DE4118755A1

DE4118755A1 - Geordnete packung zur kontaktierung fluider phasen

Info

Publication number: DE4118755A1
Application number: DE19914118755
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Ing Berger
Original assignee: Bergakademie Freiberg
Current assignee: Bergakademie Freiberg
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2011-06-07
Also published as: DE4118755C2

Description

Die Erfindung betrifft eine geordnete Packung zur Kontaktie rung fluider Phasen zur Durchführung von Stoff- und/oder Wärmeübertragungsprozessen. Die Packung kann in Kolonnen, Kühltürmen, Regeneratoren und als Katalysatorträger einge setzt werden.

Für den Einsatz in Packungskolonnen, Kühltürmen etc. sind Rieseleinbauten verschiedenster Bauformen bekannt. Ein Typ besteht aus gleichartigen Blechen mit verschiedenar tigen Durchbrüchen. Bei diesem Typ besteht der Nachteil darin, daß trotz des Vorhandenseins von Wirbel induzierenden Strukturen der Stoffaustausch nicht adäquat mit dem Druck verlust gesteigert wird, und daß die Struktur keine Querver mischung induziert.

Weiterhin existieren Packungen, die aus Blechen mit gegen die Kolonnenachse geneigter und gegeneinander versetzter Wellung bestehen, die eine gute Stofftrennleistung sichern, bei denen aber der Druckverlust zu hoch und die Ausnutzung des Kolonnenquerschnittes nicht optimal ist.

Eine weitere Kategorie von geordneten Packungen stellen die Wabenpackungen dar, bei denen alle Wände vorzugsweise verti kal orientiert sind. Sie besitzen den Vorteil sehr geringen Druckverlustes mit dem Nachteil, daß keine Quervermischung erfolgt und keine Turbulenzen induziert werden, die eine Stoffaustauschverbesserung bewirken können.

Diese Nachteile sollten mit einer Schichtung und Neigung der Flächen beseitigt werden (DD 2 27 334). Diese Lösung hat aber ihrerseits den Nachteil, daß eine Quervermischung nicht in ausreichendem Maße erreicht wird, und daß der Kolonnen querschnitt nur unzureichend genutzt werden kann. Die ange strebte hohe Stoffaustauschintensität kann so nicht erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine geordnete Packung zu schaffen, die einen geringen hydraulischen Widerstand be sitzt, in ausreichendem Maße Turbulenzen zum Steigern des Stoff- und Wärmeaustauschs induziert und eine gute Querver mischung gewährleistet.

Die Aufgabe wird durch eine geordnete Packung zur Kontak tierung fluider Phasen gelöst, wobei erfindungsgemäß die Packungselemente die Form eines stehenden Sattelkörpers mit quadratischem, rhombischem oder sechseckigem Querschnitt haben und so gestaltet sind, daß die Schenkel der Sattelkör per über die gesamte Länge eine konstante Breite und einen waagerechten Abschluß aufweisen, die Sattelkörper vertikal stehend derart horizontal aneinander gefügt sind, daß je weils ein Schenkel eines Sattelkörpers die Verbindung zwi schen zwei Schenkeln des benachbarten Sattelkörpers bildet. Von Packungsschicht zu Packungsschicht können die Sattelkör per beliebig angeordnet sein. Vorteilhaft ist jedoch eine querschnittsdeckungsgleiche vertikale Anordnung, insbeson dere eine querschnittsdeckungsgleiche, in gleiche Richtung orientierte, Anordnung. Die Sattelkörper sollten bezüglich der Wanddicke so gestaltet sein, daß sie in jedem Quer schnitt eine nahezu gleiche Wanddicke aufweisen.

Der Sattelbereich sollte für die Erzielung eines geringen hydraulischen Widerstandes abgerundet in Form einer an den Körperkanten aufgehängten Minimalfläche ausgeführt sein. Der hydraulische Widerstand wird nur unwesentlich vergrößert, wenn der Sattelbereich kantig in der Weise ausgeführt ist, daß die senkrechten Flächen der Schenkel der Sattelkörper durch jeweils zwei Dreiecksflächen, deren Berührungslinie sich horizontal vom Zentrum zu den Körperkanten erstreckt, verbunden sind.

Der Stoff- und/oder Wärmeaustausch kann gesteigert werden, wenn die Wände der Packungselemente perforiert ausgeführt sind. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Packungselemente eine Perforation in Form von vertikal orientierten Langlö chern besitzen und/oder die Packungselemente im Sattelbe reich einen Durchbruch besitzen, dessen Querschnitt gleich dem 0,1 bis 0,3-fachen des Querschnitts des Packungsele mentes ist.

Die erfindungsgemäße Packung kann vorteilhaft mit Gitter packungen kombiniert werden, indem die erfindungsgemäßen Packungselemente in Form eines Sattelkörpers schichtweise abwechselnd mit gitterförmigen Packungselementen, vorzugs weise mit gitterförmigen Packungselementen gleicher Grund fläche, angeordnet sind.

Beispiel

Die Packung besteht aus Packungselementen in Form von Sat telkörpern mit quadratischem Querschnitt. (Fig. 1) Die Schenkel 1 der Sattelkörper weisen über die gesamte Länge 4 eine konstante Breite 2 auf und besitzen einen waagerechten Abschluß 3. Der Sattelbereich ist abgerundet in Form einer an den Körperkanten 6 aufgehängten Minimalfläche 5 ausgeführt. Die Anordnung der Sattelkörper ist in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Zwei benachbarte Sattelkör per 11, 12 sind vertikal stehend derart horizontal aneinan der gefügt, daß jeweils ein Schenkel 1 des Sattelkörpers 11 die Verbindung zwischen den zwei Schenkeln 1 des benachbar ten Sattelkörpers 12 bildet. In vertikaler Richtung sind die Sattelkörper in gleicher Richtung orientiert angeordnet. Eine derartige Packung kann in analoger Weise mit den Packungselementen gemäß den Fig. 3, 4 und 5 aufgebaut sein.

Fig. 2 zeigt einen Sattelkörper mit sechseckigem Quer schnitt. Der Sattelbereich ist abgerundet in Form einer an den Körperkanten 6 aufgehängten Minimalfläche 5 ausgeführt. Fig. 3 zeigt ein Sattelkörper mit quadratischem Quer schnitt. Die senkrechte Flächen 7 der Schenkel 1 des Sattel körpers sind durch jeweils zwei Dreiecksflächen 8, deren Berührungslinie 9 sich horizontal vom Zentrum 10 zu den Körperkanten 6 erstreckt, verbunden.

Fig. 4 zeigt einen Sattelkörper mit rhombischen Quer schnitt. Der Sattelbereich ist abgerundet in Form einer an den Körperkanten 6 aufgehängten Minimalfläche 5 ausgeführt.

Claims

1. Geordnete Packung zur Kontaktierung fluider Phasen, wobei Packungselemente zu einer Packung angeordnet sind, ge kennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Packungselemente sind in Form eines stehenden Sat telkörpers ausgeführt.
- die Sattelkörper haben einen quadratischen, rhombischen oder sechseckigen Querschnitt
- die Schenkel (1) der Sattelkörper weisen über die ge samte Länge (4) eine konstante Breite (2) auf und besitzen einen waagerechten Abschluß (3)
- die Sattelkörper sind vertikal stehend derart horizon tal aneinander gefügt, daß jeweils ein Schenkel (1) eines Sattelkörpers (11) die Verbindung zwischen den zwei Schenkeln (1) des benachbarten Sattelkörpers (12) bildet.
- Die Sattelkörper sind vertikal beliebig angeordnet.

2. Geordnete Packung nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß die Sattelkörper vertikal querschnitts deckungsgleich angeordnet sind.

3. Geordnete Packung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Sattelkörper vertikal in gleicher Rich tung orientiert angeordnet.

4. Geordnete Packung nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß die Packungselemente in jedem Querschnitt eine nahezu gleiche Wanddicke aufweisen.

5. Geordnete Packung nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß die Packungselemente die Form einer an den Körperkanten (6) aufgehängten Minimalfläche (5) besit zen.

6. Geordnete Packung nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß die senkrechte Flächen (7) der Schenkel (1) der Packungselemente durch jeweils zwei Dreiecksflächen (8), deren Berührungslinie (9) sich horizontal vom Zen trum (10) zu den Körperkanten (6) erstreckt, verbunden sind.

7. Geordnete Packung nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß die Wände der Packungselemente perforiert ausgeführt sind.

8. Geordnete Packung nach Anspruch 1 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Packungselemente eine Perforation in Form von vertikal orientierten Langlöchern besitzen und/oder die Packungselemente im Sattelbereich einen Durchbruch besitzen, dessen Querschnitt gleich dem 0,1 bis 0,3fachen des Querschnitts des Packungselementes ist.