DE1767531A1

DE1767531A1 - Replacement tray for columns

Info

Publication number: DE1767531A1
Application number: DE19681767531
Authority: DE
Inventors: Winfried Balleyer; Bernd Kurzmann; Guenter Reschke
Original assignee: Chemie & Tankanlagenbau Komb
Current assignee: Chemie & Tankanlagenbau Komb
Priority date: 1968-05-18
Filing date: 1968-05-18
Publication date: 1971-09-09

Description

Austauschboden für kolonnen Die Erfindung betrifft einen Ausbauschboden für Kolonnon sur Stoff- und/oder Wärmeaustausch zwischen Gasen bzw. Dämpfen und Flüssigkeiten.Replacement tray for columns The invention relates to a replacement tray for Kolonnon sur mass and / or heat exchange between gases or vapors and Liquids.

Bekannt sind Vorrichtungen sum Iaberühruingbetugen vou wesen bzw. Dämpfen end Flüssigkeiten in vertikelen Strömungs@äumen mit paarweise übereinander angeordneten waagerechton flonden, welche über die ebene Hordenfläche verteilte, in schrä@ Richtung durch diese Horden geführte Durchschnittsstellen für die Gase bzw. Dämpfe aufweissen, wobei diese Durchtrittestellen von Horde zu Horde wechselnd in unlaufend gleichen Drchsinn zur Eittelachse der oberen der boiden Hordsa bzw. in rein radialem Sinn zur Mittelachse der unteren der beiden Horden ausgerichtet sowie mit gesonderten Flüssigltetsablüufen von Horde zu Horde versehen sind. Diese Flüssigkeitsabläufe sind entsprechend der Ausrichtung der Durchtrittsstellen für die Gass bzw. Dämpfe abwechselnd als Ringkanal am Umfang der oberen Horde bzw als zentrales Ablaufrohr in der Mitte der unteren Horde ausgebildet, Die Abläufe liegen mit er oberen Begrenzung in gleicher Ebene mit der jeweiligen Hordenfläche, wobei die unterhalb der Ausmündungen der Flüssigkeitsabläufe befindlichen Zonen der jeweils nächstfolgenden Worden als gas- und flüssigkeitsundurchlässige Flächen ausgeführt sind.Devices are known to sum Iaberühruingbetugen vou wesen or Attenuates liquids in vertical flow spaces in pairs one above the other arranged horizontally on flonden, which distributed over the flat tray surface, intersection points for the gases passed obliquely through these hordes or vapors, these passages changing from tray to tray in inconsistent direction to the central axis of the upper of the boiden Hordsa resp. aligned in a purely radial sense to the central axis of the lower of the two trays and are provided with separate liquid drains from tray to tray. These Liquid drains are in accordance with the orientation of the passage points for the gas or vapors alternately as an annular channel on the circumference of the upper tray or as central drain pipe formed in the middle of the lower shelf, the drains are located with he upper limit in the same plane with the respective tray surface, where the zones of the respectively located below the mouths of the liquid drains The following were designed as gas and liquid impermeable surfaces are.

Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie fur den Einbau in Kolonnen nicht anwendbar sind, wenn nur geringe Druckverluste auftreten dürfen oder wenn die Gas- bzw. Dampfbelastung unterhalb der Nennbelastung großen Schwankungen unten liegt, daß die Flüssigkeit durch die Gas- bzw. Dampfdurchtrittsstellen abregnet, dadurch steigt die durchbrechende Flüssigkeitsmenge von Horde zu Horde nach Art einet Kettenreaktion, so daß der Stoffaustausch in seinem Wirkungsgrad stark vermindert wird.These devices have the disadvantage that they are suitable for installation in Columns are not applicable if only small pressure losses may occur or if the gas or steam load fluctuates significantly below the nominal load is at the bottom so that the liquid rains down through the gas or vapor penetration points, as a result, the amount of liquid that breaks through increases from tray to tray according to Art A chain reaction, so that the mass transfer is greatly reduced in its efficiency will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweiteiligen Austauschbeden für Kolonnen zu entwickeln, der durch zweckentsprechande Ausgestaltung in seinem Andendungsbersich seht elustisch ist, mit geringem Durckverlust erbeitet und dabei sinen guten Stoff- und/oder Wä starach gewännleistet.The invention is based on the object of a two-part exchange to develop for columns, which by appropriate design in his Andendungsverich sees elustisch, worked with little pressure loss and at the same time His good fabric and / or fabric was also won.

Erfindungsgemä# gird die Aufgabe dadurch gel@st, da# der m@@usohboden ans einer eben gestalteten Deckhorde, die @@. @en Ringkenal Rls Flursigkeitsablauf vorschen ist, und chnor Gmmihecice, die die Form eines mit der Verjüngung un unben ge@ @ecten Kegel- oder Pyramidenstumpfmsatels @@tom Zentrairour als glüesigkeitsablauf Sesitzt, bez@@@, woked die @pfw bzw. Gasdurchtrittsotrnungen auf Gen Eoren so @ngeerdno@ sind, da# eine Rotations-S@. @ng da# Zweiptusonte @@sches entsteht. Weiterhin sind die car der Geundherde befindlichen Durchtrittöffnungen so @@zgerichtes, da# die Flansigkeit über diese hinwegläuft und die Flüssigkeitsausmündungen des Zentralrohres und des Ringkanals sich in bekannter Weise über den Böden befinden und mit Leitschaufeln versehen s-iL'd. Untar diescn Ausmündungen sind jedoch zusätzlich die Flüssigkeit teilende und die Rotationsstrëmung fördernde in Richtung der Kolonnenachse weisende Leitzungen vorhanden.According to the invention, the object is achieved in that the m @@ usohboden ans a newly designed deck horde, the @@. @en Ringkenal Rls floor drainage is vorschen, and chnor Gmmihecice, which is the shape of a uneven with the taper ge @ @ecten cone or truncated pyramid satels @@ tom Zentrairour as a happiness process Sitting, bez @@@, woked the @pfw or gas passage on Gen Eoren so @ ngeerdno @ are because # a rotational S @. @ng da # Zweiptusonte @@ sches is created. Furthermore are the car of the Geundherde located passage openings so @@ zgerichtes, that # the Flansigkeit runs over this and the liquid outlets of the central tube and the annular channel are in a known manner above the floors and with guide vanes provided s-iL'd. Below these outlets, however, there is also the liquid dividing and the rotational flow promoting in the direction of the column axis pointing Guide tongues available.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß an Stelle der über dem Boden des Ringkanals vorhandenen Flüssigkeitsausmündungen diese direkt im Boden des Ringkanals angeordnet und mit die Flüssigkeit teilende und die Rotationsströmung fördernde Leitzungen versehen sind.Another embodiment provides that in place of the above the ground of the ring channel existing liquid orifices these directly in the bottom of the ring channel arranged and with dividing the liquid and promoting the rotational flow Guide tongues are provided.

Die Erfindung soll an einem Auführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt einen von mebreren in einer Kolonne übereinander angeordneten Austauschböden im Vertikalschnitt: Der Austauschboden besteht aus der eben gestalteten Declhorde 1 mit dem Ringkanal 2 und der kegelmanteförmigen Grundhorde 3 mit dem Zentralrohr 4. Boide Horden 1; 3 besitzen gleichförmig schräge Gas- bzw. Dampfdunchtritts- Weiterhin befinden sich über den Böden 6; 7 des Ringkanels 2 und des Zentralrohres 4 mit Leitschaufeln 9 besetzte Flüssigkeitsausmündungen 8 für eine gute Flüssigkeits- 1 verteilung auf den Horden 1; 3, wobei zur Unterstüzung der Wirkung der an den Flüssigkeitsausmündungen 8 angeordneten Leitschaufeln 9 unter diesen die Leitzungen 10 angebracht sind.The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment. The drawing shows one of mebreren arranged one above the other in a column Exchangeable floors in vertical section: The exchangeable floor consists of the flatly designed one Declhorde 1 with the ring channel 2 and the cone-shaped base horde 3 with the Central tube 4. Boide shelves 1; 3 have uniformly inclined gas or steam vent Farther are above the floors 6; 7 of the annular duct 2 and the central tube 4 with guide vanes 9 occupied liquid outlets 8 for a good liquid distribution 1 the hordes 1; 3, in order to support the effect of the fluid outlets 8 arranged guide vanes 9 under these the guide tongues 10 are attached.

Die Gas- bzw. Dampfphase durchströmt die Kolonne von unten nach oben im gleichförmigen Drehsinn durch die Gas- bzw.The gas or vapor phase flows through the column from bottom to top in the same direction of rotation through the gas resp.

Dampfdurchtrittsstallen 5 der wechselnd angeordneten Deck-und Grundhorden 1; 3, und der Strom der Flüssigkeitsphase erfolgt entgegengesetzt von oben nach unten ebenfalls im gleichförmigen Drehsinn der Gas- bzw. Dampfhase über die Durchtrittsstellen 5 der Deck- und Grundhorde 1; 3 hinweg.Steam passage stalls 5 of the alternately arranged top and bottom trays 1; 3, and the flow of the liquid phase is opposite from top to bottom below also in the uniform direction of rotation of the gas or vapor phase over the passages 5 of the top and base tray 1; 3 away.

Die Flüssigkeit flie#t dabei durch die Ausmündungen 8 des Zentralrohres 4 gerichtet durch die Leitschaufeln 9 über die Deckhorde 1 nach au#en in den Ringkanal 2. Die im Ringkanal 2 befindliche Flüssigkeit gelangt über die Ausmündungen 8 und die Leiteinrichtungen 9; 10 in strömungstechnisch aufbereiteter From auf die Grundhorde 3. Die die Grundhorde 3 verlasseme Flüssigkeit sammelt sich im anschließenden Zentralrohr 4 und überquert die darunter liegende Deckhorde 1 in boreits bescriebener Weise.The liquid flows through the openings 8 of the central tube 4 directed by the guide vanes 9 over the deck tray 1 outwards into the annular channel 2. The liquid in the annular channel 2 passes through the orifices 8 and the guiding devices 9; 10 in a fluidically prepared form on the basic tray 3. The liquid leaving the base tray 3 collects in the adjoining central tube 4 and crosses the underlying deck tray 1 in a boreits descried manner.

Die erfindungsgemä#e Lösung bringt folgende funktionstechnische Vorteile: Durch entsprechendes Ausrichten der schrägen Gas- bzw.The solution according to the invention brings the following functional advantages: By appropriately aligning the inclined gas resp.

Dampfdurchtrittsstellen 5 der Grund- und Deckhorden 1; 3 gegenüber der Kolonnenachse und durch entsprechende Neigung der Grundhorde 3 wird einerseits der rotationsbedingten Verdichtung des Gas- bzw. Dampfstromes in Richtung Kolonnenzarge entgegengewirkt und andererseits die Verweilzeit des Phasengemisches auf den Horden erhöht sowie bei geringer Gasbelastung eis Durchbrechen der Flüssigkeit auf das darunterliegende Horden@aar vermieden bzw. bei gro#er Gasbelasting einem rotationsbadingten Flüssigkeitsstnu entgegengewirkt.Steam penetration points 5 of the base and deck trays 1; 3 opposite the column axis and by a corresponding inclination of the base tray 3 is on the one hand the rotation-related compression of the gas or steam flow in the direction of the column frame counteracted and on the other hand the residence time of the phase mixture on the trays increased as well as with a low gas load ice breakthrough of the liquid on the Horde @ aar underneath avoided or, in the case of high gas loads, a rotation-bathed one Counteracted fluidity.

Durch die Leiteinrichtungen 9; 10 an den Ausmündungen 8 der Flüssigkeitsabläufe 2g 4 wird die Rotationsströmung, die Zerteilung. und die Turbulenz der Flüssigkeit auf die nachfolgende Horde eingeleitet. Der turbulent rotierende Gleichstrom des Gas- bzw. Dampf-Flüssigkeits-Phasengemisches auf den Horden gewährleistet einen hochgradigen Stoffübergang zwischen den Phasen. Die Gestaltung der Grund- und Deckhorde bowirken zwischen den aufeinanderfolgenden Hordenpaaren einen guten Phasentrenneffekt durch Zentrifugalwirkung.By the guiding devices 9; 10 at the outlets 8 of the liquid drains 2g 4 becomes the rotational flow, the division. and the turbulence of the liquid initiated on the following horde. The turbulent rotating direct current of the Gas or vapor-liquid phase mixture on the trays ensures one high degree of mass transfer between the phases. The design of the base and deck horde bow effect a good phase separation effect between the successive pairs of trays by centrifugal action.

Die wirksame Bodenfläche dieses erfindungsgemäßen Hordenpaares gewährleistet gegenüber einem horizontalen Hordenpaar mit gleicher Belastung einen kleineren Druckverlust, welcher durch geringe Umlenkverluste der Phasenströme zusätzlich vermindert; wird.The effective floor area of this pair of trays according to the invention is guaranteed a smaller pressure loss compared to a horizontal pair of trays with the same load, which additionally reduces the phase currents due to low deflection losses; will.

Claims

Claims 1. Replacement tray for columns consisting of top and base tray, the inclined gas or vapor penetration points and liquid drains have, the latter designed as an annular channel or as a central tube and t are provided with liquid outlets, characterized in that the deck tray (1) is flat and provided with an annular channel (2) as a liquid drain, while the basic tray (3) has the shape of a downwardly directed taper Cone or truncated pyramid jacket with a central tube (4) as a liquid drain possesses, the vapor or gas passage points (5) on both shelves (1; 3) are arranged so that a rotational flow of the two-phase mixture is created and the passages (5) located on the base tray (3) are aligned in this way are that the liquid runs over them and the liquid outlets (8) of the central tube (4) and the annular channel (2) in a known manner via the Bottoms (6; 7) of the liquid drains (2; 4) are located and provided with guide vanes (9) are, but also dividing the liquid under the orifices (8) and Guide tongues which promote the rotational flow and point in the direction of the column axis (10) are present.

2. Austaiischboden according to claim 1, characterized in that instead the fluid exhaustion (8) above the bottom (6) of the annular channel (2) this arranged directly in the bottom (6) of the annular channel (2) and with the liquid dividing and the rotational flow promoting lines (10) are provided.

L e r s e i t e