DEP0055096DA

DEP0055096DA - Replacement tray for distillation columns and gas scrubbers

Info

Publication number: DEP0055096DA
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. St.Gilgen Salzburg Suida
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1951-03-22

Description

Das Hauptpatent betrifft einen Austauschboden für Destillierkolonnen und Gaswäsche mit auf dem Boden verteilten reihenweise radial angeordneten, in schräger Richtung durch diesen geführten Schlitzen, aus welchen die Dämpfe oder Gase durchwegs in genau tangentialer Richtung und in kleinem Winkel zur Bodenfläche ausströmen, und mit gesonderten Zu- und Ablauforganen für die Flüssigkeit.The main patent relates to an exchange tray for distillation columns and gas scrubbing, with radial slots distributed in rows and inclined through these slots, from which the vapors or gases flow out consistently in an exactly tangential direction and at a small angle to the base surface, and with separate inlet and drainage elements for the liquid.

Das Hauptpatent behandelt einen dynamischen Austauschboden ohne konstantes Minimalniveau der Bodenflüssigkeit mit ausschliesslich radial angeordneten Schlitzreihen und in kleinstem Winkel zur Bodenfläche befindlichen schrägen Austrittsschlitzen für die Dämpfe und Gase mit gesonderten Zu- und Ablauforganen für die Flüssigkeit, welcher alle bisherigen Vorteile der besten dynamischen Austauschböden besitzt, ohne deren Mängel aufzuweisen und der durch besondere Anordnung der Zu- und Ablauforgane für die Flüssigkeit auch bei geringster Durchflussmenge derselben über den Austauschboden noch wirksam ist.The main patent deals with a dynamic exchange tray without a constant minimum level of the bottom liquid with exclusively radially arranged rows of slots and inclined outlet slots for the vapors and gases at the smallest angle to the bottom surface with separate inlet and outlet elements for the liquid, which has all the previous advantages of the best dynamic exchange trays, without showing their defects and which is still effective due to the special arrangement of the inlet and outlet organs for the liquid even with the smallest flow rate of the same over the exchange tray.

Wie bei jedem rein dynamischen Austauschboden sinkt jedoch der Wirkungsgrad auch bei diesem mit gegen Null konvergierender Dämpfe- oder Gasebeaufschlagung, d.h. auch bei dem im Hauptpatent beschriebenen Austauschboden wird ein normaler Wirkungsgrad erst bei einer bestimmten Minimalbeaufschlagung mit Dämpfen oder Gasen erreicht.As with any purely dynamic replacement tray, however, the efficiency also decreases with this one with a converging vapor or gas admission, i.e. also with the replacement tray described in the main patent, a normal efficiency is only achieved with a certain minimum admission of vapors or gases.

Die zusätzliche Erfindung vermeidet erstmals wirksam diesen allen rein dynamischen Böden anhaftenden Mangel, denn es gibt Betriebsfälle, bei denen geringe Beaufschlagungen mit Dämpfen oder Gasen ausserhalb des jedem dynamischen Boden zupassenden Beaufschlagungsbereiches notwendig oder unvermeidlich sind. Hier versagen aber alle rein dynamischen Austauschböden.The additional invention for the first time effectively avoids this deficiency that adheres to all purely dynamic floors, because there are operating cases in which slight exposure to vapors or gases outside the exposure area suitable for each dynamic floor is necessary or unavoidable. Here, however, all purely dynamic exchange floors fail.

Der erfindungsgemässe Austauschboden vermittelt durch seine Einrichtung unter allen Umständen ein konstantes Minimalniveau der Flüssigkeit, dessen Höhe entsprechend der jeweiligen Aus- führung des Ablauforgans von Null (rein dynamischer Boden) stetig aufwärts beliebig eingerichtet werden kann.The exchange tray according to the invention provides a constant minimum level of the liquid under all circumstances, the height of which corresponds to the respective configuration. management of the drainage organ from zero (purely dynamic floor) steadily upwards can be set up as desired.

Die zusätzliche Erfindung stellt zusammen mit der im Hauptpatent gekennzeichneten erstmals eine universelle Lösung des Problems der Austauschböden dar.The additional invention, together with the one identified in the main patent, represents a universal solution to the problem of replacement floors for the first time.

Die zusätzliche Erfindung besteht darin, dass die Dämpfe und Gase vor Austritt aus den Schlitzen durch einen hydraulischen Verschluss geführt werden, welcher ein konstantes Minimalniveau der Flüssigkeit am Austauschboden auch bei Absinken der Dämpfe- oder Gase-Beaufschlagung bis auf Null, gewährleistet. Unterhalb des mit Schlitzen versehenen Bodens ist in geringem Abstand von diesem ein zweiter Boden ohne Schlitzöffnungen als Zuführungsorgan für die Dämpfe oder Gase zu den Schlitzreihen des Oberbodens angeordnet.The additional invention consists in the fact that the vapors and gases are passed through a hydraulic closure before they exit the slots, which ensures a constant minimum level of the liquid on the exchange tray even when the vapors or gases exposure drop to zero. Below the floor provided with slots, a second floor without slot openings is arranged at a small distance therefrom as a supply element for the vapors or gases to the rows of slots in the upper floor.

Im besonderen ist der Austauschboden durch einen hydraulischen Abschluss des schlitzlosen Unterbodens und eine Zuführung der Dämpfe oder Gase zwischen dem geschlitzten und dem schlitzlosen Boden entweder am Umfang oder im Zentrum des Austauschbodens gekennzeichnet. Hierbei kann eine ringförmige, kappenartige, schlitzfreie Aufwölbung des geschlitzten Oberbodens am Umfang oder eine zentrale kappenartige, schlitzfreie Aufwölbung des geschlitzten Oberbodens vorgesehen sein, welche mit dem entweder am Umfang oder im Zentrum aufgebogenen schlitzfreien Unterboden den hydraulischen Verschluss für den Zutritt der Dämpfe oder Gase zwischen die beiden Böden bilden.In particular, the replacement floor is characterized by a hydraulic closure of the slotless sub-floor and a supply of vapors or gases between the slotted and the slotless floor either on the circumference or in the center of the replacement floor. Here, an annular, cap-like, slot-free bulge of the slotted top plate on the circumference or a central cap-like, slot-free bulge of the slotted top plate can be provided which, with the slit-free bottom plate bent up either on the circumference or in the center, the hydraulic lock for the access of the vapors or gases between form the two floors.

Ferner kann der Austauschboden mit einem ringförmigen Ablaufwehr für die Flüssigkeit versehen sein, gegebenenfalls mit gleichmässig verteilten V-förmigen Einkerbungen, deren Spitzen aber nur bis zu dem beabsichtigten Minimalniveau der Flüssigkeit auf dem Austauschboden reichen.Furthermore, the exchange base can be provided with an annular drainage weir for the liquid, if necessary with evenly distributed V-shaped notches, the tips of which, however, only reach as far as the intended minimum level of the liquid on the exchange base.

Im Falle einer zentralen Anordnung des hydraulischen Verschlusses für die Dämpfe oder Gase kann die kappenartige, schlitzlose zentrale Aufwölbung des geschlitzten Oberbodens gleichzeitig das Zulauforgan für die Flüssigkeit und deren hydraulischen Abschluss tragen. Die kappenartige zentrale Aufwölbung kann auch stufenweise ein- oder mehrmals wiederholt sein, wobei sie jeweils neuerdings als Austauschbodenfläche verwendet und damit die Austauschfläche vergrössert wird.In the case of a central arrangement of the hydraulic closure for the vapors or gases, the cap-like, slotless central bulge of the slotted top floor can simultaneously support the inlet element for the liquid and its hydraulic closure. The cap-like central bulge can also be repeated one or more times in steps, in which case it has recently been used as an exchange bottom surface and thus the exchange surface is enlarged.

Die Ausführung des Austauschbodens kann somit in mannigfacher Weise variiert werden.The design of the replacement floor can thus be varied in many ways.

In Fig. 1 (axialer Längsschnitt) und Fig. 2 (Draufsicht) ist eine beispielsweise Ausführungsform mit peripherem hydraulischem Verschluss für die Dämpfe und Gase schematisch dargestellt, wobei konstruktive Details und Stützorgane nicht gezeichnet sind. Der gemäss Hauptpatent ausgeführte geschlitzte Oberboden 1 mit den Schlitzen 2 besitzt ein Zulaufwehr 8 und ein Ablaufwehr 7, welches mit V-förmigen Einkerbungen 10 versehen ist, deren untere Spitzen nur bis zum beabsichtigten Minimalniveau der Flüssigkeit reichen.In Fig. 1 (axial longitudinal section) and Fig. 2 (top view) an example embodiment with a peripheral hydraulic closure for the vapors and gases is shown schematically, construction details and support members not being shown. The slotted top floor 1 with the slots 2, designed according to the main patent, has an inlet weir 8 and an outlet weir 7 which is provided with V-shaped notches 10, the lower tips of which only extend to the intended minimum level of the liquid.

Der Austauschboden arbeitet genau entsprechend dem dynamischenThe replacement floor works exactly like the dynamic one

Boden des Hauptpatentes, wobei die Ablaufrinne 9 der Ableitung der Flüssigkeit dient und die Ablaufrohre 6 zum hydraulischen Verschluss des tieferliegenden Bodens führen. Der schlitzlose Unterboden 4 mit den Aufbiegungen 5 sichert eine Füllung des ganzen Bodens mit Flüssigkeit bis zu den Spitzen der V-förmigen Einkerbungen 10 des Ablaufwehres 7, auch wenn keine Dämpfe oder Gase durch den Boden strömen.Bottom of the main patent, the drainage channel 9 serving to drain off the liquid and the drainage pipes 6 leading to the hydraulic closure of the lower-lying soil. The slitless sub-floor 4 with the bends 5 ensures that the entire floor is filled with liquid up to the tips of the V-shaped notches 10 of the drainage weir 7, even if no vapors or gases flow through the floor.

Die periphere Aufwölbung 3 zwingt die Dämpfe oder Gase den durch 5, 4 und 7 gebildeten hydraulischen Verschluss des Bodens zu passieren.The peripheral bulge 3 forces the vapors or gases to pass through the hydraulic seal of the floor formed by 5, 4 and 7.

Der schlitzlose Unterboden wird zweckmässig gegen die Mitte zu aufgewölbt.The slot-free sub-floor is expediently bulged towards the middle.

In Fig. 3 (axialer Längsschnitt) und Fig. 4 (Draufsicht) ist eine beispielsweise Ausführungsform mit zentralem hydraulischen Verschluss für die Dämpfe oder Gase schematisch dargestellt, und zwar zweistufig. Der geschlitzte dynamische Oberboden 1 mit den Schlitzen 2 und mit dem Ablaufwehr 7 hat eine kappenartige, zentrale Aufwölbung, die gleichzeitig das Zulaufwehr 8 für den Boden 1 trägt. Da die Kappe zur Sicherung des notwendigen Querschnittes für die Dämpfe oder Gase einen erheblichen Durchmesser haben muss, wird sie zweckmässig wieder als Austauschbodenteil benützt. Dieser Teilboden hat den geschlitzten Oberboden 1' mit den Schlitzen 2' und dem Zulaufwehr 8'.In Fig. 3 (axial longitudinal section) and Fig. 4 (plan view) an example embodiment with a central hydraulic closure for the vapors or gases is shown schematically, namely in two stages. The slotted dynamic upper floor 1 with the slots 2 and with the drainage weir 7 has a cap-like, central bulge which at the same time supports the inlet weir 8 for the floor 1. Since the cap must have a considerable diameter to ensure the necessary cross-section for the vapors or gases, it is expediently used again as a replacement base part. This partial floor has the slotted top floor 1 'with the slots 2' and the inlet weir 8 '.

Der horizontale Teil der Kappe bildet gleichzeitig den oberen schlitzlosen Unterboden 12, während für den unteren geschlitzten Oberboden 1 der schlitzlose Unterboden 4 dient. 11 bzw. 11' sind die Kamine für die Dämpfe und Gase, deren senkrecht zylindrische Teile den hydraulischen Verschluss für die Dämpfe oder Gase vermitteln. Die oberste kappenartige Aufwölbung bildet gleichzeitig den hydraulischen Verschluss 13 für die Ablaufrohre 6, welche die Ableitung der in der Rinne 9' gesammelten Flüssigkeit besorgen.The horizontal part of the cap simultaneously forms the upper, slotless sub-floor 12, while the slot-free sub-floor 4 is used for the lower, slotted upper floor 1. 11 and 11 'are the chimneys for the vapors and gases, the vertical cylindrical parts of which provide the hydraulic lock for the vapors or gases. The top cap-like bulge simultaneously forms the hydraulic lock 13 for the drainage pipes 6, which discharge the liquid collected in the channel 9 '.

Wird bei dieser Ausführungsform beispielsweise eine drei- oder vierfache Unterteilung des Bodens vorgenommen, so können die Abstände zwischen den geschlitzten Oberböden und den schlitzlosen Unterböden immer kleiner gehalten werden, und die Beaufschlagung der Bodenschlitze erfolgt immer gleichmässiger. Die Zahl der stufenförmigen Unterteilungen des Austauschbodens wird mit zunehmendem Gesamtquerschnitt desselben zweckmässig grösser gehalten.If, in this embodiment, the floor is subdivided three or four times, for example, the distances between the slotted upper floors and the slotless sub-floors can be kept smaller and smaller and the floor slots are applied more and more evenly. The number of step-shaped subdivisions of the exchange tray is expediently kept larger as the overall cross-section thereof increases.

Claims

1. and

2. Replacement tray for distillation columns and gas scrubbers with radially arranged slots distributed in rows and inclined through these slots, from which the vapors or gases flow out consistently in an exactly tangential direction and at a small angle to the base surface, and with separate inlet and outlet organs for the liquid - according to patent no. p 54285 IVa / 12a - characterized in that a hydraulic closure is arranged below the slots, through which the gases and vapors are passed before they exit the slots and a constant minimum level of the liquid at the exchange tray guaranteed even if the exposure to vapors or gases drops to zero.

3.) Exchange floor according to claim 1 or 2, characterized by a hydraulic closure of the slotless sub-floor and a supply of vapors or gases between the slotted and the slotless floor either on the circumference or in the center of the exchange floor.

4.) Replacement base according to claim 1 or the following, characterized by an annular, cap-like, slot-free bulge of the slotted top base on the circumference or by a central cap-like, slot-free bulge of the slotted top base, which is connected to the slot-free underbody of the hydraulic system, which is bent up either on the circumference or in the center Closure for the entry of vapors or gases between the two floors.

5.) Exchange tray according to claim 1 or the following, characterized by an annular drain weir for the liquid, optionally with evenly distributed V-shaped notches, the tips of which only extend to the intended minimum level of the liquid on the exchange tray.

6.) Exchange floor according to claim 1 or the following, characterized in that in the case of a central arrangement of the hydraulic closure for the vapors or gases, the cap-like, slotless central

The bulge of the slotted top floor also carries the inlet element for the liquid and its hydraulic closure.

7.) Exchange floor according to claim 1 or the following, characterized in that in the case of a central arrangement of the hydraulic lock for the vapors or gases, the cap-like central bulge is repeated one or more times in steps, each recently used as an exchange floor area and that thus increases the exchange area will.