MXPA99010933A - Distribuidor de liquido para columnas de relleno - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a distribuidor de líquido, que comprende cuando menos un miembro distribuidor tubular que incluye aberturas de salida para una salida de líquido en forma de chorros y mallas que están dispuestas delante de las aberturas de salida y sobre los cuales los chorros de líquido incidente se deforma a películas de líquido que fluyen hacia fuera y que se cuelan saliendo de las aberturas desalida contra un flujo de gas que fluye hacia arriba;en donde el caso de una salida máxima de líquido, los chorros de líquido inciden sobre los mallas aángulos que son menores a 60º, y en donde cada malla tiene una curva sigmoide en una sección vertical y una sección paralela a los chorros y en donde la curva sigmoide estácurvada hacia abajo.

Description

DISTRIBUIDOR DE LÍQUIDO PARA COLUMNAS DE RELLENO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un distribuidor de liquido, en particular para columnas de relleno, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, y con una columna con un distribuidor de liquido de esta clase. Un distribuidor de liquido de esta clase se conoce a partir del documento EP 0 282 753, en el cual el liquido surge de las aberturas de salida de miembros distribuidores tubulares o similares a orificios e incide como chorros sobre mallas las cuales se forman como placas de deflexión (denominadas ahí placas de conducción) . El líquido incide a velocidad relativamente altas sobre la malla y se distribuye asimismo en esta última como una película de forma parabólica. Este distribuidor de líquidos se proporciona para una columna de relleno en la cual se conduce un gas en un contraflujo respecto al líquido. Una pluralidad de miembros distribuidores paralelos subdividen el gas que fluye hacia arriba en una pluralidad de flujos parciales. Los bordes de goteo de las mallas se colocan debajo de los miembros distribuidores dentro da zonas de estancamiento del flujo de gas. Los procesos de intercambio de materi-al en los cuales son posibles columnas muy grandes de flujos de masa para los gases y líquidos que van a ser tratados se llevan a cabo con columnas de separación las cuales contienen "rellenos de turbulencia" (véase el documento EP 0 418 338 = P.6332). Estos flujos grandes sin embargo presentan un problema: los chorros líquidos incidentes en las mallas producen salpicadura las cuales tienen una liberación de gotas finas como resultado. Estas gotas caen más bien lentamente en el espacio gaseoso y son transportadas a lo largo del gas que fluye hacia arriba en la región de los bordes de goteo. Por lo tanto, se daña el efecto de separación el cual se debe obtener mediante el intercambio de material. Por lo tanto, un objetivo de la invención es generar ---un distribuidor de liquido para columnas de relleno en el cual se eliminen o por lo menos se reduzcan los problemas mencionados con la formación de salpicaduras. Este objeto se satisface por el distribuidor de líquido caracterizado en la reivindicación 1. El distribuidor de líquido para columnas de relleno comprende por lo menos un distribuidor tubular o similar a canal que tiene aberturas de salida para la salida de un líquido en forma de chorros. Las mallas se colocan por encima de las aberturas de salida sobre las cuales los chorros de líquido incidentes se deforman a películas líquidas que fluyen hacia afuera. Las aberturas de salida tamizan las aberturas de salida contra flujo de gas que fluye hacia arriba. En el caso de una salida máxima de líquido, los chorros líquidos inciden sobre las mallas en ángulos los cuales son menores de 60°, preferiblemente menores de 10°. El distribuidor de líquido de acuerdo con la invención por su puente puede ser utilizado ventajosamente en columnas las 5 cuales contienen rellenos ordenados además de los "rellenos de turbulencia", por ejemplo aquellos con una "estructura de canal transversal" (relleno con capas verticales de películas corrugadas las cuales forman canales transversales abiertos; véase, por ejemplo, el documento EP 0 070 917 = P.5638) . El vertido de cuerpos de relleno también se . encuentra bajo consideración como rellenos. Además del intercambio de material, por supuesto también se puede llevar a cabo una---- transferencia de calor entre el flujo gaseoso y un flujo líquido. Las reivindicaciones 2 a 6 dependientes se relacionan con modalidades ventajosas del distribuidor de líquido de acuerdo con la invención. El objetivo de las reivindicaciones 7 a 10 es una columna con un distribuidor de líquido de acuerdo con la invención. Un problema adicional el cual surge en el distribuidor el cual se conoce a partir del documento EP 0 282 753, se resuelve en este distribuidor de líquido. Debido a la disposición asimétrica de las paredes de deflexión, las relaciones de flujo en el flujo de gas son desfavorables en los bordes de goteo, específicamente debido a que no se forman películas de líquido estable alrededor de los bordes de goteo como resultado de los flujos transversales. Dependiendo de la carga de gas, las gotas de aspersión son captadas hacia arriba en cantidades mayores o menores. En lo siguiente se describirá la invención con referencia a los dibujos. La figura 1 muestra seccionalmente, una sección longitudinal a través de una columna con un relleno y un distribuidor de líquido, las figuras 2a, b muestran detalles geométricos de las relacionas de flujo en un miembro distribuidor de un distribuidor de líquido de acuerdo con la invención, las figuras 3-5 muestran tres modalidades de los miembros distribuidores de esta clase, la figura 6 muestra una sección similar a tira de una malla para un distribuidor de líquido de --- cuerdo con la invención; y la figura 7 muestra una modalidad adicional. La columna 2 mostrada en la figura 1 contiene un distribuidor 1 de líquido y un relleno 3. Un gas 4 fluye hacia arriba en la columna 2, y fluye alrededor de los miembros 11 distribuidores del distribuidor 1 de líquido por encima del relleno 3 y de esta manera se separa en una pluralidad de flujos 40', 40" parciales, los cuales subsecuentemente forman flujos 40 parciales. Los miembros 11 distribuidores reciben un líquido que se va a distribuir por medio de una tubería 20 de suministro y un predistribuidor 10.

En la figura 2a, las partes circundantes de una abertura 12 de salida de un miembro 11 distribuidor se muestran como una ilustración en sección para un distribuidor 1 de acuerdo con la invención. La abertura 12 de salida se localiza en una pared 13 lateral inclinada. Como una regla, la pared 13 lateral es vertical; el ángulo ß se mide desde la vertical y por lo tant-o es igual a cero. El liquido 5 fluye fuera en dirección 15 a través de la abertura 12, y subsecuente forma un chorro 50 libre, la línea central 50' del cual se curva hacia .abajo de acuerdo con la gravedad, e incide en la dirección 50" sobre una malla 6 la cual se coloca por encima de la abertura 12. Una región 60 de incidencia de la malla 6 se supone plana aquí. Las tuberías 8, 8' y 8" mostradas con unas líneas con puntos son paralelas, las cuales en si son paralelas a el plaño que se encuentra en la región 6-D de incidencia. El ángulo de incidencia, el cual se subtiende por las líneas 50" y 8' rectas, es algo más pequeño que el ángulo o-' entre la linea 8." recta y la dirección 15 de flujo de salida. El chorro 50 de liquido el cual es incidente sobre la -malla 6 se deforma a una película 51 de liquido que fluye hacia afuera. Sobre la-- -incidencia se producen salpicaduras las cuales provocan que se genere^ gotas 55 finas. Cuanto menor es el ángulo o- de incidencia, menor es la cantidad de gotas 55 que se colocan libremente. En las mallas de acuerdo con la técnica anterior, los chorros 50 son principalmente incidentes perpendicularmente (c- = 90°) y particularmente surgen numerosas salpicaduras. Si el ángulo de incidencia o- es menor de 60° de acuerdo con la invención, entonces la formación desfavorable de salpicaduras es sustancialmente menor. La malla 6 se fija en una región 61 similar a tira en el miembro 11 distribuidor y en realidad de una manera tal que se evita el conducto de gas 4 y por lo tanto la abertura 12 de salida es tamizada por el flujo 4 de gas que fluye hacia arriba . La malla 6 continúa por medio de una pared 64 conductora cerrada - véase la figura 2b - a un borde 62 de goteo en el cual la pelicula 51 de líquido cae hacia abajo en forma de gotas 52, 53, o continúa como una película conectada. El borde 62 de goteo se orienta horizontalmente y se puede formar de manera rectilínea o en forma de zigzag. El borde 62 de goteo se localiza en una zona 42 de estancamiento del gas 4 en la cual tiene lugar el goteo del liquido 5 colocado principalmente no distribuido por el flujo del gas 4. Una región 63 similar a tira, la cual se encuentra principalmente en un plano vertical, se proporciona directamente por encima del borde 62 de. goteo. Las gotas 55 las cuales se forman en la zona 60 de incidencia caen hacia abajo; son captadas por el flujo 40' en la vecindad de la zona 42 de estancamiento, transportadas hacia arriba y transportadas adicionalmente en el flujo 40 parcial (véase la figura 1) . Como un resultado de la medición de acuerdo con la invención, la cantidad de gotas 55 transportadas hacia arriba es muy pequeña y prácticamente no produce más alteraciones . El ángulo a. de incidencia de poca profundidad tiene como un resultado que la extensión parabólica de la película líquida sobre la malla 6 dependa menos fuertemente del momento del chorro 50 de líquido. La diferencia entre una parábola máxima y mínima por lo tanto es más pequeña. Este hecho facilita el diseño de distribuidores. La figura 3 muestra una sección transversal a través de la parte inferior de un miembro 11 distribuidor similar a canal. La malla 6 tiene la forma de una curva sigmoidea, es decir, una curva la cual tiene un punto de inflexión en su curvatura, en una sección vertical así como paralela al chorro. Esta curva puede darse por completo o parcialmente por un generador de curva. En la región 60 en la cual el chorro 50 líquido es incidente sobre la malla 6, la curva sigmoidea se curva hacia abajo. Aquí en particular existe una curvatura principalmente constante. La región 60 de incidencia se conforma de manera que el chorro 51 es aproximadamente incidente de manera tangencial sobre la malla 6. La malla 6 se fija en su parte 61 superior con tornillos 16. A través de la-- malla 6, la cual se dobla hacia adentro, es decir, se dobla bajo el miembro 11 distribuidor, la película 51 de líquido se distribuye mucho menos en el borde 61 de goteo por el gas 4 que fluye en la dirección opuesta en comparación con los distribuidores conocidos en los cuales las superficies 64 conductoras se diseñan de manera vertical y plana. Por lo tanto, una película de flujo hacia abajo permanece estable, no se generan gotas de líquido las cuales sean transportadas hacia arriba con el flujo de gas. En comparación con los distribuidores conocidos, los distribuidores de acuerdo con la invención se pueden utilizar a cargas ~ de gas sustancialmente más elevadas. -- Con referencia a una vista lateral, la figura 4 muestra una modalidad en la cual se proporcionan placas 71 y 76 adicionales por medio de las cuales el flujo de gas es alterado" favorablemente en la región de la zona 42 de estancamiento que franquea a la malla 6. La malla 6 se suelda (soldada por puntos) o se ¿órnete a soldadura fuerte sobre--- el miembro 11 distribuidor. El miembro 11 distribuidor y la malla 6 ventajosamente se conforman de manera que en la vecindad de la zona 42 de estancamiento, se forman los flujos parciales 40t, 40" - véanse las figuras 1 y 2b - por el borde 62 de goteo de manera que son principalmente simétricas al espejo una con respecto a la otra y con respecto a un plano vertical. Con el fin de_-obtener esto, el miembro 11 distribuidor se conforma en una forma de cuña en una región inferior con una pieza 14 de pared inclinada de acuerdo con la figura 5.

Las mallas 6 del distribuidor 1 de líquido de acuerdo con la invención pueden tener - como se ilustra en la figura 6 -en cada caso, un estructurado de ranuras 640 pasantes y/o perforaciones 630 para afectar favorablemente las películas 51 de líquido. El borde 62 de goteo se puede proporcionar con dientes 62Q. La figura 7 muestra una modalidad ejemplar adicional en la cual se forman placas 76', 71' para alterar el flujo, de una manera curva. La abertura 12 de salida se coloca en una parte inclinada de una pared 13 lateral del miembro 11 distribuidor como ya a sido el caso en la figura 2a. En esta modalidad, el miembro 11 distribuidor incluye a la malla 6 y forma unos obstáculos para el gas que fluye- hacia arriba, el cual se conecta con una resistencia de flujo menor que en los ejemplos de las figuras 3 a 5.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un distribuidor de líquido, en particular para columnas de relleno, que comprende por lo menos un miembro distribuidor tubular o similar a canal, que tiene aberturas de salida para la salida de un líquido en forma de chorros, y que comprende mallas las cuales se colocan por encima de las aberturas de salida y sobre las cuales se deforman chorros de líquido -incidente a películas líquidas que fluyen hacia afuera y las cuales se tamizan fuera de las aberturas de salida contra un flujo de gas que fluye hacia arriba, caracterizado porque en el caso de una salida máxima de liquido, los chorros de líquido son incidentes sobre las mallas en ángulos los cuales son menores de 60"°, preferiblemente menores-de 10°.

2. El distribuidor de líquido como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque cada malla tiene la forma de una curva sigmoidea en una sección vertical así como paralela al chorro, con la cual también es posible que esta curva se le proporcione de manera total o parcial por un generador de curva; y en donde la curva sigmoidea ventajosamente se curva hacia abajo y en particular tiene una curvatura principalmente constante en la región en la cual los chorros de líquido son incidentes sobre la malla. ~~

3. El distribuidor de líquido como se describe en la reivindicación 2, caracterizado porque la región de incidencia está conformada de manera tal que los chorros son aproximadamente incidentes de manera tangencial sobre las mallas.

4. El distribuidor de líquido como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las mallas tienen bordes de goteo los cuales están orientados horizontalmente y los cuales se pueden formar de manera rectilínea o en una manera en zigzag.

5. El distribuidor de líquido como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque las regiones similares a tiras las cuales se encuentran principalmente en planos verticales se proporcionan directamente por encima de los bordes de goteo.

6. El distribuidor de líquido como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en cada caso las mallas tienen ranuras pasantes estructurantes y/o perforaciones para alterar las películas de líquido.

7. Columnas con un distribuidor de líquido, como se describe en las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque la pluralidad de miembros distribuidores paralelos subdivide un flujo de gas que fluye hacia arriba en la columna en una pluralidad de flujos parciales de manera que las zonas de estancamiento se forman debajo de los miembros distribuidores; y en donde los bordes de goteo de las mallas se colocan dentro de las zonas de estancamiento.

8. La columna como se describe en la reivindicación 7, caracterizada porque los miembros distribuidores y las mallas se conforman de manera tal queden las vecindades de las-- zonas de estancamiento, se desarrollan flujos parciales en cada caso principalmente de manera simétrica al espejo una con respecto a la otra y con respecto a los planos verticales a través de los bordes de goteo.

9. La columna como se describe en la reivindicación 7 o la reivindicación 8, caracterizada porque en las placas adicionales se proporcionan en las regiones de las zonas de estancamiento que franquean a las mallas para alterar el flujo.

10. La columna como se describe en una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque el distribuidor se coloca por encima del relleno el cual tiene una estructura ordenada, en donde el relleno es en particular un "relleno de turbulencia" o un relleno con ^-estructura de canal -transversal" .