DE4306235B4 - Packungsabschnitt für eine Wärme- und Materialaustauschkolonne und Destillationskolone mit einem solchen Abschnitt - Google Patents

Abstract

Packungsabschnitt für eine Wärme- und Materialaustauschkolonne (1) mit einer zylindrischen Packung (3) aus vertikal angeordneten, mit kreuzender Riffelung versehenen Metallblechen (5), wobei die Packung (3) einen Durchmesser größer als 2 m hat und von einer Spannumreifung (4) umgeben ist mit einer axialen Länge größer als der Hälfte der axialen Länge der Packung, wobei die Umreifung die Packung unter einer Spannkraft umschlingt, die größer als 1000 daN ist, um für eine feste und sich selbst stützende Einheitspackungsanordnung zu sorgen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Packungsabschnitt für Wärme- und Materialaustauschkolonnen mit einer zylindrischen Packung aus vertikal angeordneten Bögen bzw. Platten mit sich kreuzenden Rillen oder Riffelungen, wobei die Packung von einer Spannumreifung umgeben ist.
• Ein ähnlicher Packungsabschnitt ist in dem Dokument CH-A-676,434 beschrieben. Diese Veröffentlichung beschreibt für Packungsabschnitte großen Durchmessers die Schaffung einer Vielzahl fester Verbindungen zwischen den benachbarten Platten der Packung, die somit eine gute Festigkeit hat, welche ihre Handhabung gestattet.
• Das Dokument WO 89/10527 A1 zeigt auch einen ähnlichen Packungsabschnitt wie jener der eingangs beschriebenen Art und beschreibt Mittel am Umfang des Packungsabschnittes, um zu verhindern, daß herablaufende Flüssigkeit zu dem umgebenden Kolonnenmantel wandert. Diese Mittel sind zwischen dem Umfang des Packungsabschnittes und dem Kolonnenmantel angeordnet und unterbrechen die Fluidströmung. Eine umfassende Hülse ist nur dafür vorgesehen, eine Dichtung um die Basis des Packungsabschnittes dadurch vorzusehen, daß eine Berührung mit inneren Rippen vorgesehen wird. Zwischen dieser Hülse und dem Packungsabschnitt ist ein Raum belassen, der einen Fluidbypass verhindert, wobei eine zusätzliche feine Packung in diese Räume eingeführt wird.
• Bei dieser bekannten Packung geht es nicht um eine erhöhte Festigkeit, zumal Packungen mit einem Durchmesser von mehr als 2m keine Rollen spielen. Da es gerade die Lehre dieser Veröffentlichung ist, den Zwischenraum zwischen der genannten Hülse und dem Packungsabschnitt dafür sorgen zu lassen, einen Bypass durch den Innenraum für das Fluid zu verhindern, würde der Fachmann nicht einfach die Spannung der Hülse erhöhen, denn dann würde der Zwischenraum zwischen der Hülse und dem Packungsabschnitt vernichtet werden. Es widerspricht den technischen Überlegungen bei der bekannten Packung, den Zwischenraum durch Erhöhen der Spannung der Bereifung zu beeinträchtigen oder gar zu zerstören.
• Aus der CH-664,091 A5 ist die Fertigung der Lagen der Packungen aus metallischen Materialien an sich bekannt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Packungsabschnitten großen Durchmessers Verbesserungen vorzusehen, die es erlauben, auf einfache, wirksame und leichte Weise den Packungen, selbst Packungen großer Ausmaße, eine erhöhte Festigkeit zuteil werden zu lassen, welche ihre Handhabung und ihre Installation in den Kolonnen erleichtert und insbesondere den vorherigen Zusammenbau der Kolonnen in der Fabrik, wobei die Kolonnen mit ihren inneren Abschnitten versehen sind, und die Beförderung dieser Abschnitte in horizontaler Position erlaubt.
• Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Packungsabschnitt der eingangs genannten Art gemäß einem Merkmal der Erfindung für einen Durchmesser der Packung größer als 2 m. Dabei ist die Packung von mindestens einer Umfangsumreifung mit einer axialen Länge umfaßt, die größer ist als die halbe Höhe der Packung, und die Umreifung umgibt die Packung unter einer Spannung größer als 1000 daN, um für eine feste und sich selbst stützende Einheitspackungsanordnung zu sorgen.
• Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Packung eine axiale Länge hat, die größer als 50 cm ist, wobei vorzugsweise die Metallplatten jede eine Dicke kleiner als 1 mm hat. Günstig ist es erfindungsgemäß weiterhin, wenn die Umreifung metallisch ist und vorzugsweise von einem metallischen Profil gebildet ist. Dabei kann man die Umreifung erfindungsgemäß von einem Aluminiumprofil bilden.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Destillationskolonne, insbesondere für Luftgase, mit einem äußeren Mantel und mindestens einem Packungsabschnitt gemäß der vorstehenden Beschreibung, der konzentrisch in der Ummantelung angeordnet ist, wobei die Bleche oder Platten und die Umreifung in typischer Weise aus Metall, vorzugsweise Aluminium, bestehen.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der einzigen Zeichnung.
• Die einzige Figur zeigt schematisch in auseinandergezogener Perspektive, für das bessere Verständnis aber nicht maßstäblich, einen Teil einer Luftdestillationskolonne gemäß der Erfindung.
• Wie in dieser Figur gezeigt ist, weist eine Wärme- und Materialaustauschkolonne bzw. eine Luftdestillationskolonne 1, insbesondere für die Produktion von Sauerstoff und Stickstoff, einen Mantel 2 und innerhalb dieses Mantels mindestens eine Destillationsstufe auf, welche durch einen Stapel von mindestens zwei, in typischer Weise mehr als vier angeordneten, Packungsabschnitten 3 gebildet ist. Jeder Abschnitt 3 ist aus einer Packung von vertikal miteinander verbundenen Bögen, Platten, Lagen bzw. Blättern mit sich kreuzenden Rillen bzw. Riffelungen 5 gebildet, in typischer Weise Aluminiumplatten einer Nenndicke von weniger als 1 mm, wie in der Veröffentlichung FR-A-2,630,819, welche der WO 89/10527 A1 entspricht, beschrieben ist. Jede Packung 3 hat einen Durchmesser größer als 2 m, in typischer Weise zwischen 2 und 4 m, und eine Höhe größer als 20 cm, in typischer Weise größer als 50 cm.
• Gemäß der Erfindung ist jede Packung von einer Umfangsumreifung 4 umgeben, deren Höhe größer ist als die halbe Höhe der Packung, in typischer Weise etwas kleiner als letztere, vorzugsweise aus Blech, möglicherweise ausgeschnitten und teilweise sich überlappend, mit einer Dicke größer als 2 mm oder einem extrudierten Aluminiumprofil mit einem komplexen Abschnitt, der so ausgewählt ist, daß die Kontakte mit der Packung und, während er in einer Kolonne montiert ist, mit dem Mantel der letzteren maximiert sind. Die Ummantelung 4 wird um die zusammengebauten Platten oder Lagen in einer Packung auf einer Lehre angeordnet, unter Spannung und auf sich selbst unter Spannung geschlossen, z.B. durch Vernieten. Für einen Packungsdurchmesser größer als 2 m ist die Ummantelungsspannung der Ummantelung 4 größer als 1000 daN, in typischer Weise in der Größenordnung von 2000 daN. Bei einer solchen Anordnung werden trotz der Dünnheit der Platten 5 diese aufgrund ihrer Anzahl und der vielfach kreuzenden Riffelungen nicht durch die Greifkraft beeinträchtigt, wobei jede Packung eine extrem starre und leichte Einheitsanordnung bildet und jede Art Handhabung gestattet ohne das Risiko der Verwertung und somit ihren Einbau in der Fabrik in eine Kolonne für ihre Beförderung nach vorherigem Zusammenbau gestattet und somit auch gestattet, im Mantel 2 der Kolonne Mannlöcher wegzulassen, die gewöhnlich notwendig sind, um die Packungsabschnitte in den Kolonnen einzulagern.

Claims (8)

1. Packungsabschnitt für eine Wärme- und Materialaustauschkolonne (1) mit einer zylindrischen Packung (3) aus vertikal angeordneten, mit kreuzender Riffelung versehenen Metallblechen (5), wobei die Packung (3) einen Durchmesser größer als 2 m hat und von einer Spannumreifung (4) umgeben ist mit einer axialen Länge größer als der Hälfte der axialen Länge der Packung, wobei die Umreifung die Packung unter einer Spannkraft umschlingt, die größer als 1000 daN ist, um für eine feste und sich selbst stützende Einheitspackungsanordnung zu sorgen.
2. Abschnitt nach Anspruch 1, wobei die Packung (3) eine axiale Länge hat, die größer als 50 cm ist.
3. Abschnitt nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Metallplatten jede eine Dicke kleiner als 1 mm hat.
4. Abschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Umreifung (4) metallisch ist.
5. Abschnitt nach Anspruch 4, wobei die Umreifung (4) von einem metallischen Profil gebildet ist.
6. Destillationskolonne mit einem äußeren zylindrischen Mantel (2) und mindestens einem umfaßten Packungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der konzentrisch in dem Mantel angeordnet ist.
7. Kolonne nach Anspruch 6 für die Destillation von Luft, wobei die Bleche der Packung aus Aluminium sind.
8. Abschnitt nach Anspruch 7, wobei die Umreifung (4) von einem Aluminiumprofil gebildet ist.