ES2241254T3 - Distribuidor de liquido para columna de empaquetadura. - Google Patents

Abstract

Distribuidor de líquido (1), especialmente para columnas de empaquetadura (2), con al menos un órgano de distribución (11) en forma de tubo o en forma de cubeta, que presenta orificios de salida (12) hacia una salida de líquido (5) en forma de chorros (50), y con pantallas (6) dispuestas delante de los orificios de salida, sobre las que los chorros de líquidos (50) incidentes son transformados en películas de líquido (51) de descarga y que blindan a los orificios de salida frente a una corriente de gas (4) que circula hacia arriba, caracterizado porque, en el caso de una salida máxima de líquido, los chorros de líquido (50) inciden sobre las pantallas (6) bajo ángulos que son menores que 60º, con preferencia menores que 10º.

Description

Distribuidor de líquido para columna de empaquetadura.

La invención se refiere a un distribuidor de líquido, especialmente para columnas de empaquetadura, según el preámbulo de la reivindicación 1 así como a una columna con un distribuidor de líquido de este tipo.

Se conoce a partir del documento EP 0 282 753 un distribuidor de líquido de este tipo, en el que el líquido sale desde orificios de salida de órganos de distribución en forma de tubo o de cubeta e incide en forma de chorro sobre pantallas configuradas como placas de rebote (designadas allí como paredes de guía). El líquido rebota a una velocidad relativamente alta sobre la pantalla y se distribuye sobre ésta como película en forma de parábola. Este distribuidor de líquido está previsto para una columna de empaquetadura, en la que se guía un gas a contracorriente al líquido. Una pluralidad de órganos de distribución paralelos divide el gas que circula hacia arriba en varias corrientes parciales. Los cantos de goteo de las pantallas están dispuestos debajo de los órganos de distribución dentro de zonas de remanso de la circulación de gas.

Con columnas de separación, que contienen "empaquetaduras de turbulencia" (ver el documento EP 0 418 338), se pueden realizar procedimientos de intercambio de substancias, en los que son posibles corrientes volumétricas o bien corrientes de nasas muy grandes para los gases y líquidos a tratar. Sin embargo, estas corrientes grandes plantean un problema: los chorros de líquido que inciden sobre las pantallas generan salpicaduras, que tienen como consecuencia una liberación de gotas finas. Estas gotas descienden relativamente lentas en el espacio de gas y son arrastradas en la zona de los cantos de goteo por el gas que circula hacia arriba. De esta manera se perjudica un efecto de separación a conseguir a través del intercambio de substancia. Por lo tanto, el cometido de la invención es crear un distribuidor de líquido para columnas de empaquetadura, en el que se soluciona o al menos se alivia la problemática mencionada con la formación de salpicaduras. Este cometido se soluciona a través del distribuidor de líquido que se define en la reivindicación 1.

El distribuidor de líquido para columnas de empaquetadura comprende al menos un órgano de distribución en forma de tubo o en forma de cubeta, que presenta orificios de salida para una descarga de líquido en forma de chorros. Delante de los orificios de salida están dispuestas pantallas, sobre las que los chorros de líquido incidentes son transformados en películas de líquido salientes. Los orificios de salida blindan a los orificios de salida frente a una corriente de gas que circula hacia arriba. En el caso de una salida máxima de líquido, los chorros de líquidos inciden sobre las pantallas bajo ángulos, que son menores que 60º, con preferencia menores que 10º.

El distribuidor de líquido según la invención se puede emplear evidentemente también con ventaja en columnas, que contienen otras empaquetaduras ordenadas distintas a la "empaquetadura de turbulencia", por ejemplo aquéllas con "estructura de canal en cruz" (empaquetadura con capas verticales de láminas onduladas, que forman canales que se cruzan abiertos; ver, por ejemplo, el documento EP 0 070 917. Como empaquetaduras se contemplan también montones de cuerpos de relleno. Además del intercambio de substancias, con las empaquetaduras se puede realizar evidentemente también una transmisión de calor entre una corriente de gas y una corriente de líquido.

Las reivindicaciones dependientes 2 a 6 se refieren a formas de realización ventajosas del distribuidor de líquido según la invención. El objeto de las reivindicaciones 7 a 10 es una columna con un distribuidor de líquido según la invención. Con este distribuidor de líquido se soluciona otro problema, que de plantea en el distribuidor conocido a partir del documento EP 0 282 753. Debido a una disposición asimétrica de las paredes de rebote, las relaciones de la circulación en la corriente de gas son desfavorables en los cantos de goteo, porque, en efecto, no se pueden configurar películas de líquido estables en virtud de las circulaciones transversales alrededor de los cantos de goteo. De acuerdo con la carga de gas, las gotitas de pulverización son arrastradas en cantidades mayores o menores hacia arriba.

A continuación se explica la invención con la ayuda de los dibujos. En este caso:

La figura 1 muestra por secciones una sección longitudinal a través de una columna con empaquetadura y distribuidor de líquido.

La figura 2a, b muestra detalles geométricos sobre las relaciones de la circulación en un órgano de distribución de un distribuidor de líquido según la invención.

Las figuras 3 a 5 muestran tres formas de realización de órganos de distribución de este tipo.

La figura 6 muestra una sección en forma de cita de una pantalla para un distribuidor de líquido según la invención, y

La figura 7 muestra otra forma de realización de la invención.

La columna 2 mostrada en la figura 1 contiene un distribuidor de líquido 1 y una empaquetadura 3. Un gas 4 circula en la columna 2 hacia arriba, circula por encima de la empaquetadura 3 alrededor de los órganos de distribución 11 del distribuidor de líquido 1 y de esta manera se separa en una pluralidad de corrientes parciales 40', 40'', que forman a continuación corrientes parciales 40. Los órganos de distribución 11 reciben un líquido a distribuir 5 a través de un conducto de alimentación 20 y un distribuidor previo 10.

En la figura 2a se representa como imagen en sección para un distribuidor 1 según la invención el entorno de un orificio de salida 12 de un órgano de distribución 11. El orificio de salida 12 se encuentra en una pared lateral inclinada 13. En general, la pared lateral 13 es vertical; de esta manera, el ángulo \beta medido con respecto a la vertical 9 es igual a cero. El líquido 5 circula en la dirección 15 a través del orificio 12, a continuación forma un chorro libre 50, cuya línea media 50' está curvada hacia abajo siguiendo la fuerza de la gravedad, e incide en la dirección 50'' sobre una pantalla 6 dispuesta delante del orificio 12. Se supone que una zona de incidencia 60 de la pantalla 6 es aquí plana. Las rectas 8, 8' y 8'' indicadas con puntos y trazos son paralelas, que se encuentran en paralelo al plano que está en la zona de incidencia 60. El ángulo de incidencia \alpha, que se extiende desde las rectas 50'' y 8', es ligeramente menor que el ángulo \alpha' entre las rectas 8'' y la dirección de la circulación de salida 15. El chorro de líquido 50 que incide sobre la pantalla 6 es transformado en una película de líquido de descarga 51. Durante la incidencia se generan salpicaduras, que hacen que se generen gotitas finas 55. Cuanto menor es el ángulo de incidencia \alpha, tanto más reducida es la cantidad de gotitas liberadas 55. En las pantallas según el estado de la técnica, los chorros 50 inciden en gran medida perpendicularmente (\alpha = 90º) y se producen especialmente muchas salpicaduras. Si el ángulo de incidencia \alpha según la invención es menor que 60º, entonces la formación de salpicaduras desfavorables se reduce en una medida esencial.

La pantalla 6 está fijada en una zona 61 en forma de tira en el órgano de distribución 11 y en concreto de tal manera que se impide un paso de gas 4 y, por lo tanto, está blindado el orificio de salida 12 por la corriente de gas 4 que circula hacia arriba.

La pantalla 6 se prolonga sobre una pared de guía 64 cerrada -ver la figura 2b- hasta un canto de goteo 62, en el que la película de líquido 51 cae en forma de gotas 53 o en adelante como película cerrada. El canto de goteo 62 está alineado horizontalmente y puede estar configurado lineal o dentado. El canto de goteo 62 se encuentra en una zona de remanso 42 del gas 4, en la que el goteo del líquido se realiza de forma en gran medida ininterrumpida a través de la circulación del gas 4. Inmediatamente sobre el canto de goteo 62 está prevista una zona 63 en forma de tira, que se encuentra en gran medida en un plano vertical.

Las gotitas 55 formadas en la zona de incidencia descienden; son recogidas en el entorno de la zona de remanso 42 por la circulación 40', son llevadas hacia arriba y sin transportadas adicionalmente en la corriente parcial 40 (ver la figura 1). En virtud de la medida según la invención, la cantidad de las gotitas 55 transportadas hacia arriba es muy reducida y prácticamente no es ya perturbadora.

El ángulo de incidencia plano \alpha tiene también como consecuencia que la propagación en forma de parábola de la película de líquido sobre la pantalla 6 depende en gran medida del impulso del chorro de líquido 50. Por lo tanto, la diferencia entre una anchura máxima y una anchura mínima de la parábola es menor. Este hecho facilita el diseño de los distribuidores.

La figura 3 muestra una sección transversal a través de la parte inferior de un órgano de distribución 11 en forma de cubeta. La pantalla 6 tiene, en una sección vertical así como paralela al chorro, la forma de una curva sigmoide, es decir, de una curva que presenta un punto de inflexión de su curvatura. Esta curva puede estar indicada total o parcialmente por una línea de trazos. En la región 60, en la que el chorro de líquido 50 incide sobre la pantalla 6, la curva sigmoide está curvada hacia abajo. Presenta allí especialmente una curvatura en gran medida constante. La región de incidencia 60 está formada de tal manera que el chorro 51 incide de forma aproximadamente tangencial sobre la pantalla 6. La pantalla 6 está fijada en su parte superior 61 con tornillos 16.

Gracias a la pantalla 6 doblada hacia dentro, es decir, debajo del órgano de distribución 11, la película de líquido 51 es mucho menos perturbada en el canto de goteo 62 por el gas 4 que circula a contracorriente que en los procedimientos conocidos, en los que las superficies de guía 64 están configuradas verticales y lisas. De esta manera, una película de descarga permanece estable; no se desprenden gotas de líquido ni son arrastradas con la corriente de gas hacia arriba. En comparación con los distribuidores conocidos, los distribuidores según la invención se pueden emplear con cargas de gas esencialmente más elevadas.

La figura 4 muestra, con la ayuda de una vistas lateral, una forma de realización, en la que en la región de la zona de remanso 42, flanqueando la pantalla 6, están previstas adicionalmente faldillas 71 y 76, con las que se influye de una manera favorable sobre la circulación de gas. La pantalla 6 está soldada (soldadura por puntos) o estañada en el órgano de distribución 11.

El órgano de distribución 11 y la pantalla 6 se forman con ventaja de tal manera que en el entorno de la zona de remanso 42, las corrientes parciales 40', 40'' -ver las figuras 1 y 2b- están configuradas en gran medida simétricas de espejo entre sí y con relación a un plano vertical a través del canto de goteo 62. Para conseguirlo, el órgano de distribución 11 según la figura 5 está configurado en forma de cuña en una región inferior con una sección de pared inclinada 14.

Las pantallas 6 de los distribuidores de líquido 1 según la invención pueden presentar -como se ilustra en la figura 6- para proporcionar una influencia favorable sobre las películas de líquido 51, respectivamente, una estructura por medio de estrías 640 y/o perforaciones 630. El canto de goteo 62 puede estar provisto con dientes 620.

La figura 7 muestra otro ejemplo de realización, en el que las faldillas 76', 71' para ejercer una influencia sobre la circulación están configuradas curvadas. El orificio de salida 12 está dispuesto, como ya en la figura 2a en una parte inclinada de una pared lateral 13 del órgano de distribución 11. En esta forma de realización, el órgano de distribución 11, incluida la pantalla 6, forma un obstáculo para el gas que circula hacia arriba, que está conectado con una resistencia a la circulación más reducida que en los ejemplos de las figuras 3 a 5.

Claims (10)

1. Distribuidor de líquido (1), especialmente para columnas de empaquetadura (2), con al menos un órgano de distribución (11) en forma de tubo o en forma de cubeta, que presenta orificios de salida (12) hacia una salida de líquido (5) en forma de chorros (50), y con pantallas (6) dispuestas delante de los orificios de salida, sobre las que los chorros de líquidos (50) incidentes son transformados en películas de líquido (51) de descarga y que blindan a los orificios de salida frente a una corriente de gas (4) que circula hacia arriba, caracterizado porque, en el caso de una salida máxima de líquido, los chorros de líquido (50) inciden sobre las pantallas (6) bajo ángulos (\alpha) que son menores que 60º, con preferencia menores que 10º.

2. Distribuidor de líquido según la reivindicación 1, caracterizado porque cada pantalla (6) tiene en una sección vertical así como paralela al chorro, la forma de una curva sigmoide, pudiendo estar realizada esta curva también total o parcialmente por medio de una línea de trazos, y porque la curva sigmoide está curvada, en la zona (60), en la que los chorros de líquido (50) inciden sobre la pantalla, con ventaja hacia abajo y presenta especialmente una curvatura en gran medida constante.

3. Distribuidor de líquido según la reivindicación 2, caracterizado porque la zona de incidencia (60) está formada de tal manera que los chorros inciden aproximadamente tangenciales sobre las pantallas (6).

4. Distribuidor de líquido según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las pantallas (6) presentan cantos de goteo (62), que están alineados horizontalmente y que pueden estar configurados lineales o dentados.

5. Distribuidor de líquido según la reivindicación 4, caracterizado porque inmediatamente sobre los cantos de goteo (62) están previstas zonas (63) en forma de tiras, que se encuentran en gran medida en planos verticales.

6. Distribuidor de líquido según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las pantallas (6) presentan, para influir sobre las películas de líquido (51), en cada caso una estructura formada por estrías (640) y/o perforaciones (630).

7. Columnas (2) con un distribuidor de líquido (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque una pluralidad de órganos de distribución (11) paralelos divide una corriente de gas (4) que circula en la columna hacia arriba en varias corrientes parciales (40', 40'', 40), de manera que se configuran zonas de remanso (42) debajo de los órganos de distribución, y porque los cantos de goteo (62) de las pantallas (6) están dispuestos dentro de las zonas de remanso.

8. Columna según la reivindicación 7, caracterizada porque los órganos de distribución (11) y las pantallas (6) están formados de tal manera que, en los entornos de las zonas de remanso, las corrientes parciales (40', 40'') están formadas, respectivamente, en gran medida simétricas de espejo entre sí y con relación a planos verticales a través de los cantos de goteo (62).

9. Columna según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque para influir sobre la circulación (4), en las regiones de las zonas de bloqueo (42) están previstas adicionalmente faldillas (71', 76') de manera que flanquean a las pantallas (6).

10. Columna según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque el distribuidor (1) está dispuesto sobre una empaquetadura (3), que presenta una estructura ordenada, siendo especialmente la empaquetadura una "empaquetadura de turbulencia" o una empaquetadura con "estructura de canal en cruz".