SE439115B - Fyllkropp for anvendning i gas/vetskekontaktapparater - Google Patents

Description

2 (l 30 35 40 7810944-4 ä fastän den i själva verket är utformad med tre separata krökningscentra. Krök- ningen kan lika gärna vara hyperbolisk som parabolisk eller i själva verket ut- formad som en följd av i vinkel anordnade raka sidor för att vara polygonal med en eller flera effektiva krökningsradier, motsvarande en eller flera imaginära axlar, varvid det viktiga är att den har en minimal krökningsradie vid sin spets, dvs ett spetsigt topparti. Toppartiet har en krökningsradie, i enlighet med det visade utföringsexemplet, av ungefär 9,65 mm, och skörtpartierna har vart och ett en krökningsradie av ungefär 35,05 mm. Bryggdelen har en krökningsradie nästan 12,7 nm. Som en följd av denna konstruktion har utrymmet, som begränsas på ena sidan av basdelen och på den andra sidan av bryggdelen i det närmaste ekvidistanta di- mensioner i flera riktningar och en relativt likformig ytfördelning kring utrym- met.

Med den särskilt i den föredragna utföringsformen visade konstruktionen ger den halvelliptiska formen ett förhållande mellan öppningens inre höjd, mätt från basdelens spets till botten av bryggdelen, och öppningens maximala bredd av nästan 1,0. Detta förhållande är dimensionen B i relation till dimensionen A, såsom visas i fig. 1. I praktiken har det visat sig att de mest framgångsrika fyllkropparna enligt uppfinningen har ett förhållande av minst 0,97; i ett föredraget utförande är förhållandet mellan B och A minst 0,75. Detta ger en stor hydraulisk radie, som definieras som arean för tvärsektionen dividerad med tvärsektionens omkrets. All- mänt har en cirkel den högsta hydrauliska radien, medan avvikelser därifrån ger en mindre hydraulisk radie. Vid fyllkroppen enligt uppfinningen är önskemålet att er- hålla den största hydrauliska radien, som är förenlig med det spetsiga toppartiet.

Ett primärt karakteristiskt drag hos uppfinningen är det faktum att den halv- elliptiska formen (eller någon annan spetsig form) hos basdelen åstadkommer en 1 konstruktion, som icke i jämvikt kan vila på sin spets. Följaktligen kommer delen att tendera att tippa antingen till sidan så att den imaginära axeln är vertikal (pa grund av det faktum att höjden B av öppningen såsom visas av fig. 1 är åtminsto- ne 20% större än tjockleken av basdelen, såsom visas av avståndet mellan flänsarna 16 i fig; 2) eller kommer att välta och lägga sig på en av sina flänsar så att delen kommer att vila i ett sådant läge att ellipsens längdaxel sträcker sig vä- sentligt förskjuten i förhållande till vertikalplanet. Detta innebär att de gaser, som passerar upp genom fyllkroppen kommer att "råka på" en öppen fyllkropp, såsom visas i fig. 2. Följdaktligen är fyllkroppens kapacitet mycket hög, i beaktande av den ytarea, som ästadkommes av fyllkroppen. Om fyllkroppen skulle befinna sig i det läge, som visas i fig. 1, så att ellipsens längdaxel (denna längdaxel sträcker sig från botten av byggdelen till spetsen av basdelen) förblev vertikal, skulle de gaser, som passerar uppåt, genom den med fyllkropparna packade kolonnen råka på en konstruktion, som nästan uteslutande skulle skuggas av ytorna 12, 10 och 14, som skulle sträcka sig tvärs över gasflödets riktning. Höjden (B) av basdelen, mätt ßawm--iw att-wav» »_- 15 ?Û LI. i ll 3 7310944-4 fràn spetsen av basdelen till botten.av bryggdelen, är väsentligen större än tjock- leken av basdelen, mätt parallellt med axeln vid de fria ändarna av basdelen.

Företrädesvis är den undre breda sektionen, såsom visas i fig. 2, dvs genom bryggdelarna 12, smalare längs den imaginära axeln än spetsen av basdelen. Detta ger delen instabilitet, varför den icke kommer att vila vid underdelen av brygg- delens 12 kurva. Eftersom gravitationscentret befinner sig över denna punkt och bryggdelen, kommer fyllkroppen att ten- andra istället för att komma i jämvikt på grund av den relativt smala arean för dera att tippa till den ena sidan eller den på bottnen av de böjda bryggdelarna 12.

Företrädesvis föreligger det icke några väsentliga horisontella ytor i denna fyllkropp dä den anordnas i tornet även om fyllkroppen vilar med ena sidan av el- lipsen tangentiellt i förhållande till horisontalplanet. Detta är en följd av det faktum att fyllkroppen är relativt öppen beroende på den stora arean för brygg- delarna 12 och flänsarna 14. Den relativt breda ytan hos basdelen 10 har utspri- dits och uppbrutits till ett flertal mycket mindre ytareor, varför vätskan (exempel- vis vatten) kan täcka båda ytorna av de olika partierna av fyllkroppen även då dessa ytor är horisontella. ' Det hör även noteras att medan breda horisontella ytor bör undvikas, bör ytorna vara tillräckligt breda för att åstadkomma horisontell förflyttning av vätskan (exempelvis vatten) under vätning av fyllkroppsytorna för att oupphörligt upprätta en likformig fördelning av vätskan i kolonnens tvärsektion. Följaktligen göres ytorna tillräckligt breda så att vätskan (exempelvis vatten) icke kommer att ansamlas på ytorna och droppa från dessa som om de vore gjorda av tråd.

Företrädesvis är öppningarna tillräckligt stora för att medge flöde av vätska vilka gasen måste passera. sig in i det utan att denna tillsluter de olika öppningarna, genom företrädesvis genom flänsarna eller fingrarna 14, som sträcker inre av fyllkroppen, åstadkommas effektivt tre kanaler för flöde av gasen, varvid dessa kanaler schematiskt betecknas bottenkanalen C och de båda kanalerna D och E, som är åtskilda nedelst en imaginär linje, som sträcker sig längs ellipsens längd- axel. Enligt en föredragen utföringsform är dessa tre tvärsektionsareor, C, D och likformigt och lågt motstånd mot flöde av , varvid således erhâlled likformig E, ungefär lika för erhållande av ett gas parallellt med fyllkroppens imaginära axel fördelning av gasen för massöverföringsändamål.

Medan de relativa krökningsradierna, säeskilt för gasdelen och bryggdelen, icke är kritiska parametrar, har deras relativa funktioner allmänt diskuterats ovan. Allmänt är geometriförhällandet (vare sig det rör sig om polygonala raka ytor eller likformigt krökta ytor eller elliptiska ytor) sådant att fyllkroppen icke kommer att vila med både dess längdaxel vertikal och dess imaginära axel horisontell. Följaktligen kan de förskjutna ytorna fördelaktigt nog icke full- ständigt skugga den projicerade arean i den vertikala riktningen. även dä den ___ _........>._~.__.._...___~_-..---_--__......_...._-» G1 30 -Ill 44-4 78109 q imaginära axeln är horisontell. För dessa ändamål åstadkommer den elliptiska eller spetsiga formen hos basdelen den önskade instabiliteten och den snala di- mensionen (parallell med den imaginära axeln) hos bryggdelen ger en väsentlig sannolikhet att kroppen icke konmer att vila med den imaginära axeln förskjuten i förhållande till horisontalplanet och icke i det läge, som visas i fig. 1. Detta är ett mycket instabilt läge beroende på den lilla utsträckningen av den bäryta, som begränsas av de båda bryggdelarna 12 och det faktum att gravitationscentret befinner sig väsentligt över bryggdelarnas centra. Då fyllkroppen är större kan bryggdelarna 12 även göras elliptiska eller spetsiga för att förhindra att fyll- kroppen vilar på bryggdelarna med ellipsens längdaxel i vertikalt läge.

Det framgår även av fig. 1 och 2 att areorna av metallyta på både överdelen och underdelen av utrymmet är huvudsakligen lika.

En fyllkropp med de i fig. 1 och 2 visade allmänna dimensionerna testades mot ett flertal kommersiellt tillgängliga fyllkroppar men även mot försöksfyll- kroppar, som framställts huvudsakligen i enlighet med fig. 3 i SE patentansökan 7600962-0 , varvid denna senare benämns Citten I i efterföljande tabell.

Fyllkropparna testades i en 38,10 cm destillerapparat av laboratorietyp med an- vändning av ett isooktan/toluensystem vid totalt återflöde och atmosfärstryck för erhållande av data avseende kapacitet och destillationsverkningsgrad. Följande resultat erhölls: fxlsllsïeen. Exflíaßlfief: HlílEfÅ__(JQ_ 25.41mn Pallring 51 0,41 38,1 mm Pallring 34 0,51 nr. 1 Hy-Pak 44 0,44 Citten I - 34 0,47 Enligt uppfinningen 24 0,43 50,8 mm Pallring av metall 23 0,64 * HETP (height equivalent to one theoretical plate) höjd motsvarande en teoretisk botten.

Pallringarna av metall var av den typ, som framställts av Norton Company och som visas på sid. 3 i "Bulletin DC-11", som först publicerades 1971 och återpub- licerades 1976 av Norton Company (3M-31357-1276).

Nr. 1 Hy-Pak är huvudsakligen av den typ, som visas på sid. 2 i den ovan- nämnda tidskriften från 1976.

Såsom nämnts motsvarade fyllkroppen benämnd Citten I den fyllkropp, som visas i fig. 3 i den ovannämnda SE patentansökningen 7600962-0.

Fyllkroppen enligt uppfinningen var av den typ, som visas i fig. 1 och 2.

Ovanstående resultat visar, att fyllkroppen enligt föreliggande uppfinning överlägsen, vad gäller total prestanda, de övriga fyllkroppar, som testats. w, 5' 7810944-4 Den har bättre verkningsgrad och bättre kapacitet än Paiiringen med dimensionen 38.1 nmieiier miniringen vid destiiiation. Dess verkningsgrad är icke så bra som Paiiringen med dimensionen 25,4 mm men fyiifaktorn är mycket mer överiägsen. Den har en kapacitet (fy11faktor),som är nästan ekvivaient med en 50,8 mm Paiiring s men med en mycket högre verkningsgrad. Fyilfaktorn är ett dimensionsiöst tai, som hestämmes empiriskt, såsom beskrives på sidorna 4 och 5 i den ovannämnda pubiika- tionen “ßuiietin DC-11", som pubiicerats av Norton Company. Denna faktor är ett reiativt tai och ju iägre fyiifaktor ju bättre är kapaciteten för en koionn, som packats med fyïikroppen. 10 Under utnyttjande av de grundiäggande dragen hos uppfinningen kan oiika typer av fyiikroppar konstrueras för oiika tiïiämpningar. Dä exempeivis storleken för fyiikroppen ökar kan den ha ett HETP-värde, som är jämförbart med en 50,8 mm Paii- ring men med väsentiigt högre kapacitet. Omvänt gä11er att fyiikroppen av mindre storiek kan ha ett HETP-värde, som är iägre än för en 25,4 nm Paiiring men med en 15 högre kapacitet.

Claims (5)

g-v 20 30 7810944-4 5 PATENTKRAV

1. Fy11kropp för användning i gas/vätskekontaktapparater innefattande en perforerad basdei med fria ändar, där basdeien är böjd kring en imaginär axe1 e11er para11e11a imaginära ax1ar för att deïvis innesïuta ett utrymne definierat i ett pian iiggande vinkeirätt mot nämnda imaginära axei e11er axiar, och minst en bryggdei böjd motsatt nämnda basdeï för att förbinda de motstäende benen av nämnda basdei före slutet av de fria ändarna så att basdeien och bryggdeien ti11- samnans omsiuter utrymmet, k ä n n e t e c k n a d av att den centraia deïen av basdeïen (16) har en kortare kurvradie än bendeïarna och sâiedes biidar ett spetsparti av basdeien, varvid höjden (B) av den sïutna kurvformen, mätt från spetsen av basdeien ti11 botten av bryggdelen, är åtminstone 20% större än tjock- leken för basdeien, mätt paraiieiït med axeïn e11er axiarna vid de fria ändarna av basdeien, där bryggdeien sträcker sig tiiiräckiigt bortom de fria ändarna av basdeien så att höjden (B) av den sïutna kurvformen är åtminstone 0,75 gånger den maximaia bredden (A) av det innesiutna utrymmet.

2. Fyiïkropp eniigt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att bryggdeïen (12) har åtminstone en utstansad fiik (14), som sträcker sig in i det innesiutna ut- rymmet.

3. Fyiikropp enïigt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att bryggdeïen (12) har ett par utstansade fïikar (14), som sträcker sig in i det innesiutna utrymmet, varvid ytorna i det definierade utrymmet me11an fïikarna och basen är ungefär iika med varandra och med ytan i det definierade utrymmet me11an de två fïikarna.

4. Fyiikropp eniigt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att bryggdeïen (12) är smaiare para11e11t med den imaginära axein e11er axlarna än basdeien och att gravitationscentrum för fy11kroppen befinner sig ovanför brygg- deïen för att göra fyïikroppen instabii om den hamnar på bryggdeien då den är på- fy11d ett torn.

5. Fylikropp enïigt något av kraven 1-3, höjden (B) av det innesiutna utrymmet är åtminstone 0,97 gånger den maximaia bredden (A) av det innes1utna utrymmet. k ä n n e t e c k n a d av att