DE2213914A1

DE2213914A1 - Fuellkoerper fuer kolonnenapparate

Info

Publication number: DE2213914A1
Application number: DE2213914A
Authority: DE
Inventors: Zbigniew Dipl Ing Bialecki
Original assignee: TS B K URZAADZEN CHEMICZNYCH
Current assignee: TS B K URZAADZEN CHEMICZNYCH
Priority date: 1971-03-23
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1973-10-11
Also published as: CH590687A5; FR2130621B1; DD95555A5; CS163272B2; FR2130621A1; GB1339879A

Description

Füllkörper für Kolonnenapparate (Priorität: 23. März 1971 - Polen - Nr. P-147 095) Die Erfindung betrifft einen Füllkörper für Kolonnenapparate.
In der verfahrenstechnik der Reaktantenvorbereitung und Produkttrennung spielen Grundoperationen wir Absorption, Destillation und Extraktion eine wasentliche Rolle. Bei der Durchführung dieser Grundoperationen, die gewöhnlich in Kollonnenapparaten vorgenommen werden, sind Füllkörper erforderlich, die einem intensiven, mit einer grossen wirksamen Kontaktfläche der Phasen verbundenen Massenaustausch bei minimalem Durchflusswiderstand fördern.
Zur Zeit kommen als Einbauten in Kolonnenapparate Füllkörper zum Einsatz. zu denen z.B. Raschigringe mit glatter oder «geriffelter Mantelfläche und deren Abwarten mit einfacher Trennwand, sogenannte Lessingringe b zw. Dixonringe mit einfacher, doppelter und dreifacher Spiraltrennwand aus Drahtnetz mit und ohne Diaphragma, Intosringe mit ausgeschnittenen Zylinderflächenteilen, Prallringe mit rechteckigen Öffnungen In der Mantelfläche und parallel zur senkrechten Achse bogenartig abgebogenen chen. Perforinge, auch Formingringe genannt, mit Rundlöchern in der Mantelfläche und Innentrennwand sowie Ringe nach dem polrischcn Patent Nr. 55 197 zählen.
Die Verschiedenartigkeit der bekannten Füllkörperformen sowie die aus Laborprüfungen und Laufzeitergebnissen erhaltenen Erfahrungen zeugen von einer andauernden Suche nach neuen Füllkörperformen mit der Zielsetzung einer Ausschaltung aller während der praktischen Laufzeit festgestellten Mängel.
Die oben angeführten Füllkörpereinbauten besitzen@@ trotz eines weiten Anwendungsbereichs zahlreiche Mängel, z.B.
relativ hohe Durchflusswiderstände, ungleichmässige Dispersion der Flüssigkeit im Kolonnenquerschnitt, Zurückhaltung erheblicher Flüssigkeitemengen aus der Teilnahme im Massenaustauschprozess. Ausserdem besitzen die Ringe keinen freien, derart gefüllten Durchflussraum, dass insbesondere bei grossen Dimensionen eine Flüssigkeitsspaltung auf kleinstmögliche Tröpfchen gewährleistet werden könnte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Mängel zu beseitigen.
Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemässen F@llkörper bilden wabenartige, innerhalb des freien Durchflussraumes angeordnete, durch Ausschneiden von Zungen verschiedenartiger Formgebung in den Sektoren der Mantelfläche erhaltene Ebenen. Die Zungen haben vorzugsweise die Form von gleichschenkligen oder rechteckigen Dreiecken, die in Längsrichtung ihrer Grundfläche zur Ringachse unter einem beliebigen Winkel geneigt sind.
Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispi ele wird die Erfindung im folgenden naher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen ringförmigen Füllkörper; Fig. 2 die abgewickelte Mantelfläche des Füllkörpers mit in den Mantelflächensektoren längs ausgezogener Linien ausgeschnittenen und längs gestrichelten Linien gekröpften Zungen; Fig. 3 den Schnitt der Mantelfläche längs der Linie a-a in Fig. 2 mit de- MAntelflächensektoren und den in diesen ausgeschnittenen, zur Achse des Körpers längs der Kröpfungslinie geneigten Zungen; Fig. 4 einen Abwicklungsausschnitt einer abgewandelten Ausführungsform der Mantelfläche des Füllkörpers, wobei in den Mantelflächensektoren zwei Zungen inform längs ausgezogener Linien ausgeschnittenen und längs gestrichelten Linien gekröpften koaxialen, gleichschenkligen Dreiecken vorgesehen sind; Fig. 5 den Schnitt längs der Linie b-b in Fig. 4 mit den Mantelflächensektoren einschliesslich der aus dieson ausgeschnittenen beiden Zungen in Gestalt gleichschenkliger Dreiecke, die paarweise in nur einer Richtung zur Achse des Füllkörpers längs der gestrichelten Linien geneigt sind; Fig. 6 ebenfalls den Schnitt längs der Linie b-b- in Fig. 4 jedoch mit Zungen, die paarweise zur Achse des Füllkörpers abwechselnd in den einen und einer anderen Richtung geneigt sind; Fig. 7 einen abgewickelten Mantelflächenausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Füllkörpers mit zwei längs ausgezogener Linien aus den Mantelflächensektoren ausgeschnittenen Zungen in Gestalt senkrecht angeordneter Dreiecke, die längs der gezeigten gestrichelten Linien gekröpft sind; und Fig. 8 und 9 jeweils Schnitte larlgs der Linie c-c in F g. 7 mit Zungen inform von rechteckigen Dreiecken, die längs der Kröpfun linie wechselweise in der einen oder einer zweiten Richtung gegenüber der Achse des Fillkörpers geneigt sind.
Der inforin eines Ringes ausgeführte Füllkörper besitzt in der Mantelfläche 1 Ausschnitte 2 inform gleichschenkliger Dreiecke, in die gleichschenklige Zungen 3 geschnitten sind, die zur Achse des Füllkörpers längs der Kröpfungslinie unter einem beliebigen Winkel geneigt sind Die abgewandelte Ausführungsform des ringförmigen Füllkörpers, der in der Mantelfläche 1 Ausschnitte 2 inform gleichschenkliger Dreiecke enthält, besitzt in diesen Aus schnitten mindestens zwei Zungen 4 und 5 inform gleichschenkliger Dreiecke, die längs der ausgezogenen Linien ausgeschnitten und längs der gestrichelten Linien paarweise zur Achse des Füllkörpers in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung unter einem beliebigen Winkel geneigt sind.
Die zweite Ausführungsform des ringförmigen Füllkörpers, der in der Mantelfläche 1 Ausschnitte 2 inform gleichschenkliger Dreiecke onthält, besitzt in diesen Ausschnitten mindestens zwei Zungen 6 und 7 inform senkrechter Dreiecke, die längs der ausgezogenen Linien ausgeschnitten und längs der gestrichelten Linien paarweise zur Achse des Füllkörpers in der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung unter einem beliebigen Winkel geneigt sind.
Der erfindungsgemässe, aus einem beliebigen Werkstoff hergestellte Füllkörper besitzt eine grosse Abwicklungsfläche, die eine wabenartige Essme innerhalb des freien Durchflussraumes bildet. Die dreieckigen Löcher, die sich durch das Ausbiegen der aus den Mantelflächensektoren ausgeschnittenen Zungen ergeben, und die Ebenen dieser Zungen, die den freien Raum ausfüllen, begünstigen die Bildung von Filmhäuten in der durchströmenden Flüssigkeit, die ihrerseits durch den Gas- oder Dampfstrom zerrissen werden. Hierdurch werden aus feinsten Tröpfchen gebildete Nebelschleier erzeugt, sodass dem Durchflussraum des Füllkörpers von Kolonnenapparaten ein emulsionsartiger Zustand entsteht.
Das heisst, es wird eine Emulsion aus Flüssigkeit und Gas oder Dampf gebildet. Die innerhalb des Füllkörpers angeordneten kegelartigen Flächen der dreieckigen Zungen haben zur Folge, dass jeder Füllkörper wie ein zerstäuber in allen Richtungen wirkt.
Daher kann sogar bei punktförmiger Flüssigkeitszufuhr in den Kopf des Kolonnenapparates im gesamten Querschnitt desselben eine gleichmässige Dispersion erzielt werden, sodass sich eine gleichmässige Arbeitsweise der Kolonne ergibt.
Der Austauschfaktor der Masse in den Füllkörpern steigt n'jit deren Abmessungen.
Ein mehrfach höherer Austauschfaktor der Masse ergibt sich beim Einsatz grossdimensionierter Füllkörper. Daraus folgt, dass mit ansteigenden Abmessungen der Durchflusswiderstand aufgrund der grösseren Fläche der Durchflussquerschnitte dank den keilförmigen, in den Füllkörpern für Kolonnenapparate symmetrisch verteilten dreieckigen Webeneb@@en kleiner wird.
Dreieckige, zur Achse des Füllkörpers geneigte Ebenen verleihen den Füllkörpern eine erhebliche Steifigkeit und eine erhöhte Druckfestigkeit, was die Ansendung dünner Wände in den Füllkörpern erlaubt und die Eigenmasse der Einbauten in den Kolonnenapparaten wesentlich verringert.
Ansprüche

Claims

Ansprüche 1. Füllkörper für Kolonnenapparate inforn von Ringen aus beliebigen Werkstoffen, der in der Mantelfläche Öffnungen inform gleichschenkliger Dreiecke besitzt, die längs Ihrer Schenkel ausgeschnitten sind, sowie ferner In Abständen von etwa 1/4 der Ringbreite von dessen beiden Rändern und in Richtung zur geometrischen Ringmitte abgebogene, längs der Dreiecksbasis angeordnete und mit den Scheiteln wechselweise in entgegengesetzter Richtung gerichtete Sektoren enthält, dadurch, g ek e n n z e i c h n e t , dass er im freien Durchflussraum wabenartige Ebenen besitzt, die durch aus den Mantelflächensektoren ausgeschnittene Zungen (3) beliebiger Gestalt gebildet sind, wobei die Zungen (3) vorzugsweise die Form von koaxialen, den Mantelflächensektoren geometrisch ähnlichen, gleichschenkligen Dreiecken besitzen, die längs ihrer Besis zur Ringachse unter einem beliebigen Wi@kel geneigt sind.
2. Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass er innerhalb des freien Durchflussrau wabenartige Ebenen besitzt, die aus Öffnungen in den Mantelflächenscktoren entstanden sind, die durch Ausschneiden von mindestens zwei Zungen (4,5) beliebiger Gestalt, vorzugsweise inform gleichschenkliger Dreiecke, die paarweise längs ihrer Basis zur Ringmitte in der gleichen oder in entgegengesetzten Richtungen unter einem beliebigen Winkel geneigt sind, erhalten wurden.
3. -Füllkörper nach Anspruch 1? dadurch g e k e n n -z e 1 c h n e t , dass er innerhalb des freien Durchflussraumes wabenartige Ebenen besitzt, die aus Öffnungen in den Mantelflächensektoren entstanden sind, die durch Ausschneiden von mindestens zwei Zungen (6,7) beliebiger Gestalt, vorzugsweise inform rechteckiger Dreiecke, die paarweise lägs deren Basis zur Ringmitte in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung unter beliebigem Winkel geneigt sind, erhalten wurden.