WO2012167888A1 - Flüssigkeitsverteiler - Google Patents

Flüssigkeitsverteiler Download PDF

Info

Publication number
WO2012167888A1
WO2012167888A1 PCT/EP2012/002319 EP2012002319W WO2012167888A1 WO 2012167888 A1 WO2012167888 A1 WO 2012167888A1 EP 2012002319 W EP2012002319 W EP 2012002319W WO 2012167888 A1 WO2012167888 A1 WO 2012167888A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
distributor
liquid
distribution
stage
inlet opening
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/002319
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Alzner
Ludwig Bauer
Mariyana Chalakova
Thomas Walter
Original Assignee
Linde Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Aktiengesellschaft filed Critical Linde Aktiengesellschaft
Priority to AU2012266821A priority Critical patent/AU2012266821B2/en
Priority to BR112013031177A priority patent/BR112013031177A2/pt
Publication of WO2012167888A1 publication Critical patent/WO2012167888A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/008—Liquid distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • B01D53/185—Liquid distributors

Definitions

  • the invention relates to a liquid distributor for distributing a liquid in a jacket space bounded by a jacket.
  • Such a liquid distributor has a first distributor stage for receiving liquid to be distributed, wherein the first distributor stage a plurality of
  • Such a liquid distributor is e.g. from EP 1 987 867 A2.
  • Liquid distributors of the type mentioned above are e.g. in columns for mass and heat exchange between a gaseous and a liquid phase
  • Liquid distributor for liquid application to the beds.
  • a particular type of the present liquid distributors are so-called pressure / gravity manifolds, which consist of a central main pipe, a distribution channel extending therefrom
  • Working area of the liquid distributor and increases quadratically with the ratio of the largest to the smallest load.
  • the height of the entire liquid distributor can be significantly more than one meter, whereby the tangent line of the respective column can be significantly longer.
  • Pressure / gravity pipe distributors can also be used in particular in offshore installations, since this type of distributor ensures good liquid distribution even in the case of column leaning or moving columns.
  • the required working range of a column determines the height of the central main pipe of a liquid distributor of the type considered.
  • the height of the central main pipe increases approximately quadratically to the working area. For example, if the work area is 1: 3, the central main pipe has one
  • Gravity principle can be dimensioned with high distribution quality only for a small load range. If the load range of a liquid distributor is large, difficulties arise in maintaining the required quality of the liquid distribution over the entire load range. At low load, uneven fluid distribution may be due to low fluid level and hence differential pressure at the respective outflow holes (manifold holes). At very high load, the liquid lateral velocity can be dimensioned with high distribution quality only for a small load range. If the load range of a liquid distributor is large, difficulties arise in maintaining the required quality of the liquid distribution over the entire load range. At low load, uneven fluid distribution may be due to low fluid level and hence differential pressure at the respective outflow holes (manifold holes). At very high load, the liquid lateral velocity can be dimensioned with high distribution quality only for a small load range. If the load range of a liquid distributor is large, difficulties arise in maintaining the required quality of the liquid distribution over the entire load range. At low load, uneven fluid distribution may be due to low fluid level and hence differential pressure at the respective outflow holes (manifold holes). At very high
  • the present invention seeks to provide a liquid distributor, which has the lowest possible height and at the same time has the highest possible distribution quality over a wide load range. This problem is solved by a liquid distributor with the characteristics of
  • the liquid distributor has at least one second distribution stage for receiving liquid to be distributed, which has a plurality of distribution holes, via which that liquid can be distributed into the shell space, wherein the second distribution stage is coupled to the first distribution stage such that at a liquid level in the first distribution stage exceeding a predefinable threshold, the excess liquid is directed into the second distribution stage.
  • Liquid distributor for example, pressure / gravity liquid pipe distributor to cover the entire load range, a plurality of individual liquid distributor or
  • each individual distributor (distributor stage) takes over part of the load range and overall the height can be reduced compared to a conventional liquid distributor.
  • Each individual distributor (distributor stage) can be ideally dimensioned and thus a very high distribution quality can be achieved over the entire load range.
  • a multiplicity of distribution levels or distribution levels can be realized here, i. 2-stage, 3-stage, 4-stage, etc.
  • the individual distribution stages are preferably "stacked" on each other, wherein the distribution of the liquid to be distributed over the cross section of the jacket space or the column is particularly controlled.
  • the first distributor stage the liquid to be distributed, wherein at a depletion of the distribution capacity of the first
  • each distributor stage can be dimensioned for the same or different liquid quantities.
  • the first distributor stage of the invention Preferably, the first distributor stage of the invention
  • Liquid distributor on a first feed pipe which is set up and
  • the second distributor stage preferably also has a (second) feed pipe, which is set up and provided to feed a (separate) second distributor channel of the second distributor stage with liquid to be distributed in order to distribute it in the jacket space.
  • the feed tubes may comprise one or more channels and may further have any geometry.
  • the two feed tubes preferably extend along a longitudinal axis which coincides with the vertical, relative to an operating state of the liquid distributor arranged as intended.
  • the two distribution channels preferably run parallel to one another along the horizontal, ie
  • these each have an inlet opening, wherein the inlet opening of the first feed pipe is arranged or formed such that liquid to be distributed emerges from the inlet opening of the first feed pipe when the liquid level in the first feed pipe Distributor stage exceeds said threshold, wherein the
  • Inlet opening of the second feed pipe is arranged so with respect to the inlet opening of the first feed pipe that from the inlet opening of the first
  • Supply pipe flows and is fed into the second feed pipe.
  • the second feed tube preferably surrounds the first feed tube, wherein the first feed tube is in particular coaxial with the second or in the second
  • Supply pipe is arranged.
  • the distribution point of the liquid i.e., the position of the inlet port of the first supply pipe along the vertical, may be at the highest point (e.g., the height of the main pipe inlet, see below) of the
  • Distributor stage or an additional distributor stage at a certain load point can be set specifically. Alternatively or additionally, by targeted
  • Liquid distributor is not or rarely operated.
  • the first feed pipe of the first distributor stage (or
  • a main pipe of the liquid distributor is provided, which is a
  • the main pipe is acted upon via the inlet opening from a collector with the liquid to be distributed.
  • a vortex breaker (flow breaker) is preferably arranged at the inlet opening so that the liquid degassed at the collector can enter the central main pipe.
  • the said vortex breaker in particular four legs, which are each connected via a first free end to each other (possibly in one piece), so that a cross-shaped configuration results, wherein the four legs each have a flat widened second free end.
  • the legs can be provided, for example at the said second free ends in each case with a transverse bar, so that the vortex breaker forms a cross-over in cross-section. This promotes the outflow of gas entrained by the liquid from the central main pipe.
  • the vortex breaker abuts those second free ends or transverse bars on a peripheral edge region of the inlet opening, so that the vortex breaker or its leg divides the inlet opening into four sectors.
  • the vortex breaker may continue to be covered at the top with a cover plate, which may be fixed or detachable on the vortex breaker.
  • a plurality of first distributor arms extend from the first distributor channel of the first distributor stage, so that liquid fed into the first distributor channel can flow into those first distributor arms, whereby those distributor holes of the first distributor stage are provided on the first distributor arms (eg on side walls or bottoms of the distributor arms).
  • the first distribution channel is transversely away from the first supply pipe, wherein the first distribution arms preferably in each case depart transversely from the first distribution channel.
  • second distributor arms preferably depart from the second distributor channel of the second distributor stage.
  • the two distribution channels along the vertical or along the common longitudinal axis of the two feed pipes spaced from each other ie, the two distribution channels forming coats or the distribution channels defining walls (distribution channel housing) are spaced along the vertical to each other ,
  • a plurality of distribution holes of the second distribution stage are connected to one another via a preferably vertically extended drainage channel.
  • the distributor holes paired with one another are in particular formed on side walls of the respective first and second distributor arms.
  • Adjacent distribution channels in particular a common, the two distribution channels forming distribution channel housing, wherein the two
  • the first distributor channel is preferably arranged along the vertical below the second distributor channel, with reference to a conditionally arranged state of the liquid distributor.
  • the second distribution channel preferably has, along the horizontal, transversely to the extension direction of the second distribution channel, a width that is greater than a corresponding width of the underlying first distribution channel.
  • a respective second distributor arm rests against an associated first distributor arm, wherein in each case a second distributor arm with an associated first distributor arm forms a common distributor arm considered the two
  • Verteilerarmgeophen wherein said second distribution arm is separated from the associated, underlying first distributor arm in each case by an intermediate bottom of the respective Verteilerarmgeophuses.
  • These intermediate floors are preferably provided with at least a portion beyond the respective underlying first distributor arm, wherein the distributor holes of the second distributor stage are preferably formed at those portions, so that liquid (past the first distributor arms) can be discharged into the jacket space through those distributor holes.
  • the individual distribution stages can all with regard to distribution channel dimensions, size of the distribution arms (final distribution pipes) and hole diameter of the
  • Distribution holes are the same size or different sizes, depending on the requirements due to the load range or the respective site.
  • the manifold pattern may be identical in all manifold stages, that is, all manifold stages have the same number of manifold holes, or some manifold stages may be implemented with a denser or coarser manifold pattern compared to other stages.
  • the main pipe, the feed pipes, the distribution channels, as well as the distributor arms may have a circular or rectangular cross-section or, for certain requirements, also have any other geometry.
  • Main pipe, feed pipe or in the respective distribution channel are equipped to optimize the degassing and / or distribution quality.
  • individual or all distribution stages can be equipped with screen plates and / or fabric mats or filters to prevent clogging of the distribution holes (final distribution holes).
  • the liquid distributor according to the invention can - apart from the columns described above - in a variety of apparatuses, such as.
  • Heat exchangers in particular wound heat exchangers
  • reactors absorbers
  • Containers etc.
  • the liquid distributor according to the invention is characterized in that the liquid can be stowed both into the overlying liquid collector, as well as into the central tube. Damming the fluid into the central tube has the advantage that the fluid is less prone to dynamic movement and less fluid holdup is dammed in the manifold. The reduction in liquid holdup makes the process less sluggish to process changes.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
  • Fig. 2 is a sectional view of a vortex breaker of an inlet opening of
  • Liquid distributor according to Figure 1; 3 shows a partially sectioned side view of the liquid distributor according to FIG. 1;
  • Fig. 4 shows a second embodiment of an inventive
  • Fig. 5 is a fragmentary sectional view of a division point of a
  • FIG. 1 shows in connection with FIGS. 2, 3 and 5 a liquid distributor 1 according to the invention.
  • the liquid distributor 1 has a main pipe 30, which extends along the vertical Z, with an inlet opening 300, which is bounded by a peripheral edge region 310, with respect to a condition which is intended to be assumed below.
  • the liquid distributor 1 can be charged with liquid to be distributed F, wherein in that inlet opening 300 preferably a vortex breaker 330 is arranged, in a transverse to the vertical Z extending cross-section (see Figure 2) as a
  • the vortex breaker 330 has four connected via a first free end 331 a leg 331 in a cross-shaped configuration, wherein the second free ends 331 b of those legs 331 are each formed as a crossbar through which the vortex breaker 330 at that circumferential edge portion 310 of the inlet opening 300 is disposed or rests.
  • the vortex breaker 330 projects in sections along the vertical Z out of the inlet opening 300 (see FIG.
  • a first feed pipe 100 of a first distributor stage 10 is arranged in the main pipe 30, wherein an inlet opening O of the first
  • Supply pipe 100 faces the inlet opening 300 along the vertical Z, so that in the inlet opening 300 flowing liquid F first in the first
  • Feeding tube 100 passes and from there into a first distribution channel 1 10 of the first distribution stage 10, the liquid to be distributed F of a plurality of first
  • Distributor arms 1 11 feeds.
  • the first distribution channel 1 10 goes on both sides of the first Zuspeiserohres 100 of this and runs along the
  • the first distributor arms 11 each depart from this on both sides of the first distribution channel 1 10 and thereby extend horizontally (both transversely to the first distribution channel 110 and transversely to the first supply tube 100).
  • the first distributor arms 111 each have two opposing one another
  • Liquid distributor 1 can, for example, be arranged in a column and give up said liquid F to a packing of the column. Furthermore, the Liquid distributor 1 may also be arranged in a jacket space M of a heat exchanger and irrigate a tube bundle of the heat exchanger. Other applications are also conceivable. So that the liquid distributor 1 can operate adaptively in terms of load, the first distributor stage 10 of the liquid distributor 1 is coupled via a dividing point P to at least one second distributor stage 20 according to FIG. 5 shows yet a third feed pipe 400, which is assigned to a third distributor stage
  • the inlet opening O of the first supply pipe 100 is so arranged with respect to the inlet opening O 'of a second supply pipe 200 of the second distribution stage 20 that the liquid F upon reaching a certain
  • Supply pipe 100 passes and passes through the inlet opening O 'of the second supply pipe 200 and therefore enters the second distribution stage 20. This is achieved according to FIG. 1 in that the first feed tube 100 is encompassed by the second feed tube 200. Thus, any excess fluid F which exceeds the capacity of the first distributor stage 10 is then fed to the second distributor stage 20.
  • Inlet opening O of the first feed tube 100 bounding edge portion 101 flared funnel-shaped, wherein the inlet opening Q defining edge 102 has a serrated profile. If the second distributor stage 20 is followed by a further distributor stage with a third supply tube 400, then the
  • Edge region 201 or edge 201 of the second feed tube 200 which in this case surrounds the first feed tube 100 and which in turn is encompassed by the main tube 30, has a funnel-shaped widened or serrated form.
  • the second distributor stage 20 is constructed analogously to the first distributor stage 10 and is arranged along the vertical Z above the first distributor stage 10.
  • the second feed tube 200 carries the distribution to be distributed
  • Fluid F to a second distribution channel 220 which on both sides of the second Supply pipe 200 goes away from the latter and thereby runs along the horizontal (ie transversely to the second supply pipe 100).
  • the second distribution channel 220 extends parallel to the first distribution channel 1 10 above the first distribution channel 110 and that along the vertical Z spaced therefrom.
  • the second distributor arms 221 respectively depart from this on both sides of the second distributor channel 220 and extend horizontally (both transversely to the second distributor channel 110 and transversely to the second supply tube 200).
  • the second distribution channels 221 each extend parallel and along the vertical Z spaced to associated first distribution channels 1 1 1 of the first distribution stage 10. In this case, the second
  • Distribution channels 221 also each have two opposing side walls 222, on which distribution holes 21 are formed through which the liquid to be distributed F can be discharged into the shell space M.
  • a distributor hole 1 1 of the first distributor stage 10 which is arranged along the vertical Z below the respective distributor hole 21 of the second distributor stage 20, is assigned to a distributor hole 21 of the second distributor stage 20.
  • These distribution hole pairs 21, 1 1 are now connected to each other via flow channels 40, each extending along the vertical Z (parallel to the feed pipes 100, 200).
  • the number of drops per jacket area cross-section remains constant, which has a positive effect on the quality of the distribution.
  • the second feed pipe 200 is formed by the main pipe 30, which for this purpose is in the region of the inlet opening O of the first feed pipe 100
  • FIG. 4 shows a modification of the liquid distributor 1 shown in FIG. 1, in which, in contrast to FIG. 1, the two distributor stages 10, 20 are integrated are. That is, the second distribution channel 220 and along the vertical Z extending thereunder first distribution channel 110 have a common jacket or a common distribution channel housing 50, wherein a separation of the two
  • Distribution channels 220, 1 10 is given by an intermediate bottom 51 of the distribution channel housing 50.
  • the second and first distributor arms 221, 1 1 1 are integrally formed.
  • a respective second distributor arm 221 and an associated first distributor arm 1 1 1 extending thereunder have a common one
  • Verteilerarmgeophenode 60 the said distribution arms 221, 1 11 limited and separated by an intermediate bottom 61 from each other, wherein the distribution holes 11 of the first distribution stage 10 at a bottom 62 of the first distribution arms 11 1 and the respective Verteilerarmgeophuses 60 are formed along the Vertical extends below the intermediate bottom 61.
  • liquid is also applied to the cross section of the
  • Mantelraumes M can be abandoned, protrude the second distribution arms 221 transversely to their respective longitudinal axis on the respectively associated first distribution arms 1 1 1, so that the respective intermediate floor 61 each have two strip-shaped, along the longitudinal axis of the respective second distribution arm 221 extended portions 61 a, 62b, at which the distribution holes 21 of the second distribution stage 20th
  • the liquid F can pass through the distribution holes 21 of the second distribution stage 20 past the first distribution channels 1 1 1 on the
  • Distributor arms 221 have a larger cross-sectional area transversely to its direction of extension than the first distributor arms 11 1 also extending along this direction of extension.
  • the second distributor channel 220 also has a larger cross-section transverse to its direction of extension (longitudinal axis) than the first distributor channel 110 running underneath. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverteiler (1) zum Verteilen einer Flüssigkeit (F) in einem durch einen Mantel begrenzten Mantelraum (M), mit: einer ersten Verteilerstufe (10) zur Aufnahme zu verteilender Flüssigkeit (F), wobei die erste Verteilerstufe (10) eine Mehrzahl an Verteilerlöchern (11) aufweist, über die jene Flüssigkeit (F) in den Mantelraum (M) verteilbar ist. Erfindungsgemäß ist zumindest eine zweite Verteilerstufe (20) zur Aufnahme zu verteilender Flüssigkeit (F) vorgesehen, die eine Mehrzahl an Verteilerlöchern (21) aufweist, über die jene Flüssigkeit (F) in den Mantelraum (M) verteilbar ist, wobei die zweite Verteilerstufe (20) so mit der ersten Verteilerstufe (10) gekoppelt ist, dass bei einem Flüssigkeitsstand in der ersten Verteilerstufe (10), der einen vordefinierbaren Schwellenwert übersteigt, zusätzlich Flüssigkeit (F) in die zweite Verteilerstufe (20) geleitet wird.

Description

Beschreibung
Flüssigkeitsverteiler
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverteiler zum Verteilen einer Flüssigkeit in einem durch einen Mantel begrenzten Mantelraum.
Ein derartiger Flüssigkeitsverteiler weist eine erste Verteilerstufe zur Aufnahme zu verteilender Flüssigkeit auf, wobei die erste Verteilerstufe eine Mehrzahl an
Verteilerlöchern aufweist, über die jene Flüssigkeit in den Mantelraum bzw. über einen Querschnitt des Mantelraumes verteilbar ist. Ein solcher Flüssigkeitsverteiler ist z.B. aus der EP 1 987 867 A2 bekannt.
Flüssigkeitsverteiler der eingangs genannten Art werden z.B. in Kolonnen zum Stoff- und Wärmeaustausch zwischen einer gasförmigen und einer flüssigen Phase
(Stoffaustauschkolonnen) eingesetzt, die aus zahlreichen verfahrenstechnischen Anwendungen bekannt sind, und zwar sowohl in on-shore als auch in off-shore
Anlagen. Zur Herstellung des Phasenkontaktes werden insbesondere Böden,
Schüttfüllkörper und strukturierte Packungen in die Kolonnen eingebaut. Bei Kolonnen mit Schüttfüllkörpern und strukturierten Packungen dienen die vorgenannten
Flüssigkeitsverteiler zur Flüssigkeitsaufgabe auf die Betten. Ein besonderer Typ der vorliegenden Flüssigkeitsverteiler sind sogenannte Druck-/Schwerkraft-Rohrverteiler, der aus einem zentralen Hauptrohr, einem davon abgehenden Verteilerkanal
(Hauptkanal) und daran angrenzenden Verteilerarmen (Verteilerrohren) besteht. Bei diesem Typ stellt sich lediglich im zentralen Hauptrohr eine freie Flüssigkeitsoberfläche ein. Die Höhe des zentralen Hauptrohres ergibt sich dabei aus dem erforderlichen
Arbeitsbereich des Flüssigkeitsverteilers und nimmt quadratisch mit dem Verhältnis der größten zur kleinsten Last zu. Bei größeren Arbeitsbereichen kann die Höhe des gesamten Flüssigkeitsverteilers deutlich mehr als einen Meter betragen, wodurch die Tangentenlinie der jeweiligen Kolonne deutlich länger werden kann.
Druck-/Schwerkraft-Rohrverteiler können insbesondere auch in off-shore-Anlagen eingesetzt werden, da dieser Verteilertyp auch bei Kolonnenschräglage oder bei bewegten Kolonnen eine gute Flüssigkeitsverteilung gewährleistet. Der erforderliche Arbeitsbereich einer Kolonne bestimmt die Höhe des zentralen Hauptrohres eines Flüssigkeitsverteilers der betrachteten Art. Dabei nimmt die Höhe des zentralen Hauptrohres in etwa quadratisch zum Arbeitsbereich zu. Beträgt der Arbeitsbereich z.B. 1 :3, so hat das zentrale Hauptrohr bei einem
Flüssigkeitsmindeststand von ca. 200mm und unter Berücksichtigung eines
Sicherheitsfaktors von z.B. 0,8 eine Höhe von 200mm*3A2/0,8=2250mm. Dies ist etwa der 4-fache Wert eines üblichen Flüssigkeitsverteilers. Dadurch wird die Gesamthöhe der Kolonne und somit der Kolonnenmantel höher. Je nach statischen Anforderungen kann sich dadurch zusätzlich die geforderte Mantelstärke vergrößern. Insbesondere bei Kolonnen im off-shore-Einsatz wirkt sich die zusätzliche Kolonnenbauhöhe negativ auf die Statik der Kolonne und somit auf die Mantelstärke aus. Dadurch steigt das
Kolonnengewicht und somit die auf das Schiffsdeck bzw. den Schiffsrumpf wirkende Last, was letztendlich die Kosten in die Höhe treibt.
Herkömmliche Flüssigkeitsverteiler, wie z.B. Kanalverteiler, die nach dem
Schwerkraftprinzip arbeiten, können mit hoher Verteilqualität nur für einen kleinen Lastbereich dimensioniert werden. Ist der Lastbereich eines Flüssigkeitsverteilers groß, so ergeben sich Schwierigkeiten bei der Einhaltung der erforderlichen Güte der Flüssigkeitsverteilung über den gesamten Lastbereich. Bei niedriger Last kann sich eine ungleichmäßige Flüssigkeitsverteilung aufgrund niedrigen Flüssigkeitsstandes und damit unterschiedlichen Druckes an den jeweiligen Auslauflöchern (Verteilerlöchern) einstellen. Bei sehr hoher Last kann die Flüssigkeitsquergeschwindigkeit die
Flüssigkeitsverteilqualität beeinträchtigen.
Hiervon ausgehend liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsverteiler zu schaffen, der eine möglichst geringe Höhe aufweist und gleichzeitig eine möglichst hohe Verteilgüte über einen breiten Lastbereich aufweist. Dieses Problem wird durch einen Flüssigkeitsverteiler mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass der Flüssigkeitsverteiler zumindest eine zweite Verteilerstufe zur Aufnahme zu verteilender Flüssigkeit aufweist, die eine Mehrzahl an Verteilerlöchern aufweist, über die jene Flüssigkeit in den Mantelraum verteilbar ist, wobei die zweite Verteilerstufe so mit der ersten Verteilerstufe gekoppelt ist, dass bei einem Flüssigkeitsstand in der ersten Verteilerstufe, der einen vordefinierbaren Schwellenwert übersteigt, die überschüssige Flüssigkeit in die zweite Verteilerstufe geleitet wird.
Mit anderen Worten werden also anstelle der Verwendung eines einzigen
Flüssigkeitsverteilers (z.B. Druck-/Schwerkraft-Flüssigkeitsrohrverteiler) zur Abdeckung des gesamten Lastbereiches mehrere einzelne Flüssigkeitsverteiler bzw.
Verteilerstufen gezielt so gekoppelt, dass jeder Einzelverteiler (Verteilerstufe) einen Teil des Lastbereiches übernimmt und insgesamt dadurch die Bauhöhe im Vergleich zu einem herkömmlichen Flüssigkeitsverteiler reduziert werden kann. Dabei kann jeder Einzelverteiler (Verteilerstufe) ideal dimensioniert werden und damit eine sehr hohe Verteilqualität über den gesamten Lastbereich erreicht werden. Hierbei können insbesondere eine Vielzahl von Verteilerebenen bzw. Verteilerstufen realisiert werden, d.h. 2-stufig, 3-stufig, 4-stufig, usw. Dazu werden die einzelnen Verteilerstufen vorzugsweise aufeinander "gestapelt", wobei die Aufteilung der auf den Querschnitt des Mantelraumes bzw. der Kolonne zu verteilenden Flüssigkeit dabei insbesondere kontrolliert erfolgt. So erhält z.B. zuerst die erste Verteilerstufe die zu verteilende Flüssigkeit, wobei bei einer Erschöpfung der Verteilkapazität der ersten
Verteilerstufe bei steigender Flüssigkeitslast die die Kapazität der ersten Verteilerstufe übersteigende Flüssigkeitsmenge der zweiten Verteilerstufe zugeführt wird. Analog wird dann dementsprechend die die Kapazität der ersten und zweiten Verteilerstufe übersteigende Flüssigkeitsmenge einer dritten Verteilerstufe zugeführt. Dieses Konzept kann auf eine beliebige Anzahl an Verteilerstufen ausgeweitet werden. Dabei kann jede Verteilerstufe für eine gleiche oder für unterschiedliche Flüssigkeitsmengen dimensioniert werden. Im Folgenden soll exemplarisch von zwei Verteilerstufen ausgegangen werden, wobei natürlich die erfindungsgemäße Lösung analog auf eine beliebige Anzahl von Verteilerstufen erweiterbar ist.
Vorzugsweise weist die erste Verteilerstufe des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsverteilers ein erstes Zuspeiserohr auf, das dazu eingerichtet und
vorgesehen ist, einen ersten Verteilerkanal der ersten Verteilerstufe mit zu verteilender Flüssigkeit zu beschicken, um jene Flüssigkeit in den Mantelraum zu verteilen. Weiterhin weist vorzugsweise auch die zweite Verteilerstufe ein (zweites) Zuspeiserohr auf, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, einen (separaten) zweiten Verteilerkanal der zweiten Verteilerstufe mit zu verteilender Flüssigkeit zu beschicken, um diese im Mantelraum zu verteilen. Die Zuspeiserohre können insbesondere einen oder mehrere Kanäle umfassen und können des Weiteren eine beliebige Geometrie aufweisen.
Die beiden Zuspeiserohre erstrecken sich dabei vorzugsweise - bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Betriebszustand des Flüssigkeitsverteilers - entlang einer Längsachse, die mit der Vertikalen zusammenfällt. Dabei verlaufen die beiden Verteilerkanäle bevorzugt parallel zueinander entlang der Horizontalen, also
insbesondere quer zu dem jeweiligen Zuspeiserohr.
Zum Einspeisen zu verteilender Flüssigkeit in das erste und das zweite Zuspeiserohr weisen diese jeweils eine Einlassöffnung auf, wobei die Einlassöffnung des ersten Zuspeiserohres so angeordnet bzw. ausgebildet ist, dass zu verteilende Flüssigkeit aus der Einlassöffnung des ersten Zuspeiserohres austritt, wenn der Flüssigkeitsstand in der ersten Verteilerstufe den besagten Schwellenwert übersteigt, wobei die
Einlassöffnung des zweiten Zuspeiserohres so bezüglich der Einlassöffnung des ersten Zuspeiserohres angeordnet ist, dass aus der Einlassöffnung des ersten
Zuspeiserohres austretende Flüssigkeit durch die Einlassöffnung des zweiten
Zuspeiserohres strömt und in das zweite Zuspeiserohr eingespeist wird.
Vorzugsweise umgreift das zweite Zuspeiserohr hierzu das erste Zuspeiserohr, wobei das erste Zuspeiserohr insbesondere koaxial zum zweiten bzw. im zweiten
Zuspeiserohr angeordnet ist.
Der Aufteilungspunkt der Flüssigkeit, d.h., die Lage bzw. Höhe der Einlassöffnung des ersten Zuspeiserohres entlang der Vertikalen, kann je nach Anforderung am obersten Punkt (z.B. Höhe der Einlauföffnung des Hauptrohres, siehe unten) des
Flüssigkeitsverteilers angeordnet sein oder in einem bestimmten Abstand unterhalb dieses Punktes. Dadurch kann eine Feinabstimmung der Flüssigkeitsverteilqualität bezüglich des Lastbereiches erreicht werden.
Um eine Verschlechterung der Verteilqualität am Anspringpunkt der zweiten
Verteilerstufe bzw. einer zusätzlichen Verteilerstufe bei einem bestimmten Lastpunkt zu minimieren, kann der Aufteilungspunkt, die Verteilerlochgröße, etc. gezielt eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann durch gezieltes
Dimensionieren des Aufteilungspunktes am Hauptrohr, der Verteilerlochgröße, etc. die Verschlechterung der Verteilqualität am Anspringpunkt der zweiten bzw. einer zusätzlichen Verteilerstufe auf einen Lastpunkt gelegt werden, bei dem der
Flüssigkeitsverteiler nicht oder nur selten betrieben wird.
Vorzugsweise weist das erste Zuspeiserohr der ersten Verteilerstufe (bzw. ein
Zuspeiserohr einer der nächsten Verteilerstufe vorausgehenden Verteilerstufe) einen die Einlassöffnung des betreffenden Zuspeiserohres begrenzenden,
umlaufenden Randbereich auf, der sich zur Einlassöffnung hin trichterförmig aufweitet. Weiterhin weist der besagte Randbereich bzw. Rand jener Einlassöffnung
vorzugsweise einen gezackten Verlauf auf, um ein gleichmäßigeres Anspringen der nächsten Verteilerstufe zu ermöglichen.
Zum Einleiten der zu verteilenden Flüssigkeit in das erste Zuspeiserohr ist
vorzugsweise ein Hauptrohr des Flüssigkeitsverteilers vorgesehen, das eine
Einlauföffnung aufweist, über die die zu verteilende Flüssigkeit in das Hauptrohr einspeisbar ist. Bevorzugt wird das Hauptrohr über die Einlauföffnung aus einem Sammler mit der zu verteilenden Flüssigkeit beaufschlagt.
Dabei ist an der Einlauföffnung vorzugsweise ein Wirbelbrecher (Strömungsbrecher) angeordnet, damit die Flüssigkeit am Sammler entgast in das zentrale Hauptrohr eintreten kann. Hierzu weist der besagte Wirbelbrecher insbesondere vier Schenkel auf, die jeweils über ein erstes freies Ende miteinander (ggf. einstückig) verbunden sind, so dass eine kreuzförmige Konfiguration resultiert, wobei die vier Schenkel je ein flächig verbreitertes zweites freies Ende aufweisen. So können die Schenkel z.B. an den besagten zweiten freien Enden jeweils mit einem Querbalken versehen sein, so dass der Wirbelbrecher im Querschnitt ein Kruckenkreuz ausbildet. Dadurch wird das Ausströmen von Gas, das von der Flüssigkeit mitgenommen wurde, aus dem zentralen Hauptrohr begünstigt. Vorzugsweise liegt der Wirbelbrecher über jene zweiten freien Enden bzw. Querbalken an einem umlaufenden Randbereich der Einlauföffnung an, so dass der Wirbelbrecher bzw. dessen Schenkel die Einlauföffnung in vier Sektoren unterteilt. Der Wirbelbrecher kann weiterhin nach oben hin mit einer Abdeckplatte überdeckt sein, die fest oder lösbar am Wirbelbrecher festgelegt sein kann. Vorzugsweise gehen vom ersten Verteilerkanal der ersten Verteilerstufe mehrere erste Verteilerarme ab, so dass in den ersten Verteilerkanal eingespeiste Flüssigkeit in jene ersten Verteilerarme strömen kann, wobei jene Verteilerlöcher der ersten Verteilerstufe an den ersten Verteilerarmen vorgesehen sind (z.B. an Seitenwänden oder Böden der Verteilerarme). Bevorzugt geht der erste Verteilerkanal quer vom ersten Zuspeiserohr ab, wobei die ersten Verteilerarme bevorzugt ihrerseits jeweils quer von dem ersten Verteilerkanal abgehen. In gleicher Weise gehen vorzugsweise zweite Verteilerarme vom zweiten Verteilerkanal der zweiten Verteilerstufe ab.
In einer Variante der Erfindung sind die beiden Verteilerkanäle entlang der Vertikalen bzw. entlang der gemeinsamen Längsachse der beiden Zuspeiserohre beabstandet zueinander angeordnet, d.h., die die beiden Verteilerkanäle ausbildenden Mäntel bzw. die die Verteilerkanäle definierenden Wandungen (Verteilerkanalgehäuse) sind entlang der Vertikalen beabstandet zueinander angeordnet.
Hierbei sind insbesondere mehrere Verteilerlöcher der zweiten Verteilerstufe mit je einem zugeordneten Verteilerloch der ersten Verteilerstufe über je einen vorzugsweise vertikal erstreckten Ablaufkanal miteinander verbunden. Dabei sind die paarweise miteinander verbundenen Verteilerlöcher insbesondere an Seitenwänden der jeweiligen ersten bzw. zweiten Verteilerarme ausgebildet.
In einer anderen Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden
Verteilerkanäle aneinander anliegen, insbesondere ein gemeinsames, die beiden Verteilerkanäle bildendes Verteilerkanalgehäuse aufweisen, wobei die beiden
Verteilerkanäle durch einen Zwischenboden des Verteilerkanalgehäuses, der
Durchgangslöcher zur vorhergehenden Verteilerstufe aufweisen kann, voneinander getrennt sind. Vorzugsweise ist hierbei der erste Verteilerkanal - bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Flüssigkeitsverteilers - entlang der Vertikalen unterhalb des zweiten Verteilerkanals angeordnet. Weiterhin weist der zweite Verteilerkanal vorzugsweise entlang der Horizontalen, und zwar quer zur Erstreckungsrichtung des zweiten Verteilerkanales eine Breite auf, die größer ist als eine entsprechende Breite des darunterliegenden ersten Verteilerkanales. Weiterhin ist bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel bevorzugt vorgesehen, dass je ein zweiter Verteilerarm an einem zugeordneten ersten Verteilerarm anliegt, wobei insbesondere je ein zweiter Verteilerarm mit einem zugeordneten ersten Verteilerarm ein gemeinsames, die beiden betrachteten Verteilerarme bildendes
Verteilerarmgehäuse aufweist, wobei jener zweite Verteilerarm von dem zugeordneten, darunter liegenden ersten Verteilerarm jeweils durch einen Zwischenboden des betreffenden Verteilerarmgehäuses getrennt ist. Diese Zwischenböden stehen bevorzugt mit zumindest einem Abschnitt über den jeweiligen darunterliegenden ersten Verteilerarm hinaus, wobei an jenen Abschnitten bevorzugt die Verteilerlöcher der zweiten Verteilerstufe ausgebildet sind, so dass durch jene Verteilerlöcher Flüssigkeit (an den ersten Verteilerarmen vorbei) in den Mantelraum abgegeben werden kann.
Die einzelnen Verteilerstufen können alle im Hinblick auf Verteilerkanalabmessungen, Größe der Verteilerarme (Endverteilerrohre) sowie Lochdurchmesser der
Verteilerlöcher gleich groß oder unterschiedlich groß dimensioniert werden, je nach Anforderung aufgrund des Lastbereiches oder des jeweiligen Einsatzortes. Das Verteilerlochbild kann bei allen Verteilerstufen identisch ausgebildet sein, d.h., alle Verteilerstufen besitzen die gleiche Anzahl an Verteilerlöchern, oder es können einige Verteilerstufen mit einem dichteren oder gröberen Verteilerlochbild im Vergleich zu anderen Stufen ausgeführt werden.
Das Hauptrohr, die Zuspeiserohre, die Verteilerkanäle, sowie die Verteilerarme können einen kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt besitzen oder bei bestimmten Anforderungen auch jede beliebige andere Geometrie aufweisen.
Einzelne oder alle Verteilerstufen können mit zusätzlichen Energiebremsen im
Hauptrohr, Zuspeiserohr oder im jeweiligen Verteilerkanal (Hauptkanal) bestückt werden, um die Entgasung und/oder die Verteilqualität zu optimieren. Zur Abscheidung fester Partikel können einzelne oder alle Verteilerstufen mit Siebblechen und/oder Gewebematten oder Filtern ausgestattet werden, um ein Verstopfen der Verteilerlöcher (Endverteilerlöcher) zu verhindern.
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsverteiler kann - abgesehen von den oben beschriebenen Kolonnen - in den unterschiedlichsten Apparaten, wie z.B.
Wärmetauschern (insbesondere gewickelte Wärmetauscher), Reaktoren, Absorbern, Behältern u.s.w., in denen eine Flüssigkeit auf einen Querschnitt verteilt werden muss und der Volumenstrom der Flüssigkeit insbesondere einen großen Lastbereich aufweist, mit Vorteil eingesetzt werden. Insbesondere zeichnet sich der erfindungsgemäße Flüssigkeitsverteiler dadurch aus, dass die Flüssigkeit sowohl bis in den darüber liegenden Flüssigkeitssammler, als auch bis in das zentrale Rohr gestaut werden kann. Das Aufstauen der Flüssigkeit in das zentrale Rohr weist den Vorteil auf, dass die Flüssigkeit weniger anfällig auf dynamische Bewegungen ist und dass weniger Flüssigkeits-Holdup im Verteiler aufgestaut wird. Die Reduzierung des Flüssigkeits-Holdups führt dazu, dass der Prozess weniger träge auf Prozessänderungen reagiert.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgenden Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsverteilers mit beabstandeten Verteilerstufen;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Wirbelbrechers einer Einlauföffnung des
Flüssigkeitsverteilers gemäß Figur 1 ; Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Flüssigkeitsverteilers gemäß Figur 1 ;
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsverteilers mit integrierten Verteilerstufen; und
Fig. 5 eine ausschnitthafte Schnittansicht eines Aufteilungspunktes eines
erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilers.
Figur 1 zeigt im Zusammenhang mit den Figuren 2, 3 und 5 einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteiler 1. Der Flüssigkeitsverteiler 1 weist - bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand, von dem im Folgenden ausgegangen werden soll - ein entlang der Vertikalen Z erstrecktes Hauptrohr 30 mit einer Einlauföffnung 300 auf, die von einem umlaufenden Randbereich 310 begrenzt wird. Durch die Einlauföffnung 300 kann der Flüssigkeitsverteiler 1 mit zu verteilender Flüssigkeit F beschickt werden, wobei in jener Einlauföffnung 300 bevorzugt ein Wirbelbrecher 330 angeordnet ist, der in einem quer zur Vertikalen Z verlaufenden Querschnitt (siehe Figur 2) als ein
Kruckenkreuz ausgebildet ist, d.h., der Wirbelbrecher 330 weist vier über ein erstes freies Ende 331 a verbundene Schenkel 331 in einer kreuzförmigen Konfiguration auf, wobei die zweiten freien Enden 331 b jener Schenkel 331 jeweils als Querbalken ausgebildet sind, über die der Wirbelbrecher 330 an jenem umlaufenden Randbereich 310 der Einlauföffnung 300 angeordnet ist bzw. anliegt. Der Wirbelbrecher 330 steht dabei abschnittsweise entlang der Vertikalen Z aus der Einlauföffnung 300 heraus (vgl. Figur 1).
Koaxial zum Hauptrohr 30 ist ein erstes Zuspeiserohr 100 einer ersten Verteilerstufe 10. in dem Hauptrohr 30 angeordnet, wobei eine Einlassöffnung O des ersten
Zuspeiserohres 100 der Einlauföffnung 300 entlang der Vertikalen Z gegenüberliegt, so dass in die Einlauföffnung 300 strömende Flüssigkeit F zunächst in das erste
Zuspeiserohr 100 gelangt und von dort in einen ersten Verteilerkanal 1 10 der ersten Verteilerstufe 10, der die zu verteilende Flüssigkeit F einer Mehrzahl an ersten
Verteilerarmen 1 11 zuführt. Der erste Verteilerkanal 1 10 geht dabei zu beiden Seiten des ersten Zuspeiserohres 100 von diesem ab und verläuft dabei entlang der
Horizontalen (also quer zum ersten Zuspeiserohr 100). Die ersten Verteilerarme 11 1 gehen ihrerseits jeweils zu beiden Seiten des ersten Verteilerkanales 1 10 von diesem ab und verlaufen dabei horizontal (sowohl quer zum ersten Verteilerkanal 110 als auch quer zum ersten Zuspeiserohr 100). Die ersten Verteilerarme 111 weisen jeweils zwei einander gegenüberliegende
Seitenwände 1 12 auf, an denen Verteilerlöcher 11 ausgebildet sind, durch die hindurch die zu verteilende Flüssigkeit F auf einen Querschnitt eines Mantelraumes M
aufgegeben wird, in dem der Flüssigkeitsverteiler 1 angeordnet ist. Der
Flüssigkeitsverteiler 1 kann beispielsweise in einer Kolonne angeordnet sein und die besagte Flüssigkeit F auf eine Packung der Kolonne aufgeben. Weiterhin kann der Flüssigkeitsverteiler 1 auch in einem Mantelraum M eines Wärmetauschers angeordnet sein und ein Rohrbündel des Wärmetauschers beregnen. Andere Anwendungen sind ebenfalls denkbar. Damit der Flüssigkeitsverteiler 1 lastenmäßig adaptiv arbeiten kann, ist die erste Verteilerstufe 10 des Flüssigkeitsverteilers 1 über einen Aufteilungspunkt P mit zumindest einer zweiten Verteilerstufe 20 gemäß Figur 5 gekoppelt. (Figur 5 zeigt noch ein drittes Zuspeiserohr 400, das einer dritten Verteilerstufe zugeordnet ist. Im
Folgenden sollen exemplarisch nur zwei Verteilerstufen 10, 20 betrachtet werden; die Erweiterung auf beliebig viele Stufen verläuft analog.)
Danach ist die Einlassöffnung O des ersten Zuspeiserohres 100 so bezüglich der Einlassöffnung O' eines zweiten Zuspeiserohres 200 der zweiten Verteilerstufe 20 angeordnet, dass die Flüssigkeit F beim Erreichen eines bestimmten
Flüssigkeitsstandes in der ersten Verteilerstufe 10 bzw. im ersten Zuspeiserohr 100 über den Randbereich 101 bzw. Rand 102 der Einlassöffnung O des ersten
Zuspeiserohres 100 tritt und durch die Einlassöffnung O' des zweiten Zuspeiserohres 200 läuft und daher in die zweite Verteilerstufe 20 gelangt. Dies wird gemäß Figur 1 dadurch erreicht, dass das erste Zuspeiserohr 100 vom zweiten Zuspeiserohr 200 umgriffen wird. Somit wird also jegliche überschüssige Flüssigkeit F, die die Kapazität der ersten Verteilerstufe 10 übersteigt, der zweiten Verteilerstufe 20 zugeleitet.
Damit die zweite Verteilerstufe 20 möglichst gleichmäßig anspringt, ist der die
Einlassöffnung O des ersten Zuspeiserohres 100 begrenzende Randbereich 101 trichterförmig aufgeweitet, wobei der die Einlassöffnung Q definierende Rand 102 einen gezackten Verlauf aufweist. Sofern der zweiten Verteilerstufe 20 noch eine weitere Verteilerstufe mit einem dritten Zuspeiserohr 400 folgt, ist auch der
Randbereich 201 bzw. Rand 201 des zweiten Zuspeiserohres 200, das in diesem Fall das erste Zuspeiserohr 100 umgibt und seinerseits vom Hauptrohr 30 umgriffen wird, trichterförmig aufgeweitet bzw. gezackt ausgebildet.
Die zweite Verteilerstufe 20 ist gemäß Figur 1 analog zur ersten Verteilerstufe 10 aufgebaut und entlang der Vertikalen Z oberhalb der ersten Verteilerstufe 10 angeordnet. Im Einzelnen führt das zweite Zuspeiserohr 200 die zu verteilende
Flüssigkeit F einem zweiten Verteilerkanal 220 zu, der zu beiden Seiten des zweiten Zuspeiserohres 200 von diesem abgeht und dabei entlang der Horizontalen (also quer zum zweiten Zuspeiserohr 100) verläuft. Hierbei verläuft der zweite Verteilerkanal 220 parallel zum ersten Verteilerkanal 1 10 oberhalb des ersten Verteilerkanals 110 und zwar entlang der Vertikalen Z beabstandet zu diesem. Die zweiten Verteilerarme 221 gehen ihrerseits jeweils zu beiden Seiten des zweiten Verteilerkanales 220 von diesem ab und verlaufen dabei horizontal (sowohl quer zum zweiten Verteilerkanal 1 10 als auch quer zum zweiten Zuspeiserohr 200). Die zweiten Verteilerkanäle 221 verlaufen dabei jeweils parallel und entlang der Vertikalen Z beabstandet zu zugeordneten ersten Verteilerkanälen 1 1 1 der ersten Verteilerstufe 10. Dabei weisen die zweiten
Verteilerkanäle 221 auch jeweils zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 222 auf, an denen Verteillöcher 21 ausgebildet sind, durch die hindurch die zu verteilende Flüssigkeit F in den Mantelraum M abgegeben werden kann.
Hierbei ist jeweils einem Verteilerloch 21 der zweiten Verteilerstufe 20 ein Verteilerloch 1 1 der ersten Verteilerstufe 10 zugeordnet, das entlang der Vertikalen Z unterhalb des betreffenden Verteilerloches 21 der zweiten Verteilerstufe 20 angeordnet ist. Diese Verteilerlochpaare 21 , 1 1 sind nun über Ablaufkanäle 40 miteinander verbunden, die jeweils entlang der Vertikalen Z (parallel zu den Zuspeiserohren 100, 200) verlaufen. Somit bleibt die Tropfstellenzahl pro Mantelraumquerschnitt (Kolonnenfläche) konstant, was sich positiv auf die Güte der Verteilung auswirkt.
Für den Fall, das lediglich zwei Verteilerstufen 10, 20 vorhanden sind - wie z.B. in Figur 1 dargestellt - wird das zweite Zuspeiserohr 200 durch das Hauptrohr 30 ausgebildet, das hierzu im Bereich der Einlassöffnung O des ersten Zuspeiserohres 100
entsprechend aufgeweitet ist, so dass zwischen dem Hauptrohr 30 und dem darin angeordneten ersten Zuspeiserohr 100 ein Zwischenraum gebildet wird, der den effektiven Innenraum des zweiten Zuspeiserohres 200 darstellt. Um die zu verteilende Flüssigkeit F weiterhin zu bremsen und zu beruhigen und ggf. zu filtern, können gemäß Figur 3 zusätzliche Elemente in den Zuspeiserohren 00, 200 wie z.B. Energiebremsen 70 bzw. Filter 80 angeordnet sein.
Figur 4 zeigt eine Abwandlung des in der Figur 1 gezeigten Flüssigkeitverteilers 1 , bei dem im Unterschied zur Figur 1 die beiden Verteilerstufen 10, 20 integriert ausgebildet sind. D.h., der zweite Verteilerkanal 220 und der entlang der Vertikalen Z darunter verlaufende erste Verteilerkanal 110 weisen einen gemeinsamen Mantel bzw. ein gemeinsames Verteilerkanalgehäuse 50 auf, wobei eine Trennung der beiden
Verteilerkanäle 220, 1 10 durch einen Zwischenboden 51 des Verteilerkanalgehäuses 50 gegeben ist. In der gleichen Weise sind dann die zweiten und ersten Verteilerarme 221 , 1 1 1 integriert ausgebildet. Hierzu weisen je ein zweiter Verteilerarm 221 und ein zugeordneter darunter verlaufender erster Verteilerarm 1 1 1 ein gemeinsames
Verteilerarmgehäuse 60 auf, das die besagten Verteilerarme 221 , 1 11 begrenzt und durch einen Zwischenboden 61 voneinander trennt, wobei die Verteilerlöcher 11 der ersten Verteilerstufe 10 an einem Boden 62 der ersten Verteilerarme 11 1 bzw. des jeweiligen Verteilerarmgehäuses 60 ausgebildet sind, der entlang der Vertikalen Zunterhalb des Zwischenbodens 61 erstreckt ist. Damit auch aus den darüber angeordneten zweiten Verteilerarmen 221 Flüssigkeit auf den Querschnitt des
Mantelraumes M aufgegeben werden kann, ragen die zweiten Verteilerarme 221 quer zu ihrer jeweiligen Längsachse über die jeweils zugeordneten ersten Verteilerarme 1 1 1 hinaus, so dass der jeweilige Zwischenboden 61 jeweils zwei streifenförmige, entlang der Längsachse des jeweiligen zweiten Verteilerarmes 221 erstreckte Abschnitte 61 a, 62b ausbildet, an denen die Verteilerlöcher 21 der zweiten Verteilerstufe 20
vorgesehen sind. Somit kann die Flüssigkeit F durch jene Verteilerlöcher 21 der zweiten Verteilerstufe 20 an den ersten Verteilerkanälen 1 1 1 vorbei auf den
Querschnitt des Mantelraumes M aufgegeben werden.
Die spezielle Ausbildung der zweiten Verteilerarme 221 bezüglich der jeweiligen zugeordneten ersten Verteilerarme 111 bedingt vorliegend, dass die zweiten
Verteilerarme 221 quer zu ihrer Erstreckungsrichtung eine größere Querschnittsfläche aufweisen als die ebenfalls entlang jener Erstreckungsrichtüng erstreckten ersten Verteilerarme 11 1. Der zweite Verteilerkanal 220 weist ebenfalls quer zu seiner Erstreckungsrichtung (Längsachse) einen größeren Querschnitt auf, als der darunter verlaufende erste Verteilerkanal 110. Bezugszeichenliste
1 Flüssigkeitsverteiler
10 Erste Verteilerstufe
11 , 21 Verteilerlöcher
30 Hauptrohr
40 Ablaufkanal
50 Verteilerkanalgehäuse
51 , 61 Zwischenboden
60 Verteilerarmgehäuse
61a, 61b Abschnitte
62 Boden
100 Erstes Zuspeiserohr
101 , 201 Randbereich
102, 202 Rand
110 Erster Verteilerkanal
111 Erster Verteilerarm
112, 222 Seitenwand
200 Zweites Zuspeiserohr
220 Zweiter Verteilerkanal
221 Zweiter Verteilerarm
300 Einlauföffnung
301 - 304 Sektor
310 Randbereich
330 Wirbelbrecher
331 Schenkel
331a Erstes freies Ende
331b Zweites freies Ende
400 Drittes Zuspeiserohr
F Flüssigkeit
M Mantelraum
0, 0', 0" Einlassöffnungen
P Aufteilungspunkt z Vertikale

Claims

Patentansprüche
Flüssigkeitsverteiler zum Verteilen einer Flüssigkeit in einem durch einen Mantel begrenzten Mantelraum, mit: einer ersten Verteilerstufe (10) zur Aufnahme zu verteilender Flüssigkeit (F), wobei die erste Verteilerstufe (10) eine Mehrzahl an Verteilerlöchern (11) aufweist, über die jene Flüssigkeit (F) in den Mantelraum (M) verteilbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Verteilerstufe (20) zur Aufnahme zu verteilender Flüssigkeit (F) vorgesehen ist, die eine Mehrzahl an Verteilerlöchern (21) aufweist, über die jene Flüssigkeit (F) in den Mantelraum (M) verteilbar ist, wobei die zweite Verteilerstufe (20) so mit der ersten Verteilerstufe (10) gekoppelt ist, dass bei einem Flüssigkeitsstand in der ersten Verteilerstufe (10), der einen
vordefinierbaren Schwellenwert übersteigt, zusätzlich Flüssigkeit (F) in die zweite Verteilerstufe (20) geleitet wird.
Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verteilerstufe (10) ein erstes Zuspeiserohr (100) aufweist, das dazu ausgebildet ist, zu verteilende Flüssigkeit (F) zu einem ersten Verteilerkanal ( 10) der ersten Verteilerstufe (10) zu leiten, über den jene Flüssigkeit (F) in den Mantelraum (M) verteilbar ist, und dass die zweite Verteilerstufe (20) ein zweites Zuspeiserohr (200) aufweist, das dazu ausgebildet ist, zu verteilende Flüssigkeit (F) zu einem zweiten Verteilerkanal (220) der zweiten Verteilerstufe (20) zu leiten, über den jene Flüssigkeit (F) in den Mantelraum (M) verteilbar ist, wobei insbesondere die beiden Verteilerkanäle (110, 220) zueinander parallel verlaufen.
Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zuspeiserohre (100, 200) jeweils eine Einlassöffnung (O, O') aufweisen, über die zu verteilende Flüssigkeit (F) in das jeweilige Zuspeiserohr (100, 200) einspeisbar ist, so dass die Flüssigkeit (F) zum Verteilen in den Mantelraum (M) in den jeweils zugeordneten Verteilerkanal (110, 220) gelangen kann.
4. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu
verteilende Flüssigkeit (F) aus der Einlassöffnung (O) des ersten Zuspeiserohres (100) austritt, wenn der Flüssigkeitsstand in der ersten Verteilerstufe (10) jenen Schwellenwert übersteigt, wobei die Einlassöffnung (Ο') des zweiten
Zuspeiserohres (200) so bezüglich der Einlassöffnung (O) des ersten
Zuspeiserohres (100) angeordnet ist, dass aus der Einlassöffnung (O) des ersten Zuspeiserohres (100) austretende Flüssigkeit (F) durch die Einlassöffnung (Ο') des zweiten Zuspeiserohres (200) hindurch in das zweite Zuspeiserohr (200) eingespeist wird.
5. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zuspeiserohr (200) das erste Zuspeiserohr (100) umgreift.
6. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (O, O') des ersten und/oder des zweiten Zuspeiserohres (100, 200) durch einen trichterförmigen Randbereich (101 , 201) begrenzt wird.
7. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (O, O') des ersten und/oder des zweiten Zuspeiserohres (100, 200) durch einen Rand (102, 202) begrenzt wird, der einen gezackten Verlauf aufweist.
8. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsverteiler (1) ein Hauptrohr (30) aufweist, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, zu verteilende Flüssigkeit (F) in das erste Zuspeiserohr (100) einzuspeisen, wobei das Hauptrohr (30) zumindest das erste Zuspeiserohr (100) umgibt, wobei insbesondere das Hauptrohr (30) das zweite Zuspeiserohr (200) ausbildet, und wobei das Hauptrohr (30) insbesondere eine Einlauföffnung (300) aufweist, über die zu verteilende Flüssigkeit (F) in das Hauptrohr (30) einspeisbar ist, wobei an der Einlauföffnung (300) ein
Wirbelbrecher (330) angeordnet ist, und wobei der Wirbelbrecher (330) insbesondere vier Schenkel (331 ) aufweist, die jeweils über ein erstes freies Ende (331a) miteinander verbunden sind, wobei die vier Schenkel (331) je ein flächig verbreitertes zweites freies Ende (331 b) aufweisen, über das der Wirbelbrecher (330) an einem umlaufenden Randbereich (310) der Einlauföffnung (300) anliegt, so dass der Wirbelbrecher (330) die Einlauföffnung (300) in vier Sektoren (301 -
304) unterteilt.
9. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass vom ersten Verteilerkanal (1 10) eine Mehrzahl an ersten Verteilerarmen (1 1 1) abgeht, so dass in den ersten Verteilerkanal (1 10) eingespeiste Flüssigkeit (F) in jene ersten Verteilerarme (1 1 1 ) strömen kann, wobei jene Verteilerlöcher (1 1) der ersten Verteilerstufe (10) an den ersten Verteilerarmen (1 11) vorgesehen sind, und wobei insbesondere der erste
Verteilerkanal (110) quer zum ersten Zuspeiserohr (100) verläuft, und wobei insbesondere die ersten Verteilerarme (1 1 1) jeweils quer von dem ersten
Verteilerkanal (110) abgehen.
10. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass vom zweiten Verteilerkanal (220) einer Mehrzahl an zweiten Verteilerarmen (221) abgeht, so dass in den zweiten Verteilerkanal (220) eingespeiste Flüssigkeit (F) in jene zweiten Verteilerarme (221 ) strömen kann, wobei jene Verteilerlöcher (21) der zweiten Verteilerstufe (20) an den zweiten Verteilerarmen (221) vorgesehen sind, und wobei insbesondere der zweite Verteilerkanal (220) quer zum zweiten Züspeiserohr (200) verläuft, und wobei insbesondere die zweiten Verteilerarme (221) jeweils quer von dem zweiten
Verteilerkanal (220) abgehen.
1 1. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 10 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden
Verteilerkanäle (110, 220) beabstandet zueinander angeordnet sind.
12. Flüssigkeitsverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass jeweils ein Verteilerloch (21 ) der zweiten Verteilerstufe (20) mit einem zugeordneten Verteilerloch (1 1 ) der ersten Verteilerstufe (10) über einen Ablaufkanal (40) miteinander verbunden ist.
13. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 10 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden
Verteilerkanäle (110, 220) aneinander anliegen, insbesondere ein gemeinsames Verteilerkanalgehäuse (50) aufweisen, wobei die beiden Verteilerkanäle (110, 220) durch einen Zwischenboden (51) des Verteilerkanalgehäuses (50) voneinander getrennt sind.
14. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass je ein
zweiter Verteilerarm (221 ) an einem zugeordneten ersten Verteilerarm (110) anliegt, wobei insbesondere je ein zweiter Verteilerarm (221 ) mit einem
zugeordneten ersten Verteilerarm (1 ) ein gemeinsames Verteilerarmgehäuse (60) aufweist, wobei insbesondere je ein zweiter Verteilerarm (221) von einem zugeordneten, darunter liegenden ersten Verteilerarm (111) durch einen
Zwischenboden (61) des jeweiligen Verteilerarmgehäuses (60) getrennt ist, und wobei insbesondere der jeweilige Zwischenboden (61) mit zumindest einem Abschnitt (61a, 61b) über den jeweiligen darunterliegenden ersten Verteilerarm (111) hinaussteht, und wobei insbesondere Verteilerlöcher (21) der zweiten Verteilerstufe (20) an jenem Abschnitt (61a, 61 b) ausgebildet sind.
PCT/EP2012/002319 2011-06-08 2012-05-31 Flüssigkeitsverteiler WO2012167888A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2012266821A AU2012266821B2 (en) 2011-06-08 2012-05-31 Liquid distributor
BR112013031177A BR112013031177A2 (pt) 2011-06-08 2012-05-31 distribuidor de líquidos

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110103634 DE102011103634A1 (de) 2011-06-08 2011-06-08 Flüssigkeitsverteiler
DE102011103634.6 2011-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012167888A1 true WO2012167888A1 (de) 2012-12-13

Family

ID=46207967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/002319 WO2012167888A1 (de) 2011-06-08 2012-05-31 Flüssigkeitsverteiler

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2012266821B2 (de)
BR (1) BR112013031177A2 (de)
DE (1) DE102011103634A1 (de)
WO (1) WO2012167888A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536683A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 无锡福镁轻合金科技有限公司 一种用于石油化工塔的活动塔板
JP2020516451A (ja) * 2017-04-13 2020-06-11 サイペム エスピーアー 特に重力下で液相が流れる装置で使用するための液体二重分配装置
US11123706B2 (en) * 2019-03-27 2021-09-21 Koch-Glitsch, Lp Two-stage liquid distribution device for mass transfer column
CN116272199A (zh) * 2023-02-27 2023-06-23 北京建筑大学 一种基于环境治理用的多层处理式大气治理设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0118029A1 (de) * 1983-03-01 1984-09-12 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Vorrichtung zur gravimetrischen Flüssigkeitsverteilung für Stoff- und Wärmeaustauschkolonnen
US6338774B1 (en) * 1997-11-17 2002-01-15 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Liquid distributor for non-vertical distillation columns, and distillation column including the same
US20040086435A1 (en) * 2002-07-16 2004-05-06 Institut Francais Du Petrole Device for mixing and distributing a dense fluid and a light fluid, placed upstream from a granular bed, and its use in descending flow
EP1987867A2 (de) 2007-04-26 2008-11-05 Linde Aktiengesellschaft Sammler-Verteiler-Kombination

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0118029A1 (de) * 1983-03-01 1984-09-12 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Vorrichtung zur gravimetrischen Flüssigkeitsverteilung für Stoff- und Wärmeaustauschkolonnen
US6338774B1 (en) * 1997-11-17 2002-01-15 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Liquid distributor for non-vertical distillation columns, and distillation column including the same
US20040086435A1 (en) * 2002-07-16 2004-05-06 Institut Francais Du Petrole Device for mixing and distributing a dense fluid and a light fluid, placed upstream from a granular bed, and its use in descending flow
EP1987867A2 (de) 2007-04-26 2008-11-05 Linde Aktiengesellschaft Sammler-Verteiler-Kombination

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536683A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 无锡福镁轻合金科技有限公司 一种用于石油化工塔的活动塔板
JP2020516451A (ja) * 2017-04-13 2020-06-11 サイペム エスピーアー 特に重力下で液相が流れる装置で使用するための液体二重分配装置
JP7117319B2 (ja) 2017-04-13 2022-08-12 サイペム エスピーアー 重力下で液相が流れる装置で使用するのに適した液体二重分配装置
US11123706B2 (en) * 2019-03-27 2021-09-21 Koch-Glitsch, Lp Two-stage liquid distribution device for mass transfer column
TWI826653B (zh) * 2019-03-27 2023-12-21 美商科氏格利奇有限合夥公司 用於質量傳遞柱的二階段液體分布裝置及在質量傳遞柱內分布液體之方法
CN116272199A (zh) * 2023-02-27 2023-06-23 北京建筑大学 一种基于环境治理用的多层处理式大气治理设备

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012266821B2 (en) 2017-03-16
DE102011103634A1 (de) 2012-12-13
AU2012266821A1 (en) 2013-11-28
BR112013031177A2 (pt) 2017-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0151693B1 (de) Stoffaustauschkolonne
EP2674206B1 (de) Niedriglastverteiler
EP0282753A1 (de) Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung einer Flüssigkeit auf Austauschabschnitte einer Stoff- und Wärmeaustauschkolonne
DE112004002124B4 (de) Rieselfilm-Entgasungsvorrichtung mit Gitterrosten
EP2170485B1 (de) Abscheider
DE112015001576T5 (de) Flüssigkeitsabscheidevorrichtung
DE102008054899A1 (de) Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
EP1261404A1 (de) Flüssigkeitsverteiler und verfahren zum betreiben
WO2012167888A1 (de) Flüssigkeitsverteiler
EP2233183B1 (de) Flüssigkeitsverteiler
DE1519612C3 (de) Siebboden für Destillier- bzw. Rektifiziersäulen
DE102007036180A1 (de) Austauschböden für Stoffaustauschkolonnen im Off-Shore Einsatz
WO2017167458A1 (de) Gewickelter wärmeübertrager
WO2017194203A1 (de) Flüssigkeitssammeleinrichtung, stoffaustauschkolonne und verfahren zum herstellen einer derartigen flüssigkeitssammeleinrichtung
WO2001028648A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum stoff- und/oder energieaustausch in einer rieselkolonne
WO2005110579A1 (de) Tropfenabscheideranordnung
EP2468376A1 (de) Flüssigkeitsverteiler für Packungskolonne
EP3154673B1 (de) Wirbelschichtreaktor mit horizontaler richtung
DE2623293C2 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Naßdampf
DE102007007582A1 (de) Gas-Flüssigkeits-Verteiler zur Einspeisung eines zweiphasigen Feeds in eine Kolonne
DE102009022673B4 (de) Verteileinrichtung für einen Fluidstrom
WO2017211790A1 (de) Boden für eine stoffaustauschkolonne sowie stoffaustauschkolonne, und verwendung des bodens
WO2019053197A1 (de) Berieselungssystem
WO2009095008A2 (de) Tropfenabscheidereinheit
EP3009177B1 (de) Flüssigkeitsverteiler einer verfahrenstechnischen kolonne

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12725318

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012266821

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20120531

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112013031177

Country of ref document: BR

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12725318

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112013031177

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20131204