DE2649774A1

DE2649774A1 - Valve tray in mass transfer columns to prevent spray carry over - has plate attached to the valve below the tray

Info

Publication number: DE2649774A1
Application number: DE19762649774
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Diery; Hans Hiller; Fritz Jakob; Gerhard Dr Linde; Martin Streich
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1978-05-03

Abstract

Valve tray is for mass transfer columns where vapour is flowing up the column and liquor down. The tray has a number of openings in it in which are located coverplates with guides to limit their movement and prevent them moving out. The coverplates are located below the level of the tray. Crossed arms can be attached to the plate arranged at right angles to each other in the form of two plates rising vertically from the cover plate. The cover plate is of greater dia. than the opening. The cross plates have protrusions which prevent the valve from dropping through the opening. Used in gas/liquid mass transfer operations e.g. absorption or distillation. Liq. cannot be carried over from one tray to the next by the vapour stream. This improves the tray efficiency and thus the overall efficiency of operation and the capacity of the column.

Description

Austauschboden in Stoffaustauschkolonnen Exchange tray in mass transfer columns

Die Erfindung betrifft einen Austauschboden für Stoffaustauschkolonnen, in dem Gas von unten nach oben und Flüssigkeit von oben nach unten strömt, mit mehreren, in die Bodenplatte des Austauschbodens eingelassenen Offnungen, denen bewegliche Abdeckplatten mit Führungselementen und Hubweg der Abdeckplatten begrenzende Haltevorrichtungen zugeordnet sind. The invention relates to an exchange tray for mass transfer columns, in which gas flows from bottom to top and liquid from top to bottom, with several, Openings embedded in the base plate of the exchange floor, which are movable Cover plates with guide elements and holding devices that limit the stroke path of the cover plates assigned.

Aus der DT-AS 15 19 722 ist ein Austauschboden bekannt, bei dem jede Gasdurchtrittsöffnung mit einem Ventilteller abgedeckt ist, der in der Öffnung mittels an dem Ventilteller angebrachten und mit Anschlägen zur Hubbegrenzung versehenen Führungselementen geführt ist. Das Gas durchströmt die Ventile von unten nach oben, hebt dabei den Ventilteller von der Gasdurchtrittsöffnung ab und durchperlt die Flüssigkeit, die auf dem Austauschboden steht.Bei Austauschböden, die waagrecht zur Erdoberfläche stehen, ist der Flüssigkeitsstand an jeder Stelle annähernd gleich hoch. Man kann deshalb für jedes Austauschelement auf einem Boden eine ähnliche Übergangsfläche für den Stoffaustausch erwarten. From DT-AS 15 19 722 an exchange floor is known in which each Gas passage opening is covered with a valve disk, which is in the opening by means attached to the valve disc and with stops for stroke limitation provided guide elements is performed. The gas flows through the valves from below upwards, lifting the valve disc from the gas passage opening and bubbling through it the liquid that is on the replacement tray; in the case of replacement trays, the horizontal stand to the earth's surface, the liquid level is approximately the same at every point high. You can therefore have a similar one for each exchange element on a floor Expect transition area for mass transfer.

Stehen die Stoffaustauschkolonnen dagegen auf schwankendem Untergrund, so entstehen durch Bewegung der Kolonnen Wellen in der Flüssigkeit. Diese Wellen werden an der Kolonnenwand gebrochen und die Flüssigkeit kann bis zum nächsten Austauschboden hochspritzen. Dabei ist es leicht möglich, daß durch die Gasdurchtrittsöffnung Flüssigkeit in den nächsthöheren Austauschboden gelangt und von diesem Austauschboden in den darüber liegenden Austauschboden. Die hochgespritzte Flüssigkeit vermischt sich dann mit der von oben durchgeströmten Flüssigkeit und die Trennfänig-.kein der Stoffaustauschkolonne wird stark verschlechtert.If, on the other hand, the mass transfer columns are on a fluctuating ground, the movement of the columns creates waves in the liquid. These waves are broken at the column wall and the liquid can reach the next exchange tray splash up. It is easily possible that liquid through the gas passage opening gets into the next higher exchange floor and from this exchange floor into the overlying exchange floor. The sprayed liquid mixes then with the liquid that has flowed through from above and the separating fingers - none of the mass transfer column will be greatly deteriorated.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Austauschböden mit Stoffaustauschelementen zu entwickeln, die den Durchtritt von Flüssigkeit von einem tiefer gelegenen Austauschboden auf einen höher gelegenen Austauschboden vermindern. The invention is therefore based on the task of replacing floors with To develop mass transfer elements that allow the passage of liquid from one Reduce the lower exchange floor to a higher exchange floor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abdeckplatten unterhalb der oeffnungen angebracht sind. This object is achieved according to the invention in that the cover plates are attached below the openings.

Werden Stoffaustauschvorrichtungen auf schwankendem Untergrund - beispielsweise auf Schiffen - verwendet, so unterliegt die Flüssigkeit in der Stoffaustauschkolonne Vertikalbeschleunigungen: Während sich die Kolonne auf die andere Seite neigt, bleibt die Flüssigkeit aufgrund ihrer Trägheit hinter der Bewegung der Kolonnezurück und drückt von unten her auf den nächsthöheren Austauschboden. Die erfindungsgemäßen Stoffaustauschelemente übernehmen nun die Funktion einer Rückschlagklappe und verhindern den Durchtritt der Flüssigkeit auf höhere Austauschböden. Are mass transfer devices on a fluctuating subsurface - for example on ships - used, the liquid in the mass transfer column is subject to Vertical accelerations: While the column leans to the other side, remains the liquid because of its inertia back and behind the movement of the column presses from below on the next higher exchange floor. The invention Mass transfer elements now take on the function of a non-return valve and prevent the passage of the liquid to higher exchange floors.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind auf den Ab-, deckplatten als Führungselemente Armkreuze befestigt, die aus im rechten Winkel zueinander angeordneten und senkrecht auf den Abdeckplatten stehenden Führungsplatten bestehen, wobei der Durchmesser der Abdeckplatten größer ist als der Durchmesser der Öffnungen und die Führungsplatten Ansätze aufweisen, die als Haltevorrichtungen dienen. In a preferred embodiment are on the cover, cover plates fixed as guide elements arm crosses, which are arranged at right angles to each other and guide plates standing perpendicular to the cover plates, the Diameter of the cover plates is larger than the diameter of the openings and the Guide plates have approaches that serve as holding devices.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn oben auf den Abdeckplatten Noppen angebracht sind. Bei Verschmutzungen kann eine Platte ohne Noppen leicht am Rande der Öffnung kleben bleiben, so daß der Durchsatz blockiert ist. Mit Hilfe der Noppen wird verhindert, daß die Öffnung ganz geschlossen wird. Ein gewisser Durcnsatz ist somit immer vorhanden. It is particularly advantageous if there are knobs on top of the cover plates are appropriate. If it is dirty, a plate without knobs can easily get on the edge stick to the opening, so that the throughput is blocked. With the help of the knobs prevents the opening from being completely closed. A certain throughput is thus always present.

Bevor die Abdeckplatte durch einen Flüssigkeitsschwall an die Unterseite der Bodenplatte gedrückt wird, kann durch den freien Raum zwischen Abdeckplatte und Öffnung der Bodenplatte noch Flüssigkeit durchspritzen. Dabei bildet sich auf dem Austauschboden eine Sprudelschicht aus, die den Stoffaustausch zwischen Gas und Flüssigkeit verschlechtert. Um dennoch einen ausreichenden Stoffaustauschwirkungsgrad al erreiche, sind oberhalb der Öffnungen Drahtgeflechte angeordnet, welche die Öffnungen jeweils vollständig überdecken. An diesem Geflecht wird die hochspitzende Flüssigkeit so stark gebremst, daß sich die Sprudel-Schicht beruhigt. Before the cover plate by a surge of liquid to the bottom the base plate is pressed, can through the free space between the cover plate and the opening of the base plate, still spray liquid through. This forms on the exchange floor a bubble layer, which the mass transfer between gas and fluid deteriorates. To still have a sufficient mass transfer efficiency Al reach, wire meshes are arranged above the openings, which the openings cover each completely. The liquid that is tipped up is on this braid braked so much that the fizzy layer calms down.

Nach -einer weiteren günstigen Ausführungsform sind mehrere Öffnungen in der Bodenplatte jeweils zu einer Gruppe zusammengefaßt und unterhalb dieser Gruppe von Öffnungen Führungslemente und Haltevorrichtungen angebracht, die aus geschlossenen und senkrecht an der Bodenplatte befestigten Wänden und einem mit Öffnungen versehenen Deckel bestehen, die die Gruppen der Öffnungen in der Bodenplatte jeweils vollständig überdecken. In dem Raum zwischen dem Deckel und den Gruppen der Öffnungen in der Bodenplatte befinden sich frei bewegliche Abdeckplatten, die als scheibenförmige Lochplatten ausgeführt sind. According to another advantageous embodiment, there are several openings in each case combined into a group in the base plate and below this group of openings guide elements and holding devices attached to the closed and walls vertically attached to the base plate and one with openings There are covers that completely cover the groups of openings in the base plate cover. In the space between the lid and the groups of openings in the Bottom plate are freely movable cover plates, which are designed as disk-shaped Perforated plates are executed.

Diese Austauschelemente weisen zusätzlich zu der bereits erwähnten Ausführungsform den Vorteil auf, daß nicht nur bei zu groBer Gasbelastung, sondern auch bei zu großer Flüssigkeitsbelastung der Stoffdurchtritt stark vermindert wird. Bei Böden, die schräg zur Erdoberfläche liegen, sind die Stoffaustauschelemente im abgesenkten Bodenbereich einer sehr hohen Flüssigkeitsbelastung ausgesetzt. Damit verhindert wird, daß die Flüssigkeit durch diese hochbelasteten Stoffaustauschelemente nach unten durchtritt, ohne daß nach oben Gas durch die Stoffaustauschelemente strömen kann, legt sich die bewegliche Lochplatte an den Deckel an. Bei Beschleunigungen in vertikaler Richtung schließt somit das Stoffaustauschelement und verhindert ein Durchschlagen der Flüssigkeit auf die darüber und darunter liegenden Böden.These exchange elements have in addition to the one already mentioned Embodiment has the advantage that not only when the gas load is too great, but Even if the liquid is exposed to too much fluid, the passage of material is greatly reduced. For floors that are sloping to the earth's surface are the elements of mass transfer exposed to very high levels of liquid in the lowered floor area. In order to it is prevented that the liquid through these highly loaded mass transfer elements passes downwards without gas flowing upwards through the mass transfer elements can, the movable perforated plate rests against the lid. When accelerating in the vertical direction thus closes the mass transfer element and prevents it Strikethrough of the liquid to the floors above and below.

Wenn die scheibenförmigen Abdeckplatten den Raum zwischen den Wänden nur bis auf einen seitlichen Spalt vollständig ausfüllen, bleibt die Bewegung der Abdeckplatten auf die vertikale Richtung beschränkt. Ein zusätzlicher Freiheitsgrad in horizontaler Richtung hätte einen stets wechselnden Durchfluß. durch die Stoffaustauschelemente zur. Folge. When the disc-shaped cover plates fill the space between the walls only fill in completely except for a gap on the side, the movement of the Cover plates limited to the vertical direction. An additional degree of freedom in the horizontal direction would have a constantly changing flow. through the mass transfer elements to the. Episode.

In vorteilhafter Weiterbildung ist der Deckel derart unter Bodenplatte angeordnet, daß die Öffnungen der Bodenplatte und des Deckels übereinander liegen und die Öffnungen der Abdeckplatten zwischen den Öffnungen der Bodenplatte liegen. In an advantageous further development, the cover is in this way under the base plate arranged that the openings of the bottom plate and the lid are one above the other and the openings of the cover plates lie between the openings of the bottom plate.

Diese Anordnung der Öffnungen hat den Vorteil, daß in den beiden Extremstellungen die Stoffaustauschelemente möglichst gut schließen zwischen diesen beiden Stellungen jedoch ein möglichst hoher Durchfluß erzielt werden kann.This arrangement of the openings has the advantage that in the two extreme positions the mass transfer elements close as well as possible between these two positions however, the highest possible flow rate can be achieved.

Ist die gesamte Lochfläche der Abdeckplatte kleiner als die gesamte Lochfläche der Gruppen von Öffnungen in der Bodenplatte und kleiner als die gesamte Lochfläche des Deckels, dann dringt bei normaler Gasbelastung Qle Flüssigkeit wohl durch die Öffnungen der Bodenplatte, aber nicht mehr durch die Öffnungen der Abdeckplatte, so daß ein optimaler Stoffaustausch gewährleistet ist. Is the total hole area of the Cover plate smaller than the total hole area of the groups of openings in the bottom plate and smaller than the entire perforated area of the lid, then Qle penetrates with normal gas loading Liquid probably through the openings in the base plate, but no longer through the Openings in the cover plate so that an optimal exchange of substances is guaranteed.

Wie in der bereits erwähnten Ausführungsform ist es auch bei der zuletzt genannten Ausführungsform günstig, Noppen an den Abdeckplatten anzubringen. Diese Noppen werden nun auf Ober-und Unterseite der Abdeckplatte befestigt, damit in beiden Extremstellungen ein Ankleben der Platte an die Bodenplatte aufgrund von Verunreinigungen verhindert wird. As in the embodiment already mentioned, it is also with the last-mentioned embodiment favorable to attach knobs to the cover plates. These knobs are now attached to the top and bottom of the cover plate, so that in both extreme positions sticking of the plate to the base plate due to Contamination is prevented.

Im folgenden wir die erfindung durch die in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In the following we describe the invention schematically in the drawings illustrated embodiments explained in more detail.

Es zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform, bei der Führungselemente und Ha.tevorrichtungen mit einer- Abdeckplatte verbunden sind; Figur 2 einen Grundriß von Figur 1; Figur 3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform, bei der Führungselemente und Haltevorrichtungen von der Abdeckplatte getrennt sind.It shows: FIG. 1 a section through an embodiment in which Guide elements and holding devices are connected to a cover plate; Figure 2 is a plan view of Figure 1; Figure 3 is a section through an embodiment, in which the guide elements and holding devices are separated from the cover plate.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Teil eines Austauschbodens, bestehend aus einer Bodenplatte 2, in die Öffnungen 1 eingelassen sind. In diesen Öffnungen 1 hängen Stoffaustauschkörper, die aus einer Abdeckplatte 3, auf der Noppen 6 angebracht sind, und einem Armkreuz, das aus im rechten Winkel zueinander angeordneten und senkrecht auf der Abdeckplatte 3 stehenden Führungsplatten 4 und 5 msammengesetzt ist, bestehen. Die beiden Flächen 4 und 5 weisen Ausbuchtungen auf, die als Haltevorrichtungen dienen. Oberhalb der Stoffaustauschvorrichtungen ist ein drahtförmiges Geflecht 7 angebracht, das so angeordnet ist, daß jede Öffnung 1 vollständig von dem Drahtgeflecht 7 überdeckt wird. Figures 1 and 2 show part of an exchange floor, consisting from a base plate 2 into which openings 1 are let. In these openings 1 hang mass transfer bodies, which consist of a cover plate 3, attached to the knobs 6 are, and a spider, which is made of at right angles to each other and Guide plates 4 and 5 m composed vertically on the cover plate 3 is exist. The two surfaces 4 and 5 have bulges that act as holding devices to serve. Above the mass transfer devices is a wire-like mesh 7 attached, which is arranged so that each opening 1 completely from the wire mesh 7 is covered.

Die Figur 3 zeigt ebenfalls einen Teil eines Austauschbodens, bestehend aus einer Bodenplatte 2, in die Öffnungen 1 eingelassen sind. Unterhalb dieser Bodenplatte 2 sind geschlossene Wände 12 senkrecht befestigt.Auf diese Wände 12 ist ein mit Öffnungen 10 versehener Deckel 9 aufgesetzt, der die Gruppen der Öffnungen 1 in der Bodenplatte 2 jeweils vollständig überdeckt. In dem Raum zwischen Bodenplatte 2 und Deckel 9 befindet sich eine scheibenförmige Abdeckplatte 3, die Öffnungen 11 aufweist. Damit ein kleiner Spalt zwischen Abdeckplatte 3 und Bodenplatte 2 und Abdeckplatte 3 und Deckel 9 frei bleibt, sind Noppen 6 auf Ober- bzw. Unterseite der Abdeckplatte 3 angebracht. FIG. 3 also shows a part of an exchange floor, consisting from a base plate 2 into which openings 1 are let. Below this base plate 2 closed walls 12 are fastened vertically. On these walls 12 is a with Openings 10 provided cover 9 placed, which the groups of openings 1 in the base plate 2 each completely covered. In the space between the floor slab 2 and cover 9 is a disc-shaped cover plate 3, the openings 11 has. So that a small gap between cover plate 3 and base plate 2 and Cover plate 3 and cover 9 remain free, there are knobs 6 on the top and bottom the cover plate 3 attached.

Claims

Patentansprüche 1. Austauschboden für Stoffaustauschkolonnen, in dem Gas von unten nach oben und Flüssigkeit von oben nach unten strömt, mit mehreren, in dre Bodenplatte des Austauschbodens eingelassenen Offnungen, denen bewegliche Abdesekplatten mit Führungselementen und den Hubweg der Abdeckplatten begrenzende Haltevorrichtungen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (3) unterhalb der oeffnungen (1) angebracht sind. Claims 1. Exchange tray for mass transfer columns in the gas flows from the bottom up and the liquid flows from the top down, with several, Openings embedded in three base plates of the exchange floor, which are movable Abdesekplatten with guide elements and limiting the stroke of the cover plates Holding devices are assigned, characterized in that the cover plates (3) below the openings (1).

2. Austauschboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Abdeckplatten (3) als Führungselemente Armkreuze (4,5) befestigt sindj die aus im rechten Winkel zueinander angeordneten und senkrecht auf den Abdeckplatten (3) stehenden Führungsplatten (4,5) bestehen, wobei der Durchmesser der Abdeckplatten (3) größer ist als der Durchmesser der öffnungen (1) und die Führungsplatten (4,5) Ansätze (8) aufweisen, die als Haltevorrichtungen dienen.2. Exchange floor according to claim 1, characterized in that on the cover plates (3) as guide elements, cross-arms (4, 5) are fastened from arranged at right angles to each other and perpendicular to the cover plates (3) standing guide plates (4,5), the diameter of the cover plates (3) is larger than the diameter of the openings (1) and the guide plates (4,5) Have lugs (8) which serve as holding devices.

3. Austauschboden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Abdeckplatten (3) Noppen (6) angebracht sind.3. Exchange floor according to claim 2, characterized in that on the top of the cover plates (3) knobs (6) are attached.

I 4. Austauschboden nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der oeffnungen (1) Drahtgeflechte (7) angeordnet sind, welche die öffnungen (1) jeweils vollständig überdecken.I. 4. Replacement floor according to claim 2 or 3, characterized characterized in that wire meshes (7) are arranged above the openings (1), which each completely cover the openings (1).

5. Austauschboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Oeffnungen (i) jeweils zu einer Gruppe zusammengefaßt und unterhalb dieser Gruppen von Öffnungen (1) Führungselemente und Haltevorrichtungen (9,12) angebracht sind, die aus geschlossenen und senkrecht an der Bodenplatte (2) befestigten Wänden (12) und einem mit Öffnungen (1Q) versehenen Deckel (9) besteht, der die Gruppen der Öffnungen (1) in der Bodenplatte (2) jeweils vollständig Uberdeckt, und sich in dem Raum zwischen dem Deckel (9) und den Gruppen der Öffnungen (1) in der Bodenplatte (2) frei bewegliche Abdeckplatten (#) befinden, die als scheibenförmige Lochplatten (3) ausgeführt sind.5. exchange floor according to claim 1, characterized in that several Openings (i) each combined into a group and below these groups of openings (1) guide elements and holding devices (9, 12) are attached, the walls (12) which are closed and vertically attached to the base plate (2) and a cover (9) provided with openings (1Q), which covers the groups of Openings (1) in the base plate (2) each completely covered, and in the space between the cover (9) and the groups of openings (1) in the base plate (2) freely movable cover plates (#) are located as disc-shaped perforated plates (3) are executed.

6. Austauschboden nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Abdeckplatten (3) den Raum zwischen den Wänden (12) bis auf einen seitlichen Spalt vollständig ausrüllen.6. replacement floor according to claim 5, characterized in that the disc-shaped cover plates (3) the space between the walls (12) except for one Completely fill the lateral gap.

7. Austauschboden nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9) derart unter der Bodenplatte (2) angeordnet ist, daß die Bodenplatteöffnungen (1) über den Deckelöffnungen (10) liegen und die Öffnungen (11) der Abdeckplatten (3) zwischen' den Öffnungen (1) der Bodenplatte (2) liegen.7. Replacement floor according to one of claims 5 to 6, characterized in that that the cover (9) is arranged under the base plate (2) in such a way that the base plate openings (1) lie over the cover openings (10) and the openings (11) of the cover plates (3) lie between 'the openings (1) of the base plate (2).

8. Austauschboden nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte tochfläche der Abdeckplatte (3) kleiner ist als die gesamte Lochfläche der Gruppen von Öffnungen (1) in der Bodenplatte (2) und kleiner ist als die gesamte Lochfläche des Deckels (9).8. Replacement floor according to one of claims 5 to 7, characterized in that that the entire tochfläche of the cover plate (3) is smaller than the entire hole area of the groups of openings (1) in the base plate (2) and is smaller than the whole Perforated surface of the cover (9).

9. Austauschboden nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf-den Ober- und/oder Unterseiten der Abdeckplatten (3) Noppen (6) angebracht.9. Replacement floor according to one of claims 5 to 8, characterized in that that on-the upper and / or lower sides of the cover plates (3) knobs (6) attached.