DE602004000563T2

DE602004000563T2 - Strömungsverteiler und mit diesem ausgestattetes kesselartiges Element

Info

Publication number: DE602004000563T2
Application number: DE602004000563T
Authority: DE
Inventors: Thierry Sicard; Benoit Grislain; Matthieu Vicot
Original assignee: TISSMETAL SA
Current assignee: TISSMETAL SA
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2024-04-08
Also published as: EP1468716B1; DE602004000563D1; EP1468716A1; FR2853563A1; FR2853563B1; ATE321599T1; ES2260738T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromverteiler.
Sie bezieht sich insbesondere aber nicht ausschließlich auf einphasige oder zweiphasige Stromverteiler.
Sie bezieht sich auch auf das zylinderförmige, kesselartige Element, das mit einem Verteiler ausgestattet ist.
Insbesondere in der Chemie oder in der Petrochemie ist es manchmal notwendig, aus einem Gasstrom, die von ihm übertragenen Tropfen oder Partikel zu eliminieren.
Dafür muß dieser ein Filtrationselement, das auch Tröpfchenabscheider oder Abscheidgewebe genannt wird und das dazu bestimmt ist, die Trennung der Partikel von dem Gasstrom zu erlauben, durchqueren.
Zu diesem Zweck wird das Abscheidgewebe in einem allgemein zylinderförmigen, kesselartigen Element vertikaler oder horizontaler Achse derart angeordnet, daß das Volumen des Behälters in zwei Kammern aufgeteilt ist.
In eine der Kammern wird der zu verarbeitende Gasstrom eingeführt, welcher in die zweite Kammer durch das Abscheidgewebe wandert.
Wiedergewinnungsmittel des verarbeiteten Gases, das das Gewebe durchgequert hat und der Partikel oder der behaltenen Tropfen sind selbstverständlich in jeder der Kammern vorgesehen.
Bekannterweise ist die Verarbeitungsfähigkeit eines Abscheidgewebes insbesondere von seinem Umfang abhängig.
Seine Effizienz hängt von mehreren Parametern, darunter dem Gasstrom pro Flächeneinheit, ab.
Es ist tatsächlich nachvollziehbar, daß ab einem gewissen Betrag des Stroms die Trennungseffizienz des Abscheidgewebes sinkt und letzteres Gas mit Tropfen fließen läßt.
Für einen optimalen Wirkungsgrad der Anlage muß sich das Gas, das in den Behälter lateral gemäß einer radialen Richtung durch eine Leitung eingeführt wird, während seiner emporstrebenden Bewegung einheitlich verteilen, damit der Durchsatz pro Flächeneinheit, der das Gewebe durchquert, kleiner als ein vorbestimmter Wert und/oder in einem Arbeitskorridor bleibt.
Es ist verständlich, daß sich dieses geladene Gas, das aus einer Versorgungsleitung reduzierten Querschnitts im Vergleich zum Querschnitt des Behälters mit einer bestimmten Geschwindigkeit kommt nicht einheitlich über den ganzen Querschnitt des Behälters verteilt, es sei denn, man entfernt den Einführungspunkt des Gases überproportional vom Abscheidgewebe oder begrenzt die Einführungsgeschwindigkeit des geladenen Gases.
Das ist selbstverständlich möglich, es ist aber viel vorteilhafter, einen kleinen Behälter als einen großen auszubilden, insbesondere auf Grund der Erfordernisse, die zum Beispiel mit dem Druck, der innerhalb solcher Behälter herrschen kann, verbunden sind.
Um diesen Nachteil zu beheben, kennt man einen Stromverteiler (WO-A-01/60478 umfassend Ablenkklingeln, die entlang der Gaseinleitungsachse angeordnet sind, wobei jede Klinge einen ersten Teil umfaßt, der parallel zu dieser Einleitungsachse ist und dann einen mittleren gebogenen Teil, der von einem Endteil verlängert ist, der senkrecht auf dem ersten Teil ist. Diese Klingen kanalisieren den Gasstrom.
Eine solche Vorrichtung ist relativ kompliziert und die Optimierung der Parameter der Vorrichtung ist schwierig, insbesondere auf Grund der mehreren Oberflächen, ihrer Formen und des Flächenzustands dieser Klingen.
Die Erfindung bietet sich an, insbesondere den oben genannten Problemen eine Lösung zu bringen.
Zu diesem Zweck ist der Gegenstand der Erfindung ein Stromverteiler, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus Platten besteht, die entlang der Stromeinleitungsachse beabstandet und ausgerichtet sind, wobei jede Platte eine Öffnung aufweist, weiche um die vorgenannte Achse zentriert ist, wobei die Flächen dieser Öffnungen in der Richtung des Fortschreitens des Stromes abnehmend ausgebildet sind.
Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung, die als nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel gegeben ist, verstanden, in Beziehung mit der Zeichnung, die schematisch darstellt:
1: einen Stromverteiler in perspektivischer Ansicht,
2: eine Vorrichtung umfassend einen Stromverteiler in vertikaler Querschnittzeichnung,
3: eine modellierte Visualisierung der Partikel ohne Verteiler,
4: eine modellierte Visualisierung der Partikel mit dem erfindungsgemäßen Verteiler.
Bezugnehmend auf die Zeichnung, sieht man eine Vorrichtung umfassend einen Stromverteiler 1.
Wie es sichtbar ist, umfaßt diese Anlage in einem Behälter 2 ein kesselartiges Element, ein Trennungsmittel 3, das die Fluidtropfen, die in dem sie übertragenden Gas verteilt sind, trennen soll.
Das geladene Gas wird in die primäre Kammer 4 eingeführt, wobei es von einer Versorgungsleitung 5 gebracht wird.
Der Behälter 2 ist ein Zylinder, und die Eingangsleitung 5 ist beabstandet von der Basis des Zylinders.
Eine Wiederaufnahmeleitung 6 des Gases ist mit der zweiten Kammer verbunden, die sich oberhalb oder abwärts von dem Trennungsmittel 3 befindet.
Die Versorgungsleitung mündet radial und vor dieser Versorgungsleitung, wobei der Verteiler gegenüber dieser Leitung angeordnet ist.
Dieser Stromverteiler ist dazu bestimmt, das aus dem Eingang kommende Gas einheitlich zu verteilen, um die bevorzugten Wege zu vermeiden und insbesondere um das Geschwindigkeitsprofil des Gases, die das Trennungsmittel angreifen, einheitlich zu verteilen.
Er besteht aus Platten 1A, die entlang der Stromeinleitungsachse Z beabstandet und ausgerichtet sind, wobei jede Platte 1A eine Öffnung 1B aufweist, welche um die vorgenannte Achse zentriert ist, wobei die Flächen dieser Öffnungen in der Richtung des Fortschreitens des Stromes abnehmend ausgebildet sind.
Die Platten sind gegebenenfalls viereckig und jede Öffnung ist kreisförmig.
Der kreisförmige Querschnitt ist selbstverständlich interessant.
Stege 1C hallen die Platten 1A in dem gewünschten Abstand.
Die erste Platte ist von der Innenwand des Behälters beabstandet.
Mit diesem System stößt die Außenhülle des Gasstroms, der mit einer gewissen Geschwindigkeit kommt, derart gegen die Kanten der Öffnungen, daß ein Anteil des Stromes progressiv in eine auf der Einleitungsachse senkrechte Ebene abgelenkt wird.
Ein Anteil des Stromes wird also progressiv über 360° abgelenkt und wird Wirbel verursachen.
Die Anzahl der Platten, ihr Abstand und die Größe der Öffnungen 1A hängen von dem Durchsatz, von der Abmessung der Leitung, vom Durchmesser des Zylinders und anderen Parametern ab.
Beispielhaft wird für einen Zylinder mit einem Durchmesser von viertausendsechshundert Millimetern und einem Durchmesser der Eingangsleitung von tausendzweihundert Millimetern ein Verteiler mit sieben Platten benutzt, wobei die Öffnung der Platte, die dem Eingang am nächsten liegt, einen Durchmesser von tausendeinhundertvierzig Millimetern, die vierte einen Durchmesser von achthundertvierzehn Millimetern und die letzte einen Durchmesser von vierhundertachtundachtzig Millimetern aufweist.
Die Vorrichtung wird daher entweder über ihre beiden Enden mit Hilfe von Verbindungsteilen, die in der Verlängerung der Stege befestigt sind, gehalten oder durch eine oder zwei Traverse(n) (10) getragen.
Diese Traversen modifizieren kaum das Fließen des mit Partikeln geladenen Gases.
In 4 hat man im Vertikalschnitt links die Modellierung der Stromverteilung mit einem erfindungsgemäßen Verteiler dargestellt.
3 zeigt die Verteilung der Partikel in einem Behälter mit Trennungselement, ohne Verteiler.
Man stellt fest, daß die 100μm-Partikeln gegen die Wand, die sich gegenüber dem Eingang befindet, stoßen, was eine Konzentration an der Seite der gegenüberliegenden Wand verursacht.
Es wurde festgestellt, daß der Wiederumlauf der Partikel heterogene Zonen induziert, deren Geschwindigkeitskorridor in dem Intervall (0,07–1,35) m/s liegt.
Es ergeben sich also Probleme.
Der erfindungsgemäße Verteiler wird beschrieben.
Man stellt fest, daß es eine bessere Verteilung der Partikel in dem Raum gibt.
Man stellt fest, daß die Geschwindigkeiten der Partikel zwischen 0,38 und 0,66 m/s liegen, was einer Amplitudenreduzierung von 80% entspricht.
Folglich bringt die Benutzung des Verteilers:

1.) für den Gas/Flüssig-Trennvorgang:
– eine einheitliche Verteilung der Angriffsgeschwindigkeiten des Tröpfchenabscheiders,
– eine Wiederzentrierung des Bereichs der Geschwinden, die gegen die nominale Geschwindigkeit konvergieren,
– die Benutzung der ganzen Oberfläche des Tröpfchenabscheiders,
– die Möglichkeit, größere Stöße in dem Prozeß zu erlauben,
2.) den wirtschaftlichen Zwängen:
– eine kleinere Dimensionierung des Durchmessers,
– eine kleinere Dimensionierung des Abstands des Behälters zwischen der Versorgungsleitung und dem Tröpfchenabscheider.
3.) der Umwelt:
– eine Verringerung der Vibrationen,
– eine Verringerung des Betriebslärms durch die Abwesenheit von Stößen an dar gegenüberliegenden Wand.

Claims

Stromverteiler, welcher dazu bestimmt ist, in einem allgemein zylinderförmigen, kesselartigen Element gehalten zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Platten (1A) besteht, die entlang der Stromeinleitungsachse (Z) beabstandet und ausgerichtet sind, wobei jede Platte (1A) eine Öffnung (1B) aufweist, welche um die vorgenannte Achse zentriert ist, wobei die Flächen dieser Öffnungen in der Richtung des Fortschreitens des Stromes abnehmend ausgebildet sind.
Stromverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung kreisförmig ist.
Stromverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stege (1C) die Platten (1A) in dem gewünschten Abstand voneinander halten.
Kesselartiges Element, das mit einem Abscheidemittel ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Stromverteiler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist.
Kesselartiges Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte von der Innenwand des kesselartigen Elements beabstandet ist.
Kesselartiges Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverteiler über seine beiden Enden mit Hilfe von Verbindungsteilen, die in der Verlängerung der Stege befestigt sind, gehalten wird.
Kesselartiges Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverteiler durch eine oder zwei Traverse(n) getragen wird.