DE2233763A1

DE2233763A1 - Kolonnenfuellung

Info

Publication number: DE2233763A1
Application number: DE2233763A
Authority: DE
Inventors: Johannes Gaertner; Klaus Dipl Ing Roedel; Hans Dipl Ing Schubert; Helmut Dipl Ing Zemitzsch
Original assignee: GRIMMA MASCH APP VEB
Current assignee: GRIMMA MASCH APP VEB
Priority date: 1971-08-26
Filing date: 1972-07-08
Publication date: 1973-03-01
Also published as: FR2150526A1; FR2150526B3

Description

Anmelderi

VKB Maschinen- und
Apparatebau Grimtna

724 G r i m. m a
Bahnhofs tr. 3/5

Kolonnenfuellung

Die Erfindung betrifft eine Kolonnenfuellung zur Durchfuehrung von Waerme- und Stoffaustauschprozeaaen im Gegenstrombetrieb, bestehend aus einer Vielzahl geschichteter Austauschelemente.

Es sind Kolonnenfuellungen aus ebenem oder gewelltem grosaflaechigem Streckmetall bekannt, welches waagerecht, senkrecht oder aueh spiralfoermig aufgewickelt in die Kolonne eingebaut wird« Diese Kolonnenfuellungen haben den Nachteil der schlechten Verteilerwirkung fuer die Fluessigkeit ueber den Kolonnenquerschnitt.

Weiterhin sind Kolonnenfuellungen bekannt, die als Puellkoerper geschichtete oder geschuettete Metallgeflechte von pyramidenfoermiger oder kubischer Gestalt aufweisen. Diese Metallgeflecht-Fuellkoerper-Puellungen benoetigen einen grosaen Fertigungs- und Montageaufwand. Da diese Puellkoerper eine Vielzahl gerader Plaechen aufweisen, ist die Verschmutzungsempfindliohkeit sehr gross.

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Auaaerdem liegen die Plaechen dieser Puellkoerper direkt aneinander und dadurch wird eine hohe Fuellkoerperdiehte erreicht, die einen groasen Druckverlust in der Kolonne bedingt. Ferner bewirken diese Kolonnenfuellungen Randgaengigkeit. Die Verachmutzungsempfindlichkeit, der Druckverlust und die Randgaengigkeit bedingen einen schlechten Wirkungsgrad dieser Kolonnenfuellung.

Zweck der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad einer Kolonne fuer Waerine- und Stoffaustauschprozesae durch gleichmaessige Verteilung der Pluessigkeit ueber den gesamten Kolonnenquerschnitt, zu verbessern und gleichzeitig den Fertigungsaufwand und die Verschmutzungsempfindlichkeit zu reduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine regelmaessig geschichtete Kolonnenfuellung zu schaffen, die geeignet ist, dem der Pluessigkeit entgegenstroemenden Gas-r bzw. Dampf-Strom eine Turbulenz aufzuzwingen und gleichzeitig eine gleiohmaessige Verteilung der Pluessigkeit ueber den gesamten Kolonnenquerschnitten zu erzielen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass jedes Austausoheilement aus parallel zueinander angeordneten Lamellen aus !Streckmetall oder einem, der Struktur des Streokmetalls aehnlichen Geflecht eines anderen Stoffes besteht. Zur Erhoehung der Turbulenz besitzen die Lamellen an den Laengsseiten Einschnitte. Die zwischen diesen Einschnitten liegenden LameHenabsehnitte sind abgebogen. An der Kolonnenwand anliegende untere Lamellenecken sind abgeschraegt, Dadurch wird die Pluessigkeit von der Kolonnenwand weggefuehrt und Randgaengigkeit vermieden.

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Die Austauschelemente bestehen aus einzelnen Lamellen, die durch Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente dienen gleichzeitig als Abstandshalter zwischen den Lamellen. Die Lamellen der Austauschelemente sind zur vertikalen Kolonnenachse geneigt angeordnet, wobei die Abstaende zwischen den Lamellen so gewaehlt sind, dass sich die Lamellen teilweise ueberlappen. Durch die erfindungsgemaesse Gestaltung der Austauschelemente wird den durchstroemenden Gasen bzw. Daempfen eine zweckmaessige Stroemungsrichtung vorgegeben. Um Turbulenz und eine damit verbundene Intensivierung des Waerme- und Stoffaustausches zu erreichen, sind die Austauschelemente derart angeordnet, dass in jeder Austauschelementenschicht gegeneinander gerichtete und rechtwinklig zueinander gerichtete Gas- bzw. Dampfstroeme auftreten.

Zur weiteren Fuellung der Kolonne werden die Austauschelemente so uebereinander geschichtet, dass jedes Austauschelement im Winkel bis 180 grd horizontal gedreht zu dem darunter liegenden Austauschelement angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Austauschelemente wird ein guter Waerme- und Stoffaustausch sowie eine gleiohmaessige Verteilung der Fluessigkeit ueber den Kolonnenquerschnitt und ein geringer Druckverlust erreicht.

Durch die sich aus der erfindungsgemaessen Anordnung ergebenden vielgestaltigen Einbaumoeglichkeiten der erfindungsgemaessen Austauschelemente wird eine sehr gute Anpassungsfaehigkeit der Kolonne an die verschiedensten Betriebsbedingungen erreicht.

Die erfindungsgemaessen Austauscheleraente und die daraus zusammengesetzten Kolonnenfuellungen sind einfach in der Herstellung, wenig aufwendig bei der Montage, wenig schmutzempfindlich und sie vermeiden weitgehend Funktionsbeeintraechtigungen durch Einbauungenauigkeiten.

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Gegenueber dem Stand der Technik wird durch, die erfindungsgemaease Gestaltung und Anordnung der Austauschelemente eine wesentliche Verbesserung der Fluessigkeitsverteilung ueber den gesamten Kolonnenquerschnitt erzielt und dadurch der Wirkungsgrad fuer den Waerme- und Stoffaustausch einer Kolonne entscheidend verbessert. Der Druckabfall ueber diese Kolonnenfuellung ist gering.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausfuehrungsbeispie.1 naeher erlaeuterti

In der zugehoerigen Zeichnung zeigen

Fig. 1j ein Austauschelement in perspektivischer Darstellung

Fig. 2t geschichtete Austauschelemente in perspektivischer Darstellung

Fig. 3* geschachtelte Austauschelemente in perspektivischer Darstellung

Fig. 41 Draufsicht auf eine Austauschelementenschicht

Fig. 5 einzelne Lamellen in perspektivischer und Darstellung
Fig. 6i

Die Austauschelemente bestehen aus parallel zueinander angeordneten Lamellen 1, die aus Streckmetall gefertigt sind und miteinander durch Verbindungselemente 2 verbunden sind. Diene Austauschelemente :rind in einem einzigen Arbeitsgang herstellbar. Die Lamellen 1 sind mit Einschnitten 5 versehen. Die zwischen den Einschnitten 5 liegenden Lamellenabschnitte 6 koennen auch /^omacss Fig. 6 abwechselnd nach oben oder unten abgewinkelt spin. Zur Vermeidung der Randgaengigkeit sind die an der Kolonneiirvnnd anliegenden unteren Lamellenecken 4 abgeschraegt.

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Zur Erzielung von furbiüenz sind die Äustauseheremente innerliaJLb der Koloimefwaiid 3 derart angeordnet, dass in jede** Austauecheleme-ntenschieht gegeneinander gerichtete und rechtwinklig zueinander gerichtete Gas- bzw. Dampf^ strpeme auftreten. Die in Pig. 4 dargestellten Pfeile zeigen die Stroemungsrleitungen der aufsteigenden Gase bzw. Daempfe durch die einzelnen Austauschelemente. Durch diese Stroemungsfuehrung wird eine besonders effektive Turbulenz erzielt. Von unten beginnend sind die Austauschelemente so uebereinander geschichtet, dass jedes Austauscheleraent im Winkel von 90 grd horizontal gedreht zu dem darunter liegenden Austauscheleinent angeordnet ist. Diese Anordnung gewaehrleistet neben einer grossen Austauschflaeche auch einen geringen Druckverlust, Nach Pig, 3 sind die Austauschelemente derart uebereinander geschachtelt, dass jedes Austauschelement im Winkel von 180 grd ,horizontal gedreht zu dem darunter liegenden Austausch'element angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird ein Optimum an Austauschflaeehe in einer Kolonne untergebracht«

Claims

233763 Pmtentansprueche

1. KoIonnenfuellung zur Durchfuehrung von Waerme- und Stoffaustauschprozesaen im Gegenstrombetrieb, bestehend aus geschichteten Austauschelementen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Austauschelement aus zueinander parallel angeordneten Lamellen (1) besteht, die aus Streckmetall oder einem der Struktur des Streckmetalls aehnlichem Geflecht eines anderen Stoffes hergestellt und die einzelnen Laraellen (1) durch Verbindungselemente (2) miteinander verbunden sind, wobei die an der Kolonnenwand anliegenden unteren Lamellenecken (4) abgeschraegt sind.

2. KoIonnenfuellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austauschelemente aus zur vertikalen Kolonnenachse geneigt angeordneten Lamellen (1) bestehen, wobei die Abstaende zwischen den Lamellen (1) so gewaehlt sind, dasa sich die Lamellen (1) teilweise ueberlappen,

3, KoIonnenfuellung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auatauschelemente so angeordnet sind, dass in 4©der Austauschelementenschicht gegeneinander gerichtete und rechtwinklig zueinander gerichtete Dampfstroeme auftreten«

4, Kolonnenfuellung nach einem der Ansprueche 1 bis 3, dadurch gekeimze.lohnet, dasa jedes Austauschelement im Winkel bis zu i&Q grd horizontal gedreht zu dem darunter lie-Austattetöhelement angeordnet ist.

KoIQnneafuL«*llung nach einem der Ansprueche 1 bis 4, dadurch gökennjelohnet, daas die Laengsseiten der Lamellen Ct) Einschnitte (5) aufweisen und die Lamellenabschnitte (6) jswisöhftn den ßlnaohnttten (5) abgebogen eind.