PL181421B1

PL181421B1 - Column packing body

Info

Publication number: PL181421B1
Application number: PL31382596A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Mackowiak
Original assignee: Jerzy Mackowiak
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 2001-07-31
Also published as: DE19715704C2; DE19715704A1; PL313825A1

Abstract

Distillation, absorption columns etc. are provided with packing body comprising a peripheral wall (1) in the form of a hollow cylinder and inwards directed bent portions (2,3), such that the overall height of the body is sub-divided into three sections of which the middle section is formed by a part of the outside wall forming a closed outer surface and each outer section includes bent portions joined together to give the shape of a star (4). Each outer section has three identical bent portions spaced from each other in the circumferential direction which form a three-armed star, the arms being displaced by 60 deg , from adjacent arms.

Description

Przedmiotem wynalazku jest element wypełnienia przeznaczony do wypełniania kolumn destylacyjnych, absorpcyjnych i ekstrakcyjnych pracujących w szerokim zakresie obciążeń fazą gazową i ciekłą.The subject of the invention is a packing element intended for filling distillation, absorption and extraction columns working in a wide range of gas and liquid phase loads.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 55 193 pierścień do wypełniania kolumn destylacyjnych, absorpcyjnych i ekstrakcyjnych, posiadający otwory o kształcie równoramiennych trójkątów wyciętych w pobocznicy pierścienia wzdłuż ramion trójkąta, przy czym wycinki są odgięte wzdłuż linii podstawy trójkąta w kierunku geometrycznego środka pierścienia, podczas gdy sąsiednie wycinki są przeciwnie skierowane wierzchołkami.A ring for filling distillation, absorption and extraction columns is known from Polish Patent No. 55,193, having holes in the shape of isosceles triangles cut in the side of the ring along the arms of the triangle, the sections being bent along the base line of the triangle towards the geometric center of the ring, while adjacent slices are opposite vertices.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 74 693 element wypełnienia do kolumn absorpcyjnych, destylacyjnych i ekstrakcyjnych, który ma postać pierścienia z wykonanymi na pobocznicy prowadnicami ukształtowanymi w postaci wycinków ograniczonych krawędziami łukowymi nie związanymi z pobocznicą i krawędzią skośną do podstawy pierścienia, przy czym wierzchołki sąsiednich prowadnic nie stykają się, a ich powierzchnie tworzą równoległe powierzchnie śrubowe.Also known from Polish patent specification No. 74 693 is a packing element for absorption, distillation and extraction columns, which is in the form of a ring with guides formed on the side surface in the form of sections delimited by arched edges not connected with the side surface and an edge oblique to the base of the ring, with the tops adjacent guides do not touch each other and their surfaces form parallel helical surfaces.

Inne znane wypełnienie Palla zawiera w pobocznicy szereg prostokątnych wycięć zagiętych do środka pierścienia.Another known Pall packing includes a series of rectangular cutouts folded inward in the ring in the skirt.

Ponadto znanych jest szereg rozwiązań konstrukcyjnych elementów wypełnienia wykonanych z różnych materiałów, na przykład z metalu, tworzywa sztucznego, ceramiki i szkła w kształcie pierścienia z otworami lub bez otworów w bocznych ściankach. W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych materiał ścianki pierścienia, w miejscu wykonywania otworów, jest w kształcie wycinków prostokątnych lub trójkątnych zagiętych do wnętrza pierścienia tak daleko, że utrudniony jest w związku z tym przepływ cieczy lub gazu, który z kolei prowadzi do nierównomiernego zwilżania wsadu utworzonego z elementów wypełnienia, obniżając tym samym stopień wykorzystania wnętrza kolumny oraz obniża sprawność prowadzonego procesu. Dodatkową wadą znanych rozwiązań konstrukcyjnych elementów wypełnienia jest to, że tylko w niewielkim stopniu wynoszącym od 25% do 35% długości elementu, w pobliżu jego poprzecznego środka, znajdują się wycięcia prostokątne, trójkątne lub hiperboloidalne.Moreover, a number of design solutions for filling elements made of various materials, for example metal, plastic, ceramics and ring-shaped glass with or without openings in the side walls, are known. In some design solutions, the wall material of the ring where the holes are made is in the shape of rectangular or triangular slices bent into the inside of the ring so far that the flow of liquid or gas is therefore impeded, which in turn leads to uneven wetting of the charge made of the elements. filling, thus reducing the use of the inside of the column and reducing the efficiency of the process. An additional disadvantage of the known design solutions of the filler elements is that there are rectangular, triangular or hyperboloidal notches near the transverse center of the element only to a small extent, from 25% to 35% of the length of the element.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie nowej konstrukcji elementu wypełnienia z dowolnego materiału, który by umożliwił maksymalne wykorzystanie i rozwinięcie całej powierzchni bocznej pierścienia, a tym samym zapewnił zwiększenia przepustowości kolumny oraz zmniejszył opory przepływu przez kolumnę.A technical problem that requires a solution is the development of a new structure of the packing element made of any material, which would allow the maximum use and development of the entire side surface of the ring, and thus ensure an increase in the column capacity and reduce the flow resistance through the column.

Element wypełnienia według wynalazku posiada środkową walcową pobocznicę mającą po obu swoich bokach profilowane wgięcia skierowane ku środkowi, w postaci trójramiennych gwiazd z zaokrąglonymi wewnętrznymi wierzchołkami i zewnętrznymi rozwartymi wierzchołkami.The filling element according to the invention has a central cylindrical side surface with profiled indentations directed towards the center on both of its sides, in the form of three-pointed stars with rounded inner vertices and obtuse outer vertices.

181 421181 421

Profilowane wgięcia obrócone są w stosunku do profilowanych wgięć o kąt 60°, podczas gdy wysokość „a” każdej trójramiennej gwiazdy jest równa wysokości „b” walcowej pobocznicy, zaś średnica „D” pobocznicy jest większa od łącznej wysokości „H” obu gwiazd i pobocznicy, której proporcja kształtuje się korzystnie następująco: H : D = 1 : 2.The profiled bends are rotated in relation to the profiled bends by an angle of 60 °, while the height "a" of each three-pointed star is equal to the height "b" of the cylindrical side surface, and the diameter "D" of the side surface is greater than the combined height "H" of both stars and the side surface the proportion of which is preferably as follows: H: D = 1: 2.

Element wypełnienia według wynalazku charakteryzuje się zwiększonym o 33% udziałem powierzchni rozwiniętej pobocznicy w stosunku do sumarycznej powierzchni pobocznicy, dzięki wyposażeniu elementu w dwa profilowane wgięcia w postaci trójramiennej gwiazdy, której ramiona są skierowane ku środkowi pobocznicy. Ponadto rozwiązanie według wynalazku pozwala na znaczne zmniejszenie oporów przepływu, które uzyskano dzięki temu, że cała powierzchnia rozwinięta skierowana jest do środka pobocznicy, tzn. tam gdzie opory przepływu są zawsze mniejsze. Dodatkowo rozwiązanie według wynalazku umożliwia zwiększenie zdolności rozdzielczej dzięki temu, że powierzchnie rozwinięte, w postaci trójramiennych gwiazd w pojedynczym elemencie wypełnienia, są zagięte do środka pobocznicy, a przez to mają bliski kontakt z sąsiednimi wypełnieniami, a ciecz opływająca wypełnieniami grawitacyjnie ulega często odnowieniu powierzchni na krótkim odcinku wynoszącym około 1/3 sumarycznej wysokości wypełnienia, co jest podstawowym warunkiem do uzyskiwania wysokich współczynników wnikania masy.The filling element according to the invention is characterized by an increased by 33% share of the developed sidewall area in relation to the total sidewall area, thanks to the element being equipped with two profiled bends in the form of a three-pointed star, the arms of which are directed towards the middle of the sidewall. Moreover, the solution according to the invention allows for a significant reduction of the flow resistance, which is achieved thanks to the fact that the entire developed surface is directed towards the center of the side surface, i.e. where the flow resistance is always lower. In addition, the solution according to the invention allows for increasing the resolving power due to the fact that the developed surfaces, in the form of three-pointed stars in a single filling element, are bent to the center of the side surface, and thus have close contact with the adjacent fillings, and the liquid flowing with the fillings by gravity is often renewed on the surface on a short section of about 1/3 of the total filling height, which is a basic condition for obtaining high mass penetration coefficients.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest również to, że ograniczenie powierzchni zawiniętej do wewnątrz części pobocznicy prowadzi do zwiększenia liczby wypełnień, które wypełniają przestrzeń jednego metra sześciennego, a zatem rozwiązanie umożliwia zwiększenie zdolności rozdzielczej, czyli zwiększenie sprawności warstwy wypełnienia. Dalszą zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że profilowane wgięcia w postaci trójramiennej gwiazdy stanowią podstawę konstrukcyjną, warstwy wypełnienia, zatem pojedyncze elementy wypełnienia można wykonać z bardzo cienkiej blachy o grubości od 0,25 do 0,3 milimetra, dzięki temu znacznie ogranicza się jednostkowe zużycie materiału na wykonanie 1 m³ elementów wypełnienia. Ponadto elementy wypełniania według wynalazku można wykonywać prostymi metodami z metalu, tworzywa sztucznego i ceramiki.It is also an advantage of the solution according to the invention that the limitation of the area of the inwardly folded side part leads to an increase in the number of fillings that fill the space of one cubic meter, and therefore the solution makes it possible to increase the resolving power, i.e. to increase the efficiency of the fill layer. A further advantage of the solution according to the invention is that the profiled three-pointed star grooves constitute the structural basis of the filling layers, therefore individual elements of the filling can be made of very thin sheet metal with a thickness of 0.25 to 0.3 millimeters, which significantly reduces the consumption of material for the implementation of 1 m ^{3 of} filling elements. Moreover, the filling elements according to the invention can be made of metal, plastic and ceramic by simple methods.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia element wypełnienia w widoku ogólnym z góry, fig. 1 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii A-A na fig. 1, a fig. 3 - widok ogólny z boku.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the filling element in a general plan view, fig. 1 - a cross-section along the line A-A in fig. 1, and fig. 3 - a general side view.

Element wypełnienia posiada po obu bokach środkowej walcowej pobocznicy 1 profilowane ku środkowi wgięcia 2 i 3 w postaci trójramiennych gwiazd 4. Trójramienne gwiazdy 4 mają zaokrąglone wewnętrzne wierzchołki 5 oraz mają zaokrąglone zewnętrzne rozwarte wierzchołki 6. Profilowane wgięcia 2 obrócone są w stosunku do profilowanych wgięć 3 o kąt 60°. Wysokość „a” każdej trójramiennej gwiazdy 4 jest równa wysokości „b” walcowej pobocznicy 1, podczas gdy średnica „D” pobocznicy 1 jest większa od łącznej wysokości „H” obu gwiazd 4 i pobocznicy 1, której proporcja kształtuje się korzystnie następująco: H : D = 1 : 2. Profilowane wgięcia 2 i 3 wykonuje się wzdłuż linii 7 występujących na pobocznicy 1.The filling element has on both sides of the central cylindrical side surface 1 profiled indentations 2 and 3 in the form of three-pointed stars 4 towards the center. The three-pointed stars 4 have rounded inner vertices 5 and have rounded outer obtuse vertices 6. The profiled indentations 2 are rotated in relation to the profiled bends 3 by an angle of 60 °. The height "a" of each three-pointed star 4 is equal to the height "b" of the cylindrical shell 1, while the diameter "D" of the shell 1 is greater than the combined height "H" of both stars 4 and shell 1, the proportion of which is preferably as follows: H: D = 1: 2. The profiled indentations 2 and 3 are made along the line 7 on the side surface 1.

Elementy wypełnienia według wynalazku znajdują, szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, spożywczym, metalurgicznym, w oczyszczalniach gazów spalinowych i gazów zanieczyszczonych odorami.The filling elements according to the invention are widely used in the chemical, petrochemical, food and metallurgical industries, in flue gas and odor-polluted gas treatment plants.

181 421181 421

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 60 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

Filling element in the form of a cylindrical ring, characterized in that on both sides of the central cylindrical side surface (1) there are profiled indentations (2 and 3), directed towards the center in the form of three-pointed stars (4) with rounded inner vertices (5) and outer openings vertices (6), while the profiled indentations (2) are rotated in relation to the profiled indentations (3) by an angle of 60 °, while the height "a" of each three-pointed star (4) is equal to the height "b" of the cylindrical side surface (1) and the diameter "D" of the skin (1) is greater than the combined height "H" of both stars (4) and the skin (1), the proportion of which is preferably as follows: H: D = 1: 2.