CS269202B1

CS269202B1 - Arranged column filling

Info

Publication number: CS269202B1
Application number: CS881101A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Ing Braun
Original assignee: Braun Vlastimil
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS110188A1

Abstract

Výplň sestává z většího počtu vodorovných vrstev, které vyplňují celý průřez kolony a jsou uloženy nad sebou tak, že sousední vrstvy jsou vždy navzá jem pootočeny o 90°. Ve vrstvách se stří dají svislé nosné stěny z tuhého materiá lu s kapilárními stěnami z poddajného materiálu, vykazujícího dobré kapilární vlastnosti. Příkladem materiálu pro nosné stěny je kovový plech, příkladem materiálu pro kapilární stěny sklotextil. Nosné stě ny jsou opatřeny po obou stranách vyhnutý mi lamelami, vylisovanými v řadách vedle sebe a nad sebou z materiálu stěny. Kapilární stěny jsou vždy sevřeny mezi lamelami sousedních nosných stěn. Lamely svírají se svislici ostrý úhel a s povrchem nosné stěny úhel ostrý až pravý. Podobně také lamely po obou stranách nosné stěny svírají navzájem úhel ostrý až pravý. Pro účely montážní se větší počet nosných a kapilárních stěn pomocí šroubů a matic stahuje do segmentů, které se ukládají po průřezu kolony do vodorovných vrstev.The filler consists of more horizontal layers that fill the whole column cross section and stacked one above the other so that the adjacent layers are each other 90 °. In layers there is silver they give vertical support walls of rigid material with capillary walls of flexible material, exhibiting good capillary properties. An example of carrier material The wall is a metal sheet, an example of material for capillary walls of fiberglass. Carrier they are bent on both sides with slats molded in rows beside themselves and above each other from the wall material. Capillary the walls are always clamped between the lamellas adjacent load-bearing walls. The slats are clamping the vertical is acute angle α with the carrier surface wall angle sharp to right. Similarly, slats on both sides of the supporting wall each other angle sharp to right. For the purpose of mounting more carrier and capillary walls with screws and nuts pulls into segments that are placed across the cross-section columns into horizontal layers.

Description

CS 269202 BCL 1CS 269202 BCL 1

Vynález se týká uspořádané nebo jinak také orientované výplně kolon, určené jakovnitřní vybavení aparátů pro difuzní pochody, jako jsou rektiíikace, absorpce, praníplynu nebo procesy přímé výměny tepla, pří kterých dochází k přímému styku kapalné aplynné fáze.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an ordered or otherwise oriented column filler designed to provide internal equipment for diffusion processes such as rectification, absorption, laundering, or direct heat exchange processes that directly contact the liquid phase.

Pro shora uvedené difuzní pochody se dříve užívaly převážně sypané, neuspořádanévýplně. Tyto výplně jsou však v posledních letech stále více nahrazovány výplněmiuspořádanými, které dík svému organizovanému uspořádání vykazují vyšší výkony při zvý-šené účinnosti, větším pracovním rozsahu a menších tlakových ztrátách.For the above-mentioned diffusion processes, predominantly loose, disordered fillings were used. However, these fillings have been increasingly being replaced by fillers in recent years, which, due to their organized arrangement, show higher performance with increased efficiency, greater working range and less pressure loss.

Nejznámější ze skupiny uspořádaných výplní je výplň Mellapak fy Sulzer. Výplňsestává z bloků tvořených svislými plechy, které jsou varhánkovitě prohnuty šikmo kesvislici. jednotlivé plechy jsou kladeny svisle vedle sebe tak, že se jejich vlny na-vzájem kříží. Základní plech je v pravidelných trojúhelníkových roztečích po celé plo-še perforován, aby kapalina mohla přecházet z jedné strany plechu na druhou. Celá plo-cha plechu je nadto drobně příčně zvlněna, aby se zvýšila její smáčivost vůči kapalině.Plechy se stahují šrouby do segmentů, které se kladou vedle sebe do vodorovných vrsteva ve vrstvách nad sebe, až se vyplní celý objem, který je třeba zaplnit. Oalší typyvýplní, založené na stejném principu, užívají různých obměn v perforacích základníhoplechu nebo v provedení vln, které nemusí být přímé, ale mohou být provedeny do oblou-ků, atp.The most well-known group of restorations is the Mellapak filler from Sulzer. Filling consists of blocks formed by vertical sheets, which are curved slantedly vertically. the individual sheets are laid vertically side by side so that their waves cross each other. The base plate is perforated in regular triangular spacing throughout the surface to allow fluid to pass from one side of the sheet to the other. In addition, the entire sheet metal is crisscrossed slightly to increase its wettability to the liquid. The sheets are tightened by bolts into segments that are laid side by side in horizontal layers in layers above each other until the entire volume to be filled is filled. Other types of fill, based on the same principle, use different variations in the perforations of the base sheet or in the embodiment of the waves, which may not be straight, but may be made into arcs, and the like.

Dalším příkladem uspořádané výplně je výplň Rombopak fy Kuhni. Tato výplň se výraz-ně odlišuje od předchozí výplně. 3e vytvořena ze zvlněných pásků z perforovaného plecho-vého materiálu, které jsou kladeny vodorovně na sebe tak, aby se stýkaly vždy vrcholysousedních pásků. Pásky jsou kladeny na sebe a vedle sebe do řad a vrstev tak dlouho,až se vyplní potřebný objem. Při pohledu z boku má takto uspořádaná výplň tvar kosočtve-rečné struktury, její přednosti je dobrá přerozdělovací schopnost vůči kapalině. Kroměpopsaných nejvýraznějších typů uspořádaných výplní existuje ještě celá řada dalšíchvýplní, které jsou zčásti obměnou obou předchozích výplní, zčásti představují nezávisléřešení, většinou však jen řídce používané.Another example of an ordered filler is the filler Rombopak by Kuhni. This filler differs significantly from the previous filler. 3e is formed of corrugated strips of perforated sheet metal which are laid horizontally on top of each other to meet the top adjacent strips. The tapes are stacked side by side in rows and layers until the required volume is filled. When viewed from the side, the filling thus arranged has the shape of a rhombic structure, its advantage being good redistribution to liquid. In addition to the most prominent types of filler structures described, there are a number of other fillings, which are partly a variation of the two previous fillings, in part, they are independent solutions, but mostly only rarely used.

Společnou nevýhodou většiny známých výplní je okolnost, že se při nich jako základ-ního materiálu používá kovu, a to ve formě velmi tenkých plechů, zhotovených většinouz vysoce legovaných materiá'lú, které vůči kapalinám vykazuji velké povrchové napětí.Důsledkem toho je, že se kov nikdy úplně nezkropí a vytvářejí se suchá místa, kterásnižují přestupný povrch pro procesy výměny tepla a hmoty.A common disadvantage of most of the known fillers is the fact that metal is used as the base material in the form of very thin sheets made mostly of high alloyed materials which have a high surface tension against the liquids. The metal never completely sprinkles and creates dry spots that reduce the leap surface for heat and mass exchange processes.

Posledně popsané nedostatky jsou odstraněny u uspořádané výplně kolon podle vy-nálezu, která sestává z vodorovných vrstev, které vyplňují celý průřez kolony a jsouuloženy nad sebou v poloze, při které sousední vrstvy jsou vždy pootočeny o úhel 90°,přičemž každá z vrstev je vytvořena ze svislých stěn. Podstata této výplně spočívá v'tom, že ve vrstvách se střídají nosné stěny, vytvořené z tuhého materiálu, s kapilár-ními stěnami vytvořenými z poddajného materiálu s kapilárními vlastnostmi. Nosné stěnyjsou opatřeny oboustranně vyhnutými lamelami, provedenými z materiálu nosné stěny, akapilární stěny jsou sevřeny mezi lamelami sousedních nosných stěn. Lamely přitom sví-rají se svislici ostrý úhel a s plochou nosné stěny úhel ostrý až pravý, lamely naopačných stranách nosné stěny svírají navzájem úhel ostrý až pravý. V optimálním pří-padě jsou nosné stěny zhotoveny z kovového plechu a kapilární stěny ze sklotextilu.The latter deficiencies are eliminated in the orderly filling of the columns according to the invention, which consists of horizontal layers that fill the entire cross section of the column and are stacked one above the other in a position where the adjacent layers are always rotated by 90 °, each of the layers being formed from vertical walls. The essence of this filling is that in the layers, the support walls, made of rigid material, alternate with capillary walls made of a flexible material with capillary properties. The supporting walls are provided with blades which are bent on both sides, made of a support wall material, the acpillar walls being clamped between the lamellae of adjacent supporting walls. In this case, the lamellas form an acute angle with the vertical, and with the surface of the supporting wall a sharp-to-right angle, the lamellae on the opposite sides of the supporting wall form an angle to each other. In the optimum case, the load-bearing walls are made of sheet metal and a capillary wall of glass fabric.

Hlavní předností nového uspořádání výplně diíuzních kolon podle vynálezu je, žese podstatně sníží spotřeba kovu, který se nahradí nekovovým materiálem s dobrými kapi-lárními vlastnostmi. Vzhledem k tomu, že uspořádané výplně popsaného uspořádání se uží-vají vesměs v silně korozních podmínkách, je zřejmé, že použité nerezové materiály musíbýt velmi kvalitní a tedy nákladné. Sklotextil nebo jim podobné materiály, které vyka-zují dostatečně vysokou odolnost proti korozím i vysokým.teplotám, jsou naproti tomu CS 269202 B1 podstatné levnější. Přitom kapilární vlastnosti moderních sklotextilnich pláten jsou takvynikající, že dodávají uspořádané výplni v provedení podle vynálezu vlastnosti známýchvýplní, která se zhotovují z velmi jemných kovových sítí o tloušíce drátu 0,2 mm a jsoutedy několikanásobné dražší. Příkladné provedení uspořádané výplně kolon podle vynálezu je znázorněné na připo-jeném výkrese, kde na obr. 1 je svislý řez částí kolony s několika nad sebou uspořádanýmivodorovnými vrstvami, na obr. 2 je příčný řez kolonou podle obr. 1, a to zčásti rovinouA-A, zčásti rovinou 0-B, na obr. 3 je v axonometrickém pohledu detail provedení nosnéstěny, na obr. A je v axonometrickém pohledu detail provedení kapilární stěny, na Obr.5'je"V~příčnéin řezu třemi nosnými stěnami detail uchycení kapilární stěny mezi lamelaminoanó stěny, na obr.6 je pohled x boku na' schematické rozložení příných’kanálů výplnía ne obr.7 je pohled z boku no schematické uspořádání lomených kanálů pro ply.n.The main advantage of the new diol column packing arrangement according to the invention is that it substantially reduces metal consumption, which is replaced by a non-metallic material with good capillary properties. Since the ordered fillers of the described arrangement are generally used in highly corrosive conditions, it is evident that the stainless steel materials used must be of high quality and therefore costly. On the other hand, fiberglass or similar materials, which exhibit a sufficiently high corrosion and high temperature resistance, are inherently cheaper. However, the capillary properties of modern glass-fiber fabrics are so excellent that they give the ordered filler according to the invention the properties of known fillings which are made of very fine metal mesh with a wire thickness of 0.2 mm and are several times more expensive. An exemplary embodiment of an ordered column filler according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a vertical section of a column with several superimposed layers arranged one above the other, Fig. 2 is a cross-sectional view of the column of Fig. 1; Fig. A shows a capillary wall detail in an axonometric view; Fig. 5 'is a cross-sectional view of the capillary attachment; Fig. 6 is a side view of a schematic layout of the lateral channels of the filler;

Na obr. 1 je ve svislém řezu částí kolony znázorněn plášt £ kolony, nosný rošt 2a tři nad sebou uložené vodorovné vrstvy 3, Nejnižší vrstva 2 spočívá na nosném roštu 2,další vrstvy jsou na spodní vrstvě uloženy tak, že sousední vrstvy jsou vždy pootočenyo 90°,FIG. 1 shows the column casing in vertical section of the column, the support grid 2a of the three horizontal layers 3 arranged one above the other, the lowest layer 2 resting on the support grid 2, the other layers being arranged on the bottom layer so that the adjacent layers are always rotated 90 °,

Na obr. 2 je znázorněn svazek nosných stěn £, proložených kapilárními stěnami &Fig. 2 shows a bundle of support walls 8 interspersed with capillary walls &

Nosné stěny £ jsou opatřeny lamelami 5, které jsou vytvořeny z materiálu stěny vyseknu-tím a vyhnutím, a to střídavě na obě strany. Pro usnadnění manipulace a montáže je vždyvětší počet stěn £ a 6 pomocí šroubů 7_ a matic G, stáhnut do segmentů. Segmenty se kladouvedle sebe a za sebou po celém průřezu kolony tak,· aby vytvořily souvislou vodorovnouvrstvu 3.The support walls are provided with lamellas 5 which are formed from the wall material by punching and bending, alternately on both sides. For ease of handling and assembly, the greater number of walls 6 and 6 is retracted into segments by means of screws 7 and nuts G. The segments are stacked one after the other along the entire cross section of the column to form a continuous horizontal layer 3.

Na obr. 3 je v detailním pohledu na část nosné stěny 2 znázorněno vytvoření lamel 5.Lamely 2 v jedné vodorovné řadě jsou vyhnuty vždy střídavě na jednu a druhou stranu stěnytak, že navzájem svírají ostrý úhel. V sousedních řadách je směr vyhnutí vždy opačný. Splochou nosné stěny £ svírají přitom lamely 2 ve znázorněném provedení přibližně úhel 90°.Otvory které v nosné stěně vznikly vylisováním a vyhnutím lamel 5, slouží k přestu-pu páry či plynu a k vzájemnému promísení proudů postupujících svslými kanálky 11, Pře-rušované provedení lamel 2 napomáhá přitom v průběhu procesu výměny tepla a hmoty k žádou-címu promíchání plynu či páry.FIG. 3 shows a plan view of a portion of the support wall 2 in a detailed view. The lamellas 2 in one horizontal row are bent alternately at one and the other side of the wall so as to form an acute angle with each other. In the adjacent rows, the direction of the bend is always the opposite. The lamellas 2 in this embodiment form an angle of approximately 90 [deg.] In the support wall 5. The apertures formed in the support wall by the pressing and deflection of the lamellae 5 serve to transfer the vapor or gas and to mix the streams passing through the luminescent channels 11. 2, during the heat and mass exchange process, the desired mixing of the gas or steam helps.

Obr. 4 představuje v axonometrickém pohledu natvarovanou kapilární stěnu 6 tak, jakje napnuta mezi lamelami 2 sousedních nosných stěn 4, Kapilární stěna 6 je ve znázorněnémprovedení opatřena kruhovými otvory 9, které umožňují prostup kapaliny. Tyto otvory všaknejsou nezbytné.FIG. 4 is a perspective view of a capillary wall 6 as stretched between lamellas 2 of adjacent support walls 4. In the embodiment shown, the capillary wall 6 is provided with circular openings 9 which allow fluid to pass through. However, these holes are not necessary.

Na obr. 5 až 7 je znázorněn tvar kanálů 11 vymezených mezi sousedními nosnými stě-nami £. Kanály 11 mohou být buď rovné, jak je patrno z obr. 5 a 6, anebo lomené, jakje znázorněno na obr. 7. Poloha lamel 2 na jedné nebo druhé straně nosných stěn £ je vy-znaněena plnými, čárkovanými a čerchovanými čarami. Přitom jak v obr. 1, tak i v obr. 5až 7 je znázorněno provedení, při kterém každá druhá nosná stěna £ je otočena o ΙΘΟθ anavíc ještě posunuta o polovinu rozteče lamel 5. Toto uspořádání je výhodnější než pro-vedení, při kterém všechny nosné stěny £ jsou orientovány shodně, protože v tomto posled-ním případě se vzdálenost sousedních nosných stěn £ i velikost svislých kanálů 11 zdvoj-násobí.FIGS. 5 to 7 show the shape of the channels 11 delimited between adjacent support walls 6. The channels 11 can be either straight as shown in Figs. 5 and 6 or angled as shown in Fig. 7. The position of the slats 2 on one or the other side of the support walls 8 is indicated by solid, dashed and dashed lines. 1 and 5 to 7, there is shown an embodiment in which each second support wall 8 is rotated by a number or still displaced by half the pitch of the lamellae 5. This arrangement is more advantageous than the conduit in which all the support walls 8 are oriented in the same manner, since in this latter case the distance of the adjacent support walls 10 and the size of the vertical channels 11 are doubled.

Claims

It can be seen from the description and the accompanying drawings that the structure of the arranged filler according to the invention is very complicated because, in addition to the functional openings and projections, openings for screwing the segments, reinforcements, etc. must also be provided. In spite of this, the production of the load-bearing walls and the filling of the filling are quite simple. When assembling the segments, the capillary wall is always wrapped in a continuous belt around and around the load-bearing walls to make the joints at least. If the joints are made, then slanted along the channel walls. However, the embodiment of the ordered filler according to the invention is not limited to the solution shown in the drawing or described in the previous section of the application. For example, aluminum, monel, ceramic, and the like can be used instead of stainless steel sheets to form load-bearing walls. Similarly, other material than glass fabric, such as textiles, may also be used to form capillary walls, although this is less preferred. Such lamellae may be at an angle to the vertical plane other than that shown in the drawing, and also the angle that they engage with the surface of the support walls may be less than 90 °. In addition, the surface of the load-bearing walls can be finely grooved on both sides of the walls to increase the distribution effect against the liquid. P fi E D M E T OF THE INVENTION '

An arranged column filler for diffusion processes consisting of horizontal layers that fill the entire cross section of the column and are stacked one above the other in a position where the adjacent layers are always rotated at an angle of 90 °, each of which is formed from vertical walls, characterized by in that the supporting walls (4) made of rigid material alternate in the layers (3) with capillary walls (6) formed of a flexible material with capillary properties, wherein the supporting walls (4) are provided on both sides of you and the capillary walls (6) are clamped between the lamellae (5) of adjacent support walls (4), and furthermore the lamellae (5) form an acute angle αa with the vertical of the supporting walls. the walls (4) the angle sharp to the right and the slats (5) on opposite sides of the support wall (4) form an angle to each other sharp.

2. An arrangement according to claim 1, characterized in that the support walls (4) are made of sheet metal.

3. The packing according to claim 1 or 2, characterized in that the capillary walls (6) are made of glass fabric. 3 drawings