DD145154A3 - COLLANE FUELING FOR FABRIC AND HEAT TRANSFER - Google Patents
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Description
a) Ti.a) Ti.
Kolonnenfüllung zur Stoff- und YrärmeübertragungColumn filling for substance and heat transfer
b) Anwendungsgebiet der. Erfindungb) Field of application of. invention
Die Erfindung betrifft eine Kolonnenfüllung, die im Bereich der Flüssigkeits-, Gas- bzwe Dampf»Kontaktierung für Aufgaben der Rektifikation, Absorption, Desorption5 Chemosorption, der Gasbe- und -entfeuclitung sowie der direkten Wärmeübertragung geeignet i3t«The invention relates to a column filling, or in the field of liquid, gas e I3T vapor "contacting for tasks of the rectification, absorption, desorption 5 chemisorption, the Gasbe- and -entfeuclitung and the direct heat transfer suitable"
Diese Kolonnenfüllung zeichnet sich durch das auf das spezifische Kolonnenvolumen bezogene günstige Verhältnis von Druckverlust und Sto.ffübertraguhgswirksarnkeit bei gleichzeitig großer Arbeitsbereichsbreite aus?This column filling is characterized by the favorable ratio of pressure loss and pressure loss related to the specific column volume with simultaneously large working area width?
Es ist eine Anzahl von Füllungen in Form von Packungen bekannt, bei denen parallel sur Kolonnenach.se an geordnete perforierte· oder nichtperforierte mattenartige Kontaktplatten verwendet warden, die geneigte Riffelungen aufweisen, wobei die Neigung der Riffelung beständig ihre Orientierungsrichtung über dieA number of pack fillings are known in which parallel perforations are used on ordered perforated or non-perforated mat-like contact plates having sloped corrugations, the inclination of the corrugation constantly being oriented along the direction of orientation
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Kontaktplattenhöhe ändert.Contact plate height changes.
Gernäß OS 245 7803 ist eine Anordnung von Kontaktkörpern bekannt, bei der die Riffelung in einem stumpfen Winkel zur Kolonnenachse verläuft. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß die radialen Vermischungseffekte insbesondere bei großen Kolonnendurchmessern gering bleiben, da die Verteilung für die flüssige Phase im Verband mit den anderen Kontaktplatten unzureichend ist« Gemäß US 341 5502 ist eine geordnete Füllung bekannt, bei deAccording to OS 245 7803 an arrangement of contact bodies is known in which the corrugation runs at an obtuse angle to the column axis. The disadvantage of this construction is that the radial mixing effects remain small, especially with large column diameters, since the distribution for the liquid phase in association with the other contact plates is insufficient. "According to US Pat. No. 3,451,552, an ordered filling is known;
die Riffelung in einem spitzen Winkel sur Kolonnenachse geneigt ist und bei der die Kontaktplatten phasenverschoben aneinander gepackt sind. Die Stoffübertragungswirksamkeit erscheint 'auch bei dieser Variante als unzureichend, da auch hier angesichts fehlender horizontaler Strömungskanäle insbesondere die Selbstverteilungseigenschaften der Packung für die Flüssigkeit und das Gas zurückbleiben.the corrugation is inclined at an acute angle to the column axis and in which the contact plates are packed out of phase with each other. The mass transfer efficiency also appears to be inadequate in this variant as, in view of the lack of horizontal flow channels, the self-distribution properties of the packing for the liquid and the gas remain here as well.
Für beide aufgeführten Konstruktionen gilt, daß die Verteilungseigenschaften in.radialer Richtung parallel -zu den Kontaktplatten unzureichend sind, gravierender Nachteil beider Erfindungen ist das Fehlen jeglicher konstruktiver Merkmale, die die radiale Vermischung quer in jedem beliebigen Winkel zu den Kontaktplatten ermöglichen«. For both of the listed constructions, the distribution properties in the radial direction parallel to the contact plates are inadequate, a serious disadvantage of both inventions is the lack of any structural features that allow radial mixing transversely at any angle to the contact plates.
Der Vermischungseffekt für die flüssige Phase fehlt so vollständig, der für die Gasphase ist nur bedingt über das formperforierte Material möglich·The mixing effect for the liquid phase is so completely lacking that for the gas phase it is only possible to a limited degree via the form-perforated material.
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Weiterhin ist nach GB 108 4794 eine geordnete Füllung bekannt, bei der die Kontaktplatten im Kolonnenkb'rper aufgewickelt werden*. Diese Packung besitzt zwar eine vertretbare Verteilung für Flüssigkeit und Gas über den Umfang der Wicklungen, die Verteilung in radialer Richtung kann jedoch ausschließlich über das Grundmaterial erfolgen«' Zumindest für die flüssige Phase erscheint die Selbstverteilungseigenschaft der Packung in radialer Richtung als nicht vorhanden, für die gasförmige Phase sind radiale Verteilungen unter Voraussetzung perforierten Materials mit erhöhten Druckverlusten verbunden»Furthermore, according to GB 108 4794 an ordered filling is known in which the contact plates are wound up in Kolonnenkb'rper *. Although this package has a reasonable distribution of liquid and gas over the circumference of the windings, the distribution in the radial direction can be done exclusively via the base material. "At least for the liquid phase, the self-distribution property of the package in the radial direction appears to be absent gaseous phase, radial distributions are associated with increased pressure losses, provided that the material is perforated »
d) Ziel der Erfindund) Aim of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Kolonnenfüllung mit zu bekannten Konstruktionen verbesserten! Verhältnis von Drucky^er-luat. und Stoffübertragungswirksamkeit, vergleichbar"'großer Arbeitsbe- .. reichsbreite, einfacher-Gestaltung und besonderer Eignung für große Kolonnendurchmesser,The object of the invention is to provide a column packing with improved constructions! Ratio of pressure eluate. and mass transfer efficiency, comparable to large working area, simple design and particular suitability for large column diameters,
Der Erfindung liegt' die Aufgabe zugrunde, durch die Anordnung von parallel zur Kolonnenachse' in Schichten zusammengefügten perforierten geeigneten Einzelelementen eine Kolonnenfüllung zu schaffen, deren Selbstverteilungseigenschaften für Dampf (Gas) und Flüssigkeit so beschaffen sind, daß die herabfließende Flüssigkeit in einer Zickzackbewegung am Einseielement abwärts strömt,The invention has for its object to provide by the arrangement of parallel to the column axis' in layers assembled perforated suitable individual elements a column filling whose self-distribution properties for vapor (gas) and liquid are such that the liquid flowing down in a zigzag movement on Einseielement down flows,
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der aufsteigende Darapfstrom den gleichen Weg in entgegengesetzter Richtung vollzieht und' sich im Zusammenwirken von Dampf (Gas) und Flüssigkeit eine radiale Vermischung längs und quer zu den Elementeschichten sowie eine erhöhte Stoffübertragungswirksamkeit einstellt.the ascending draft flow makes the same path in the opposite direction, and in the interaction of vapor (gas) and liquid establishes a radial mixing along and across the elemental layers as well as an increased mass transfer efficiency.
Das wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Einzelelemente im Kolonnenkörper zu einem Verband von parallel zur Kolonnenachee angeordneten Schichten so zusammengefügt sind, daß die pyramidalen Grundkörper in einer Ebene einer Elementeschicht gleiche Orientierungsrichtung aufweisen, benachbarte Schichten vertikal um einen pyramidalen Grundkörper, horizontal um die halbe Einzelelementbreite phasenversetzt sind. Die Oberseite der Einzelelemente ist in den einzelnen Elementeschichten auf die mittlere Eleraenteschicht mit der größten horizontalen Ausdehnung ausgerichtet,,This is essentially achieved in that the individual elements are assembled in the column body to form a group of layers parallel to the column so that the pyramidal base body in a plane of an element layer have the same orientation direction, adjacent layers vertically around a pyramidal body, horizontally by half Single element width are out of phase. The top of the individual elements is aligned in the individual element layers on the middle Eleraenteschschicht with the largest horizontal extent ,,
Dabei besteht die Füllung aus perforierten Einzelelementen, deren flaches rechteckiges Grundmaterial alternierend in einem vom Betrag einheitlichen Winkel positiv bzwo negativ zu seiner' Längsachse in einer Richtung und die dabei entstehenden' dreiseitigen Flächen in der Mitte in entgegengesetzter Richtung quer zur Elementelängsachse abgekantet sind, so daß pyramidale Grundkörper mit dreiseitigen Flächen entstehen, die wechselseitig quer zur Elementelängsachse, offen sind und deren Grundfläche vollständig fehlt,.In this case, the filling consists of perforated individual elements whose flat rectangular base material alternately bent in a positive angle by the amount positive bzwo negative to its 'longitudinal axis in one direction and the resulting' three-sided surfaces in the middle in the opposite direction are bent transversely to the longitudinal axis of the element, so that Pyramidal bodies with three-sided surfaces arise, which are mutually transverse to the element longitudinal axis, open and whose base is completely absent.
Die in der Ebene verbleibenden Körperkanten gehören jeweils zwei benachbarten Grundkörpern anc The body edges remaining in the plane belong in each case to two neighboring basic bodies c
— 5- 5
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Faltkanten des Einzelelemente als Flächen ausgebildet werden«A particular embodiment of the invention provides that the folding edges of the individual elements are formed as surfaces «
f) Ausführungsbeispiel.f) embodiment.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher'erläutert»The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The accompanying drawings show:
Ansicht einer EleraenteschichtView of an eagle story
Figo 2':-ElementeverbandFigo 2 ': - Element Association
Figo 3 : Geordnete Kolonnenfüllung im Vertikalschnitt Figo 4 : Schnitt A-A aus Figo 3Fig. 3: Ordered column filling in vertical section Fig. 4: Section A-A from Fig. 3
Die Erfindung besteht aus innerhalb eines Kolonnenmantcls 1 angeordneten perforierten Einzelelementen 4» die in parallel zur Kolonnenachse zusammengefügten EIementeschichfen 3 und Elementepaketen 2 vereinigt sind«,The invention consists of perforated individual elements 4 which are arranged within a column shell 1 and which are united in elementary layers 3 and elementary packages 2 assembled parallel to the column axis.
Die Einzelelemente 4 sind im Verband so angeordnet, daß die pyramidalen Grundkörper 5 in eine?;· Ebene einer Elementeschicht 3 gleiche Orientierungsrichtung aufweisen, benachbarte Elementeschichten 3 senkrecht um einen pyramidalen Grundkörper % horizontal um die halbe Einzelelementbreite phasenversgtzt sind« Die Orientierung der Elementeschichten^ ist so vorgesehen, daß ausgehend von der mittleren Elementeschicht 3 mit der größten horizontalen-fcsdehnung jeweils die Oberseite der Einzelelemente 4 aller weiteren Elementeschichten 3 zur mittleren Elementeschicht 3 ausgerichtet ist*Is comprise · level of an element layer 3 of the same orientation direction, adjacent elements layers are phasenversgtzt 3 perpendicular to a pyramidal base% horizontally by half the individual element width "The orientation of the elements layers ^; the individual elements 4 are arranged in association so that the pyramidal base body 5 in a? provided so that starting from the middle element layer 3 with the largest horizontal fcsdehnung each of the top of the individual elements 4 of all other element layers 3 is aligned with the middle element layer 3 *
G -G -
Das Sinzelelement 4 besteht angesichts der erfindungsgeraäßen Ausgestaltung aus einer Aneinanderreihung von wechselseitig quer zur Einzelelementlängsachse'geöffneten pyramidalen Grundkörpern 5« Das Grundmaterial für die Einzelelemente 4 ist perforiert.The individual element 4, in view of the embodiment according to the invention, consists of a juxtaposition of pyramidal basic bodies 5 which are opened alternately transversely to the single element longitudinal axis. The basic material for the individual elements 4 is perforated.
Dabei wird das flache rechteckige Grundmaterial alternierend um 45 positiv und negativ zu seiner Längsachse bevorzugt um 90 ° nach oben und die zwischen den Paltkanten 7 entstehende dreiseitige Fläche in der Mitte nach unten so abgekantet, daß der Winkel zwischen den beiden vom Grundmaterial des Einzelelements gebildeten Seitenflächen des pyramidalen Grundkörpers 90 ° beträgt.In this case, the flat rectangular base material is alternately bent by 45 positive and negative to its longitudinal axis by 90 ° upwards and the resulting between the Paltkanten 7 three-sided surface in the middle down so that the angle between the two side surfaces formed by the base material of the single element of the pyramidal body is 90 °.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Raum innerhalb des Kolonnenraantels 1 mehrfach segmentiert ist, so daß eine konzentrierte Ausrichtung der pyramidalen Grundkörper 5 auf die Kolonnenachse erfolgen kann* ·A particular embodiment of the invention provides that the space within the column shell 1 is segmented several times, so that a concentrated alignment of the pyramidal base body 5 can take place on the column axis *
Die Höhe der Einzelelemente 4 bzw· der Elementepakete 2 ist. so vorgesehen, daß benachbarte Elementepakete 2 um 90 versetzt übereinander angeordnet sind» ..Der Elementeverband weist keine senkrechten freien Durchtrittsquerschnitte für Flüssigkeit und Dampf (Gas) auf, - -. . ' . -The height of the individual elements 4 or the element packages 2 is. provided so that adjacent element packages 2 offset by 90 are arranged one above the other »..The elemental assembly has no vertical free passage cross-sections for liquid and vapor (gas), - -. , '. -
Die Wirkungsweise der erfindungsgeraäßen Einrichtung ist wie folgt:The operation of the erfindungsgeraäßen device is as follows:
Die erfindungsgemäße Füllung arbeitet im Gegenstrora von Dampf (Gas) und Flüssigkeit*The filling according to the invention works in the counter-current of vapor (gas) and liquid *
Die Flüssigkeit gelangt über einen konventionellen Flüssigkeitsverteiler auf die Schnittkanten der Einzelelemente 4 des oberen Elernentepaketes 2 bzwi tropft auf die Seitenflächen der oberen pyramidalen 'Grundkörper 5* Von dort läuft die Flüssigkeit bevorzugt in den zur Längsachse des Einzelelementes geneigten Faltkanten 7 in einer Zickzackbewegung am Einzelelement 4 nach unten, stabilisiert vorn aufsteigenden Dampf-(Gas)-strora, wird am Rand des Einzelelements 4 teilweise vom aufsteigenden Dampf (Gas) erfaßt und zu benachbarten Elementen getragen, durchdringt auf den Seitenflächen des pyramidalen Grundkörpers angesichts des relativ großen projezierten Querschnitts die Perforation, tropft ab und wird vom Gasstrom angesichts der horizontalen Strömungskanäle ausgetragen* Die 'Gestaltung der Strömungskanäle 6 ermöglicht dabei nicht nur einen horizontalen Austrag in Richtung der Eleraenteschichten 3, sondern zugleich. in einem Winkel von 30 zur Elementeschicht und somit im Verband quer sur Elementeschicht 3«The liquid passes through a conventional liquid distributor on the cut edges of the individual elements 4 of the upper parent packet 2 bzw.i drips on the side surfaces of the upper pyramidal 'basic body 5 * From there, the liquid preferably in the inclined to the longitudinal axis of the single element folding edges 7 in a zigzag movement on the single element. 4 downwards, stabilized in front ascending vapor (gas) strorage, is partially caught by the ascending vapor (gas) at the edge of the single element 4 and carried to adjacent elements, penetrates the perforations on the side surfaces of the pyramidal base body in view of the relatively large projected cross section, drips off and is discharged from the gas flow in the face of the horizontal flow channels * The 'design of the flow channels 6 allows not only a horizontal discharge in the direction of Eleraenteschichten 3, but at the same time. at an angle of 30 to the elemental layer and thus in the dressing across the elemental layer 3 «
Die Elementeschichten 3 werden angesichts dieser Selbstverteilungseigenschaften der Füllung so angeordnet, daß" die Oberseite der Einzelelemente 4 zur mittleren Elementeschicht 3 mit der größten horizontalen Ausdehnung zeigt und somit die horizontale Vermischung auf die Kolonnenachse ausgerichtet ist,'The element layers 3 are arranged in view of these self-distribution properties of the filling so that "the top of the individual elements 4 to the middle element layer 3 with the largest horizontal extent shows and thus the horizontal mixing is aligned with the column axis, '
!lach Durchströmen eines Elementepaketes 2 tropft die Flüssigkeit am unteren Ende auf das darunterliegende um 90 ° versetzte Elementepaket 2 ab* Der aufsteigende Dampf-*(Gas)-strom gelangt vorwiegend in einer Zickzackbewegung vom untereii zum oberen Ende des ElementepaketesAfter passing through an element package 2, the liquid drips at the lower end onto the underlying element package 2 offset by 90 ° *. The ascending steam - * (gas) flow passes predominantly in a zigzag movement from the lower part to the upper end of the element package
-8- 209324-8- 209324
2, durchströmt teilweise das Grundmaterial an den pyramidalen Grundkörpern 5 und tritt horizontal über die offenen Strömungskanäle 6 in benachbarte Einzelelemente 4 ein; Durch die Zickzackbewegung des aufsteigenden Dampf-(Gas)-strömes dringen Teildampf-(gas)-ströme auch in die pyramidalen Grundkörper 5 von benachbarten Einzelelementen 4 -kommend ein, durchdringen das Grundmaterial des pyramidalen Grundkörpers 5 bzw# vrerden horizontal in die Zickzackströmung des Dampfes (Gases) im benachbarten Einzelelement 4 einbezogen· Die mit den aufsteigenden Dampf-(Gas)-strom mitgerissene Flüssigkeit wird an den vorwiegend senkrecht verlaufenden Einzeleletaentkanten und an den Faltkanten 7.abgeschieden,, fließt; nach unten und wird, durch den Dampf-(Gas)-strora unterstützt, an den Berührungspunkten benachbarter Einzelelemente 4 erneut zerteilt*2, partly flows through the base material at the pyramidal bodies 5 and enters horizontally via the open flow channels 6 in adjacent individual elements 4; By the zigzag movement of the ascending vapor (gas) -strömes penetrate Teildampf- (gas) flows into the pyramidal base body 5 of adjacent individual elements 4 -kommend a, penetrate the base material of the pyramidal base body 5 or # vrerden horizontally in the zigzag flow of the steam The gas entrained with the ascending vapor (gas) flow is separated at the predominantly vertical single-edge edges and at the fold edges 7; down and is supported by the steam (gas) strora at the points of contact of adjacent individual elements 4 again *
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen in der einfachen Gestaltung der Einzelelemente, in deren günstiger "Verknüpfung zum.Elementeverband, in dem günstigen Verhältnis von Druckverlust und StoffÜbertragungswirksamkeit bezogen auf einen breiten Arbeitsbereich und in der besonderen Eignung für große Kolonnendurchraesser« ' ....The advantages of the solution according to the invention consist in the simple design of the individual elements, in their favorable "link zum.Elementeverband, in the favorable ratio of pressure loss and mass transfer efficiency based on a wide work area and in particular suitability for large column drills.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |