the frame. The structure of the structure is formed by tightly adjacent strips of flexible material with capillary properties, such as glass fabric. The eyelets are creased by bent spacers of a rigid material such as metal, plastic or ceramic. The spacers are provided with openings in the upper part and are optionally crisscrossed or slightly curved. In addition, bevel cuts can be guided in the longitudinal edges of the spacers. An advantage of the woven structure according to this solution is that favorable conditions for the flow of the liquid as well as the flow of steam are formed. This reduces the pressure loss and the filler exhibits good separation efficiency. Since the warp tapes with capillary properties, which can divert the liquid even horizontally, provide good wettability of the entire filler surface, which is extremely important for heat exchange and mass transfer processes. In addition, it acquires a self-distributing ability, so it does not require such perfect divisors. Another advantage is the low cost of fully resulting from the low cost of basic material. The effect of the ordered structural fillings according to the foregoing solution is further enhanced by the invention, wherein the vertical walls forming the horizontal layers are made of a material with capillary properties, for example glass fabric, and are at the upper and lower edges, optionally in the middle part, they are provided with support strips, to which evenly spaced vertical struts of rigid material, for example metal, of ceramic material are fastened in uniform spacing.

Ve výhodných provedeních rozpěrky mo-hou být alespoň v horní části opatřeny otvo-ry, mohou být drobně příčně vroubkovány,mohou být opatřeny v podélných hranách vrovnoměrných roztečích vyhnutými prostři-hy, případě v prostoru mezi horním a spod-ním nosným páskem propojeny nejméně jed-nou distanční vložkou.In preferred embodiments, the spacers may be provided with holes at least in the upper part, they may be slightly transversely serrated, may be provided with uniform spacing in the longitudinal edges, and at least one poison in the space between the upper and lower carrier strip. with a spacer.

Vynález dále zvyšuje dobré výsledky doci-lované u uspořádaných strukturních výplní,zhotovených jako tkané výplně ze sklotex-tilních pásků, a rozvíjí dále možnosti založe-né na použití materiálu s kapilárními vlast-nostmi tím, že zlepšuje přestup hmoty arovnoměrnější proudění kapaliny i komuni-kaci mezi jednotlivými svislými stěnami akapalinou.The invention further enhances the good results obtained with the structured fillings arranged as woven fillings from glass-fiber tapes and further develops the capability of using a material with capillary properties by improving the mass transfer and the more fluid flow of the communal material. between the vertical walls and the liquid.

Na přiložených výkresech je znázorněnpříklad uspořádané strukturní výplně podlevynálezu, kde obr. 1 představuje svislý řezkolonou s několika nad sebou uspořádanýmivrstvami výplně, obr. 2 příčný řez kolonoua obr. 3 detailní provedení svislých stěn arozpěrek v axonometrickém pohledu.In the accompanying drawings, an exemplary structural filler according to the invention is shown, wherein: Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of a plurality of filler layers arranged one above the other, Fig. 2 is a cross-sectional view of the column, and Fig. 3 is a perspective view of vertical walls and spacers.

Na obr. 1 a 2 je na svislém a příčném ře-zu spodní částí kolony znázorněn jednakzpůsob uložení vodorovných vrstev 3 v pláš-ti 1 kolony, jednak způsob sestavení jednot-livých vrstev 3 ze souběžně vedle sebe ulo-žených svislých stěn 4. Nejnižší vrstva 3 vý-plně je uložena na nosném roštu 2, upevně-ném v plášti 1 kolony. Sousední vyšší vrst-vy 3 jsou vždy navzájem pootočeny o 90°.Vrstvy 3 vyplňují vždy celý průřez kolony,u kolon velkých průměrů však mohou býtrozděleny do většího počtu segmentů, cožFigures 1 and 2 illustrate, on the vertical and transverse sides of the column bottom, the manner in which the horizontal layers 3 are arranged in the column 1 and the method of assembling the individual layers 3 from the parallel side walls 4 on the other side. the layer 3 is fully supported on the support grid 2 fixed in the column housing 1. Adjacent higher layers 3 are always rotated 90 ° to each other. The layers 3 always fill the entire column cross section, however, for large diameter columns they can be divided into multiple segments, which

Claims

26 33 brings advantages in terms of standardization of production, transport and assembly of these parts. The method of forming the individual layers 3 of the vertical walls 4 is shown in FIG. 3. The vertical walls 4, made of glass-textile fabric, are not at the top and bottom of the support strip 6 which are shaped so as to be able to be zigzaggedly folded. the vertical spacers 3. The spacers 5 and the strips 6 are made of a rigid material, usually a metal. Spacers 8, which may optionally be attached to the vertical wall 4, provide uniform spacing between the spacers 3 at the surface of the vertical wall 4. so that the vertical walls 4 and the sets of spacers 3 with the strips 6 are arranged alternately with them. The spacers 5 are provided with openings 7 in their upper part, which ensure the transfer of the liquid from one side of the spacer 5 to the other thus providing a uniform dip for both PREMIUM

An arranged column filler for diffusion channels consisting of horizontal mutually spaced layers filling the entire cross section of the column, where a substantial layer is formed by vertical parallel walls, indicating that the vertical walls (4) are made of a material with capillary properties, e.g. glass fabric, and are provided with support strips (6) on both the top and bottom edges, optionally in the middle section, to which zigzag-shaped vertical struts (51 of rigid material, for example metal) are fixed in even spacing. , plastics or ceramics.

2. The ordered filler according to item 1, 4 has a liquid side 4 of the spacer 3. In addition, the struts 5 are provided with a small transverse corrugation which contributes to a better distribution of the liquid over the surface of the spacer 5 and at the same time increases the communication between adjacent vertical walls 4 and the liquid. However, the construction of the structural filling according to the invention is not limited to the embodiment shown in the drawings. For example, the spacers 8 may be replaced by additional minicircle tapes 6 and spacers 5 may be provided with bent cuts in the longitudinal edges due to the uniform distribution of liquid along their sides. The advantages of the structural filling according to the invention include its affordability and the fact that the glass-textile material is very resistant to corrosion and to high working temperatures, which are used in most diffusion processes. Characterized in that the spacers (5) are provided with openings (7) at least in the upper part.

3. The packed packing according to items 1 and 2, characterized in that the spacers (5) are indented in a small cross-section.

4. An arrangement as claimed in any one of claims 1 to 3, characterized in that the spacers (5) are provided with bent cuts in parallel edges in parallel spacing.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the spacers (51) are interconnected in the space between the upper and lower support strips (6J by at least one spacer (8).