DE3314827C2 - Tray for a mass transfer column - Google Patents
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Abstract
Ein Boden für eine Stoffaustauschkolonne, dessen Arbeitsbereich aus einer Vielzahl einander paralleler Leisten besteht, die zwischen ihnen liegende Schlitze für aufsteigende Gase oder Dämpfe begrenzen und auf gleiche Abstände voneinander gehalten sind durch Elemente, die in jenem Schlitz sitzen und Abstände voneinander haben, die ein Vielfaches der Schlitzbreite beträgt und mit mindestens einer der den Schlitz begrenzenden Leisten fest verbunden sind.A tray for a mass transfer column, the working area of which consists of a plurality of parallel strips which delimit slots between them for rising gases or vapors and are held at equal distances from one another by elements which are seated in that slot and are spaced from one another by a multiple of the slot width and are firmly connected to at least one of the strips delimiting the slot.
Description
Die Erfindung betrifft einen Boden für eine Stoffaustauschkolonne. Durch die DE-AS 10 66 542 ist ein Boden für eine Stoffaustauschkolonne bekannt, dessen Arbeitsbereich aus einer Vielzahl einander paralleler Leisten besteht, die zwischeneinander Schlitze für aufsteigende Gase oder Dämpfe begrenzen und von Hauben überdeckt sind. Bei dieser Anordnung sind die über die ganze Länge der Schlitze reichenden Hauben an ihren beiden Enden mit horizontalen, an der Wandung der Kolonne angebrachten Trägern durch Elemente fest verbunden, durch die die Enden der Leisten an diese Träger angedrückt werden. Es ist ferner bekannt, diese Anordnung derart abzuändern, daß der Arbeitsbereich der Kolonne aus einander parallelen, zwischeneinander Schlitze bildenden Leisten besteht, deren Länge gleich einem Bruchteil der Länge des Arbeitsbereiches ist und deren Enden auf quer zu ihnen liegenden Trägern, die somit die Schlitze unterbrechen, liegen, und auf ihnen unbeweglich befestigt sind, wobei jeder Schlitz von einer Haube überdeckt wird, deren Enden mit den Leisten unbeweglich verbunden sind. Daher haben alle Hauben einen konstanten vertikalen Abstand von den Leisten. Die Hauben und Leisten können von den sie tragenden horizontalen Trägern nur von oben her gelöst werden.The invention relates to a tray for a mass transfer column. DE-AS 10 66 542 discloses a tray for a mass transfer column whose working area consists of a large number of parallel strips which define slots between them for rising gases or vapors and are covered by hoods. In this arrangement, the hoods, which extend over the entire length of the slots, are firmly connected at both ends to horizontal supports attached to the wall of the column by elements by which the ends of the strips are pressed against these supports. It is also known to modify this arrangement in such a way that the working area of the column consists of parallel strips which form slots between them, the length of which is equal to a fraction of the length of the working area and the ends of which lie on supports which lie transversely to them and thus interrupt the slots, and are immovably fastened to them, each slot being covered by a hood whose ends are immovably connected to the strips. Therefore, all hoods have a constant vertical distance from the slats. The hoods and slats can only be released from the horizontal supports that support them from above.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Boden für eine Stoffaustauschkolonne, dessen Arbeitsbereich aus einer Vielzahl einander paralleler Leisten besteht, die zwischeneinander Schlitze für aufsteigende Gase oder Dämpfe begrenzen und von Hauben überdeckt sind, zu schaffen, dessen Belastbarkeit nach oben hin erweitert ist und in dessen Arbeitsbereich auf einfache Art eine Durchstiegsöffnung sowohl von oben als auch von unten her geschaffen werden kann.The object of the invention is to provide a tray for a mass transfer column, the working area of which consists of a plurality of parallel strips which define slots between each other for rising gases or vapors and are covered by hoods, the load-bearing capacity of which is extended upwards and in the working area of which a passage opening can be created in a simple manner both from above and from below.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Boden, bei dem jeder Schlitz von mehreren in Richtung des Schlitzes hintereinanderliegenden Hauben überdeckt ist, die einander benachbarten Enden zweier Hauben in vertikaler Richtung beweglich geführt sind durch ein Element, das in dem der betreffenden Haube zugeordneten Schlitz sitzt und mit mindestens einer der den Schlitz begrenzenden Leiste fest verbunden ist. Die vertikale Bewegbarkeit der Hauben ergibt eine bessere Anpassung des Bodens an unterschiedliche Gasmengen; der Umstand, daß jede der Hauben nur einen kleinen Prozentsatz der Durchtrittsöffnungen des Bodens überdecken und unabhängig voneinander in vertikaler Richtung bewegbar sind, ergibt eine große Anpassungsfähigkeit des Bodens an Belastungen, wenn sie nicht über den ganzen Kolonnenquerschnitt gleich groß sind. Um im Arbeitsbereich des Bodens eine Durchstiegsöffnung zu schaffen, können bei einer Gruppe von Leisten, die mittels Elementen fest miteinander verbunden sind, die beiden äußeren Ränder der äußeren Leisten nicht mit den Rändern der angrenzenden Leisten verbunden sein, so daß diese Gruppe als Ganzes abgehoben werden kann, nachdem die Befestigungsmittel, mit denen die Enden der Leisten dieser Gruppe mit den horizontalen Trägern verbunden sind, gelöst sind.According to the invention, this object is achieved in that, in a floor in which each slot is covered by several hoods arranged one behind the other in the direction of the slot, the adjacent ends of two hoods are guided so as to be movable in the vertical direction by an element which sits in the slot associated with the hood in question and is firmly connected to at least one of the strips delimiting the slot. The vertical mobility of the hoods results in a better adaptation of the floor to different gas quantities; the fact that each of the hoods only covers a small percentage of the passage openings of the floor and are movable independently of one another in the vertical direction, gives the floor a high adaptability to loads when these are not the same across the entire column cross-section. In order to create a passage opening in the working area of the floor, in a group of strips which are firmly connected to one another by means of elements, the two outer edges of the outer strips may not be connected to the edges of the adjacent strips, so that this group can be lifted off as a whole after the fastening means connecting the ends of the strips of this group to the horizontal supports have been released.
Da die Haubenstücke bei der Trennung des Bodens im Bereich der Dampfdurchtrittsschlitze in ihren Halterungen verbleiben, kann die Durchstiegsöffnung sowohl von oben als auch von unten montiert werden.Since the hood pieces remain in their holders in the area of the steam passage slots when the floor is separated, the access opening can be mounted from both above and below.
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.The drawings show embodiments of the invention.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen in eine Stoffaustauschkolonne eingesetzten Boden gemäß der Erfindung. Fig. 1 shows a plan view of a tray according to the invention inserted into a mass transfer column.
Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Teil dieses Bodens. Fig. 2 shows a perspective view of part of this floor.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2. Fig. 3 shows a section along line III-III of Fig. 2.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2. Fig. 4 shows a section along line IV-IV of Fig. 2.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des Schlitzes und der Haube. Fig. 5 shows a cross section through another embodiment of the slot and the hood.
Fig. 6 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Teil einer anderen Art eines Bodens gemäß der Erfindung. Fig. 6 shows in perspective view a part of another type of floor according to the invention.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6. Fig. 7 shows a section along line VII-VII of Fig. 6.
Fig. 8 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Teil einer noch anderen Art eines Bodens gemäß der Erfindung. Fig. 8 shows in perspective view a part of yet another type of floor according to the invention.
Fig. 9 bis 12 zeigen Unteransichten verschiedener Arten von Hauben der in Fig. 8 dargestellten Art. Fig. 9 to 12 show bottom views of different types of hoods of the type shown in Fig. 8.
Die Fig. 1 zeigt im horizontalen Schnitt eine Kolonnenwandung 1 mit einem darin eingelegten Boden, der auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten eine Zulauffläche 3 und eine Ablauffläche 4 hat, zwischen denen der Arbeitsteil A des Bodens liegt. Dieser besteht aus einer Vielzahl einander paralleler, horizontaler, durch Schlitze 5 voneinander getrennte Leisten 2 gleicher Breite, deren Enden auf der Zulauffläche 3 und der Ablauffläche 4 aufliegen. Jeder Schlitz 5 ist durch mehrere in Richtung des Schlitzes 5 hintereinanderliegende Hauben 6 überdeckt. In der Fig. 1 ist ein Teil der Hauben 6 nicht dargestellt, um die darunterliegenden Schlitze 5 erkennbar zu machen. Die Leisten 2 können grundsätzlich auch parallel zu den Längskanten der Zu- und Ablaufflächen liegen. Fig. 1 shows a horizontal section of a column wall 1 with a tray inserted therein, which has an inlet surface 3 and an outlet surface 4 on two opposite sides, between which the working part A of the tray lies. This consists of a plurality of parallel, horizontal strips 2 of the same width, separated from one another by slots 5 , the ends of which rest on the inlet surface 3 and the outlet surface 4. Each slot 5 is covered by several hoods 6 arranged one behind the other in the direction of the slot 5. In Fig. 1, some of the hoods 6 are not shown in order to make the slots 5 underneath visible. The strips 2 can in principle also lie parallel to the long edges of the inlet and outlet surfaces.
Bei der in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform des Bodens haben die Längsränder jeder Leiste 2 kurze vertikale Wände 2 a, 2 a&min;, deren obere Enden über eine in einem Winkel α geneigte Schrägfläche 2 b in den waagerechten Teil der Leiste 2 übergehen. Die Wände 2 a, 2 a&min; haben einen Abstand von etwa 1 bis 3 cm voneinander, so daß sich zwischen ihnen ein Schlitz 5 befindet, durch den Gase oder Dämpfe aufsteigen können. Jeder Schlitz 5 ist überdeckt von mehreren in Längsrichtung jedes Schlitzes 5 hintereinanderliegenden Hauben 6, deren Mittelteil 6&min; waagerecht liegt, während ihre Randteile 6 a im Winkel α abwärtsgeneigt und so breit sind, daß sie sich auf die Teile 2 a, 2 a&min; der Leisten 2 legen können. Diese Randteile 6 a haben eine Vielzahl nebeneinanderliegender Austrittsschlitze 7, durch die die Dämpfe oder Gase zu den Bodenleisten 2 hin ausströmen können. Jede Haube 6 besteht aus einem Streifen eines dünnen Materials solcher Festigkeit, daß sie auf ihrer Länge formsteif ist, beispielsweise aus einem Metallblech oder einer dünnen, schmalen Kunststoffplatte. Das Gewicht der Haube 6 ist derart, daß Gase oder Dämpfe, die durch den Schlitz aufsteigen, sie von den Bodenleisten 2 abheben können. Fig. 2 zeigt auf ihrer linken Seite eine Haube 6, die auf den Teilen 2 b der Bodenleisten 2 aufliegt, auf ihrer rechten Seite eine von den Bodenleisten 2 abgehobene Haube 6. Die Länge der Hauben 6 beträgt einen Bruchteil der Länge der über die Breite der Arbeitsfläche A des Bodens reichenden Schlitze 5.In the embodiment of the base shown in Fig. 2 to 4, the longitudinal edges of each strip 2 have short vertical walls 2 a , 2 a' , the upper ends of which merge into the horizontal part of the strip 2 via an inclined surface 2 b inclined at an angle α . The walls 2 a , 2 a' are spaced about 1 to 3 cm apart, so that there is a slot 5 between them through which gases or vapors can rise. Each slot 5 is covered by several hoods 6 arranged one behind the other in the longitudinal direction of each slot 5 , the middle part 6' of which is horizontal, while their edge parts 6 a are inclined downwards at an angle α and are wide enough to rest on the parts 2 a , 2 a' of the strips 2 . These edge parts 6 a have a plurality of adjacent outlet slots 7 through which the vapors or gases can flow out to the floor strips 2. Each hood 6 consists of a strip of a thin material of such strength that it is dimensionally stable along its length, for example of a metal sheet or a thin, narrow plastic plate. The weight of the hood 6 is such that gases or vapors rising through the slot can lift it off the floor strips 2. Fig. 2 shows on its left side a hood 6 which rests on the parts 2 b of the floor strips 2 , and on its right side a hood 6 lifted off the floor strips 2. The length of the hoods 6 is a fraction of the length of the slots 5 extending across the width of the working surface A of the floor.
In Abständen, die den Längen der Hauben 6 entsprechen, sind in jeden Schlitz 5 Elemente 8 eingesetzt. In den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 2 bis 4 haben diese Elemente 8 die Form eines U-förmigen Stücks mit vertikal nach oben ragenden Schenkeln 8 a. Das Ende der Haube 6 ist so ausgebildet, daß es einen Ansatz 6 b mit zwei zur Längsachse der Haube symmetrischen vertikalen Schenkeln 9, 10 aufweist, deren Außenabstand gleich dem Innenabstand der Schenkel 8 a des U-förmigen Elementes 8 ist. Jeder der Schenkel 8 a hat im Bereich seines oberen Endes Einkerbungen 8 b. Über die Einkerbungen 8 b hinausragende Teile 8 c des Schenkels 8 a ist eine Platte 11 mit entsprechenden Schlitzen 11&min; gesetzt, deren Dicke ein wenig größer ist als die innerste schmalste Stelle der Einkerbung 8 b und ein wenig kleiner ist als das äußere Ende der Einkerbung 8 b. Nachdem die Platte 11 über die oberen Enden 8 c der Schenkel 8 a bis in die Einkerbungen 8 b eingesetzt worden ist, werden die oberen Enden 8 c so weit verbogen (s. rechte Seite der Fig. 2), daß die Platte 11 fest mit den Schenkeln 8 a verbunden ist. An den beiden Außenrändern des in Fig. 1 mit B bezeichneten Teils der Arbeitsfläche A sind die Elemente 8 nur mit Rändern 2 a der zum Bereich B gehörenden Leisten 2 mittels einer Schweißnaht 8&min; verbunden (s. Fig. 4), während sie mit den an ihnen anliegenden Rändern 2 a&min; der anderen Leisten 2 nicht fest verbunden sind. Die im Bereich B des Bodens liegenden Leisten 2 können daher leicht abgehoben und leicht wieder an ihre Stelle gesetzt werden. Durch diesen Bereich B kann daher ein Arbeiter aus beiden Richtungen durch den Boden hindurch gelangen, ohne dabei Hauben entfernen zu müssen.At intervals corresponding to the lengths of the hoods 6 , elements 8 are inserted into each slot 5. In the embodiments according to Figs. 2 to 4, these elements 8 have the shape of a U-shaped piece with vertically upwardly projecting legs 8 a . The end of the hood 6 is designed such that it has a projection 6 b with two vertical legs 9, 10 symmetrical to the longitudinal axis of the hood, the outer distance between which is equal to the inner distance between the legs 8 a of the U-shaped element 8. Each of the legs 8 a has notches 8 b in the region of its upper end. Parts 8 c of the leg 8 a projecting beyond the notches 8 b have a plate 11 with corresponding slots 11' , the thickness of which is slightly larger than the innermost narrowest point of the notch 8 b and slightly smaller than the outer end of the notch 8 b . After the plate 11 has been inserted over the upper ends 8 c of the legs 8 a into the notches 8 b , the upper ends 8 c are bent so far (see right-hand side of Fig. 2) that the plate 11 is firmly connected to the legs 8 a . On the two outer edges of the part of the work surface A designated B in Fig. 1, the elements 8 are only connected to edges 2 a of the strips 2 belonging to area B by means of a weld seam 8' (see Fig. 4), while they are not firmly connected to the edges 2 a' of the other strips 2 adjacent to them. The strips 2 lying in area B of the floor can therefore be easily lifted off and easily replaced. A worker can therefore get through this area B through the floor from both directions without having to remove hoods.
Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen nur dadurch, daß die Längsränder 2&min;&min; der Leisten 2 vertikal aufwärtsgebogen sind, so daß sich die sie überdeckende Haube 6 auf die Oberkanten dieser Ränder legen kann. Die Elemente 8 können passend zwischen die vertikalen Ränder 2&min;&min; eingesetzt werden.The embodiment shown in Fig. 5 differs from the embodiment shown in Fig. 2 essentially only in that the longitudinal edges 2" of the strips 2 are bent vertically upwards so that the hood 6 covering them can be placed on the upper edges of these edges. The elements 8 can be inserted between the vertical edges 2" in a suitable manner.
Bei den Ausführungsarten nach Fig. 6 bis 12 bestehen die jeweils einen Schlitz 15 überdeckenden Hauben 16 bzw. 26 aus einem massiven Block eines verhältnismäßig leichten Kunststoffes, dessen Unterseite durch eine Vielzahl von quer zur Längsachse des Blocks 16 liegenden Austrittsschlitzen 17 bzw. 27 unterteilt ist.In the embodiments according to Fig. 6 to 12, the hoods 16 and 26 , each covering a slot 15, consist of a solid block of a relatively light plastic, the underside of which is divided by a plurality of outlet slots 17 and 27 , respectively, lying transversely to the longitudinal axis of the block 16 .
Bei der Anordnung nach Fig. 6 und 7 bestehen die Leisten 12 ebenfalls aus einem Kunststoff und haben daher ebenfalls eine erheblich größere Dicke als die in Fig. 2 dargestellten Leisten 2. Die vertikalen Ränder 12 a der Leisten 12 haben eine größere Höhe als die Dicke der Leisten 12. An ihr oberes Ende schließt sich eine zur horizontalen Oberseite der Leiste 12 abfallende Schrägfläche 12 b an, der die Schrägfläche 16 a der Ränder der Unterseite der Haube 16 entspricht.In the arrangement according to Fig. 6 and 7, the strips 12 are also made of a plastic and therefore also have a considerably greater thickness than the strips 2 shown in Fig. 2. The vertical edges 12a of the strips 12 have a greater height than the thickness of the strips 12. At their upper end there is an inclined surface 12b sloping down to the horizontal upper side of the strip 12 , which corresponds to the inclined surface 16a of the edges of the underside of the hood 16 .
In den Schlitz 15 sind blockförmige Körper 18 eingesetzt, die der Breite des Schlitzes 15 entsprechen. Sie sind mit den Rändern 12 a der Leisten 12 fest verbunden, wobei jedoch die Außenränder 12 a der zur Gruppe B gehörenden Leisten 12 nicht mit den Blöcken 18 verbunden sind. In ein Gewinde des Blocks 18 ist eine Kopfschraube 19 eingeschraubt, deren Bolzen als Führung für die benachbartenHauben 16 dient, die entsprechende Führungsflächen 16 b besitzen.Block-shaped bodies 18 are inserted into the slot 15 , which correspond to the width of the slot 15. They are firmly connected to the edges 12a of the strips 12 , whereby the outer edges 12a of the strips 12 belonging to group B are not connected to the blocks 18. A cap screw 19 is screwed into a thread of the block 18 , the bolt of which serves as a guide for the adjacent hoods 16 , which have corresponding guide surfaces 16b .
Die in den Fig. 8 bis 12 dargestellte Ausführungsart unterscheidet sich von der in Fig. 6 dargestellten Art im wesentlichen dadurch, daß die Oberseite der Leisten 22 bis zu den Schlitzen 15 eben ist, und daß somit die Seitenränder der Hauben 26 ebene Grundflächen 26 a haben, die auf den Leisten 22 aufsitzen. Zwischen den Flächen 26 a weist die Haube 26 im Bereich des Schlitzes 15 einen nach unten ragenden, sich trapezförmig verjüngenden Ansatz 26 b auf. Die Haube 26 hat auf ihrer Unterseite durchgehende Querschlitze 27. Die Menge der durch die Schlitze 15 aufsteigenden Gase oder Dämpfe wird somit bestimmt durch ein Maß, um das diese die Haube 26 anheben.The embodiment shown in Figs. 8 to 12 differs from the embodiment shown in Fig. 6 essentially in that the top of the strips 22 is flat up to the slots 15 , and that the side edges of the hoods 26 thus have flat base surfaces 26a which rest on the strips 22. Between the surfaces 26a , the hood 26 has a downwardly projecting, trapezoidally tapered projection 26b in the area of the slot 15. The hood 26 has continuous transverse slots 27 on its underside. The amount of gases or vapors rising through the slots 15 is thus determined by the amount by which they raise the hood 26 .
Die Fig. 9 bis 12 zeigen verschiedene Formen von Unteransichten der Hauben 16 und 26. Sie unterscheiden sich durch die verschiedene Richtung der Querschlitze 27 zur Achse der Haube 26. Bei Fig. 9 liegen die Querschlitze 27 rechtwinklig zur Achse der Haube, bei den Fig. 10 und 11 liegen sie in einem spitzen Winkel dazu und in Fig. 12 sind die Schlitze 27 so gewinkelt, daß die Gase oder Dämpfe an beiden Rändern der Haube in gleichen Winkeln zu deren Längsrichtung ausströmen. Fig. 9 to 12 show different forms of bottom views of the hoods 16 and 26. They differ in the different direction of the transverse slots 27 to the axis of the hood 26. In Fig. 9, the transverse slots 27 are at right angles to the axis of the hood, in Figs. 10 and 11 they are at an acute angle to it and in Fig. 12 the slots 27 are angled so that the gases or vapors flow out at both edges of the hood at equal angles to its longitudinal direction.
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