DE4128675A1 - Verfahren zum verbinden von glaswellplatten aus borosilikatglas - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden von Glaswellplat
ten aus Borosilikatglas bei Hochleistungspackungen für Kolonnen.
In der thermischen Trenntechnik werden neben einfachen Füllkörperschüttun
gen auch geregelte Füllkörperpackungen eingesetzt. Die Packungskörper be
stehen aus schräg gewellten Platten, die alternierend gegenläufig so
aneinandergelegt sind, daß offene, sich kreuzende Kanäle, die schräg zur
Kolonnenachse verlaufen, gebildet werden (z. B. DE-AS 13 00 511). Dadurch
wird eine wesentliche Verbesserung des Kontaktes zwischen Flüssig- und
Dampfphase und somit des Wirkungsgrades der Packung, verglichen mit dem
einer Füllkörperschüttung, erzielt. Durch Versetzen der einzelnen Füllkör
perpakete zueinander um jeweils 90° wird eine weitere Durchmischung der
Phasen erreicht.
Diese Füllkörperpakete bestehen aus unterschiedlichen Materialien, wie Ke
ramik, Edelstahl, anderen Metallegierungen, sowie aus Kunststoffen (z. B.
GB-PS 13 91 307) oder beschichteten und geformten Glasfasergebilden (z. B.
GB-PS 14 71 442). Es sind ferner auch Füllkörperpakete aus Glaswellplatten
bekannt (DE 39 09 995 C1).
Die einzelnen Wellplatten werden durch Sintern bei Keramik bzw. durch
Punktschweißen bei Stahl miteinander verbunden. Kunststoffe sowie die z. B.
aus GB-PS 14 71 442 bekannten beschichteten Glasfasergewebe werden im all
gemeinen miteinander verklebt. Bei der aus DE 39 09 995 bekannten Hochlei
stungspackung aus Glaswellplatten erfolgt der Verbund zwischen den
einzelnen Platten entweder kraftschlüssig durch eine um das Wellplatten
paket herumgelegte Banderole oder durch Verkleben mit einem anorganischen
Klebmittel oder durch Verbinden mittels eines Glaslotes.
Diese aus DE 39 09 995 C1 bekannte Hochleistungspackung aus Glaswellplat
ten besitzt in der Praxis jedoch noch gewisse Nachteile. Bei den durch ei
ne Banderole zusammengehaltenen Glaswellplatten müssen die einzelnen
Glaswellplatten entsprechend dem Durchmesser der Kolonne vorher passend
zugeschnitten werden, dann sorgfältig zusammengelegt und anschließend mit
der Banderole umhüllt werden. Dieses Zuschneiden der einzelnen Glaswell
platten ist mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden. Bei den ver
klebten oder verlöteten Glaswellplatten ist es technisch aufwendig, den
Glaskleber bzw. das Glaslot immer exakt an den Kreuzungspunkten der ein
zelnen Wellen der unterschiedlichen Glaswellplatten zu positionieren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu finden, mit Hil
fe dessen sich Glaswellplatten aus Borosilikatglas für Hochleistungs
packungen für Kolonnen einfach und dauerhaft miteinander verbinden
lassen.
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beschriebene Verfahren
gelöst.
Die in gewünschter Weise geschichteten Glaswellplatten werden für eine
Zeit von 6-15 Minuten auf eine Temperatur, die 200-230 K über der Trans
formationstemperatur Tg des Borosilikatglases liegt, erhitzt. Dabei bildet
sich überraschenderweise an den Berührungspunkten der einzelnen Glaswell
platten eine dauerhafte und stabile Verschweißung bzw. Verschmelzung aus,
ohne daß die Glaswellplatten ihre Form verlören. Glaswellplatten aus Boro
silikatglas 3.3 können durch 6-15minütiges Erhitzen auf eine Temperatur
von 725-7550C miteinander verbunden werden. Borosilikatglas 3.3 ist ein
genormtes Borosilikatglas, dessen Kennwerte in der Norm DIN/Iso 3585 fest
gelegt sind. Die Aufheizgeschwindigkeit, mit der die Glaswellplatten auf
die Reaktionstemperatur aufgeheizt werden, wird zweckmäßigerweise mög
lichst hoch gewählt, um die Taktzeiten möglichst klein zu halten. Aller
dings darf die Aufheizgeschwindigkeit nicht so hoch sein, daß die Platten
während des Aufheizens springen. Normalerweise erzielt man mit Aufheizge
schwindigkeiten zwischen 3 und 5 K/min befriedigende Ergebnisse.
Die Stabilität des hergestellten Verbundes aus Glaswellplatten ist ganz
vorzüglich. An den Kreuzungs- bzw. Berührungspunkten der einzelnen Glas
wellplatten erfolgt bei der Wärmebehandlung eine außerordentlich feste
Verschweißung bzw. Verschmelzung der Glasplatten. Es ergibt sich damit ein
Plattenverbund, der überall die gleiche chemische Zusammensetzung und den
gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Aus den erfindungs
gemäß miteinander verschmolzenen Plattenpaketen kann die gewünschte Hoch
leistungspackung leicht in beliebigen Abmessungen durch Aussägen oder
Ausbohren hergestellt werden. Aus dem miteinander verbundenen Paket von
Glaswellplatten können ohne Schwierigkeiten Packungen mit einer Genauig
keit von ± 0,1 mm geschnitten werden, so daß bei entsprechend genau gefer
tigten Kolonnenschüssen in der Kolonne nur noch ein Randspalt von ca.
0,2 mm zwischen Packung und Innenwandung der Kolonne vorhanden ist. Dadurch
wird es möglich, auf gesonderte Randabdichtungen zwischen Packung und Ko
lonneninnenwand zu verzichten. Das neue Verfahren ermöglicht es auch, ohne
Schwierigkeiten Glaswellplatten einzusetzen, die vor dem Verschweißen bzw.
Verschmelzen durch Sandstrahlen oder durch andere Mittel aufgerauht sind,
um eine vergrößerte Oberflächenbenetzung, die bei Destillation und der
gleichen mitunter erwünscht ist, zu erreichen. Die einzelnen Glaswellplat
ten können ohne Schwierigkeiten bis zu einer Höhe von 50 cm für die
Verbindung durch die thermische Behandlung geschichtet werden. Darüber
hinaus besteht die Gefahr der Deformation der untersten Lagen.
Der erfindungsgemäße Verbund zwischen den einzelnen Glaswellplatten ist
mechanisch derartig stabil, daß eine entsprechend zugeschnittene Scheibe
aus dem Verbund ohne weiteres als chemisch besonders beständiger Kolonnen
tragrost Verwendung finden kann.
Die Erfindung wird anhand der Abbildung weiter dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein zusammengefügtes Paket aus Glaswellplatten in Schrägan
sicht und
Fig. 2 den Aufschnitt und die teilweise Draufsicht einer Kolonne mit
einem Tragerost aus Glaswellplatten.
Fig. 1 zeigt ein Paket aus sechs Borosilikatglaswellplatten 1, die alter
nierend gegenläufig aufeinandergelegt sind und die an sämtlichen Berüh
rungspunkten 2 der Scheitel der Wellen miteinander verschmolzen sind.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer aufgeschnittenen Kolonne, in die
ein aus erfindungsgemäß verbundenen Glaswellplatten gebildeter Tragrost 3
eingebaut ist. Der Tragrost 3 wird in der Kolonne durch den an der Innen
seite der Kolonne angebrachten Tragring 4 gehalten. Der Durchmesser des
Tragrostes 3 entspricht der Nennweite der Kolonne. Die Stärke des Kolon
nentragrostes ist so bemessen, daß er das Gewicht der auf ihn lastenden
Einbauten oder Schüttungen tragen kann. Die von der Wellenhöhe der
verwendeten Glaswellplatten abhängigen Durchlässe 5, 5′ des Kolonnentragro
stes müssen natürlich so bemessen sein, daß keinerlei Einbauten oder Füll
körper durch- bzw. hineinfallen können. Es ist ferner auch möglich,
Glaswellplatten alternierend mit Flachglasplatten zu kombinieren oder
Glaswellplatten unterschiedlicher Wellenhöhe zu verwenden.
Claims (3)
1. Verfahren zum Verbinden von Glaswellplatten aus Borosilikatglas bei
Hochleistungspackungen für Kolonnen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Glaswellplatten in gewünschter Weise übereinandergelegt und
6 bis 15 Minuten auf eine Temperatur von 200 bis 230 K über ihre
Transformationstemperatur Tg erhitzt werden.
2. Verfahren zum Verbinden von Glaswellplatten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Glaswellplatten aus Borosilikatglas 3.3. 6 bis 15 Minuten auf ei
ne Temperatur von 725 bis 755°C erhitzt werden.
3. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 oder 2 hergestellten Verbundes
aus Glaswellplatten als Kolonnentragrost.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4128675A DE4128675C2 (de) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Verfahren zum Verbinden von Glaswellplatten aus Borosilikatglas und Verwendung des Verbundes als Kolonnentragrost |
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Owner name: SCHOTT GLAS, 55122 MAINZ, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: QVF ENGINEERING GMBH, 55122 MAINZ, DE |
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R071 | Expiry of right |