DE68926604T2

DE68926604T2 - Flüssigkeitsverteiler für einen Füllkörperturm

Info

Publication number: DE68926604T2
Application number: DE68926604T
Authority: DE
Inventors: Michael J Binkley; Paolo Martinenghi; Tullio Petrich
Original assignee: Glitsch Inc
Current assignee: Koch Cyprus Ltd
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2009-10-31
Also published as: CN1023971C; AR244879A1; DE68926604D1; ES2088898T3; AU617869B2; KR900007718A; AU4160289A; JPH0532081B2; ZA897308B; BR8905560A; JPH02172501A; KR970007233B1; EP0367525A1; EP0367525B1; CN1042311A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkeitsverteiler für Dampf-Flüssigkeitskontaktsäulen und im besonderen eine Verteilerrohranordnung für Säulen mit einem Gegenstrom von Dampf und Flüssigkeit.
Nach dem Stand der Technik kennt man die Verwendung verschiedener Typen von Austauschkolonnen, in denen ein Gas und eine Flüssigkeit bevorzugt in einem Gegenstrom in Kontakt miteinander kommen, um eine Stoff- oder Wärmeübertragung, eine enge Fraktionierung und/oder ein Abscheiden der zugeführten Bestandteile und andere Einheitsverfahren zu bewirken. Ein leistungsfähiger Betrieb erfordert Stoffübertragung, Wärmeübertragung, Flüssigkeitsverdampfung und/oder Kondensation, wobei eines der Fluide mit einem minimalen Druckabfall innerhalb eines bestimmten Bereichs oder von Bereichen mit kleinsten Abmessungen, die deren Fläche und deren Volumen begrenzen, gekühlt werden kann. Dieses sind Voraussetzungen für einen leistungsfähigen Betrieb und sind notwendig für eine enge Fraktionierung. Aus diesem Grund hat sich der Gegenstrom von Dampf und Flüssigkeit in diesen Austauschsäulen als Verfahren für Dampf-Flüssigkeitskontakte nach dem Stand der Technik durchgesetzt. Die eigentliche Dampf- Flüssigkeit-Grenzfläche erfordert die Verwendung eines Packungsbettes in der Säule. Die Flüssigkeit wird dann auf die geeignetste Weise über das Packungsbett verteilt, während Dampf unterhalb des Packungsbettes im unteren Bereich der Säule verteilt wird. Auf diese Weise wird Flüssigkeit, die abwärts durch das Packungsbett tropft, aufsteigendem Dampf ausgesetzt, um einen Dampf-Flüssigkeitskontakt und eine Wechselwirkung zu bewirken.
Es hat sich durchgesetzt, daß der Aufbau des Packungsbettes den Druckabfall, die Leistungsfähigkeit der Dampf-Flüssigkeitsgrenzfläche und die damit einhergehende Stoff- und Energieübertragung, die in Prozeßsäulen auftreten, bestimmt. Sowohl die Vorrichtungen für eine wirksame und gleichmäßige Verteilung von Dampf und Flüssigkeit an den beiden entgegengesetzten Enden des Packungsbettes als auch die Beibehaltung der Verteilung sind für einen leistungsfähigen Betrieb entscheidend. Nur mit einer wirkungsvollen Anfangsverteilung von Dampf und Flüssigkeit und der Beibehaltung dieser Verteilung in dem gesamten Packungsbett entstehen in diesem durchgehend homogene Mischungszonen, die die Leistungsfähigkeit maximieren. Die Leistungsfähigkeit ist ohne weiteres in Betriebskosten und Produktqualität umwandelbar. Aus diesem Grund herrschen in herkömmlichen Austauschsäulen unzählige, dem Stand der Technik entsprechende Packungsausführungen vor. Die Leistungsfähigkeit der Packung ist jedoch in großem Ausmaß durch die Leistungsfähigkeit der Dampf- und Flüssigkeitsverteilung in ihr begrenzt. Zum Beispiel verhindert eine Störung von Dampf und Flüssigkeit in der gleichmäßigen Verteilung über die Kreuzungsbereiche der Packung wirkungsvoll den Nutzen des Bereiches der Packung, in dern es nur eine geringe oder gar keine Verteilung gibt, was wiederum direkt proportional zu der Leistungsfähigkeit und der Kostenwirksamkeit des Betriebs ist. Packungsbettdicken sind für Produktionskriterien und Betriebskosten entscheidend und eine Störung in der gleichmäßigen Dampf- Flüssigkeitsverteilung und/oder des Aufrechterhaltens einer Homogenität in dem packungsbett kann zu ernsthaften Konsequenzen führen, im besonderen in der Erdölraffinerie-Industrie.
Neben den Packungsbetten selbst ist der Flüssigkeitsverteiler die wichtigste Einheit der Säuleneinbauten. Ein Nachlassen der Leistung einer gepackten Säule rührt manchmal von Schwierigkeiten bei der Flüssigkeitsverteilung her, wie etwa ein Verstopfen oder eine ungleichmäßige Verteilung, und daher ist die Auswahl des richtigen Flussigkeitsverteilers für einen ungestörten Anlagenbetrieb entscheidend. Überlegungen, die den Betrieb betreffen, schließen demzufolge funktionelle Aspekte des Verteilers, z. B. wie waagerecht die Verteilerrinnen bleiben, wie gut der Boden in ihnen ausgeglichen ist und die Vorrichtungen mit ein durch die die Flüssigkeit aus den Rinnen auf die sich darunter befindenden Packungsbetten verteilt wird. Ebenso wird der Einfluß, den der aufsteigende Dampf auf die Flüssigkeit, die verteilt wird, ausübt, berücksichtigt. Wenn die Dampfflußbereiche eingeschränkt werden, kann die Fließgeschwindigkeit bis zu einem Punkt ansteigen, bei dem das abwärtsfließende Flüssigkeitsfließmuster unterbrochen wird. Die Flüssgikeit wird im wesentlichen herum"geblasen", und diese Beeinflussung kann zu ungleicher Verteilung und Unwirksamkeit in der Prozeßkolonne führen.
Jedes der US-Patente 4,264,538 und 4,557,877, auf die Bezug genommen wird, offenbart eine Flüssigkeitsverteileranordnung für den Einsatz in einer Austauschkolonne, in der speziell darauf geachtet wird, eine gleichförmige Flüssigkeitsausbreitung über den Verteiler bei Minimierung des Druckabfalls des aufwärts hindurchströmenden Gases zu erreichen.
Herkömmliche Flüssigkeitsverteiler enthalten im allgemeinen eine Sprühkopfausführung mit mehreren Öffnungen, um die Flüssigkeit als Sprühnebel über das Packungsbett zu verteilen. Bei der Verwendung von Packungsschüttungen, bei denen sich mehrere regellos ausgerichtete Packungselemente in der Austauschkolonne befinden, ist solch ein Flüssigkeitsverteilungsverfahren manchmal wirksam. Dies gilt insbesondere, wenn die Parameter für einen hohen Wirkungsgrad nicht von entscheidender Bedeutung sind. Im Fall von Packungen mit hohem Wirkungsgrad, wie diejenigen, die in dem US-Patent No. 4,604,247 beschrieben sind, das auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist, sind Vorrichtungen für eine homogene Flüssigkeits und Gasverteilung von entscheidender Wichtigkeit.
Die Kosten einer Packung mit hohem Wirkungsgrad, wie sie in dem genannten Patent beschrieben ist, erfordert die Beachtung der richtigen Dampf-Flüssigkeitsverteilung. Schon kleine Bereiche nichthomogener Wechselwirkungen zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit bedeuten einen teuren und kostspieligen Verlust, der nicht mit der Verwendung einer Packung mit hohem wirkungsgsrad übereinstimmt, bei der Platz und Homogenität in der Dampf-Flüssigkeitsgrenzfläche sowohl erwartet werden als auch für einen ordnungsgemäßen Betrieb notwendig sind. Packungen mit hohem Wirkungsgrad im Stand der Technik entsprechen unterschiedlichen Ausführungen, die in dem genannten US-Patent offenbart und dargestellt sind, und erfordern einen Gegenstrom von Gas und Flüssigkeit durch Kanäle, die durch entgegengesetzt gefaltete Bleche gebildet werden, die darin angebracht sind. Wenn die Flüssigkeits- und Gasverteilung zu Beginn ein bestimmtes Faltungsmuster ausläßt, geht ein wertvoller Oberflächenbereich in der Packung verloren, bis die Flüssigkeit und der Dampf gezwungen werden, in die unausgefüllten Bereiche der Packung einzudringen und durch sie in Wechselwirkung miteinander zu treten. Nur bei der Verwendung geeigneter Dampf- und Flüssigkeitsverteilungsvorrichtungen kann eine wirksame und wirkungsvolle Ausnutzung sowohl der Packung mit hohem Wirkungsgrad als auch der herkommlichen Packungsschüttung sichergestellt werden.
Die Entwicklung von Systemen zur geeigneten Flüssigkeitsverteilung in Prozeßsäulen ist, wie oben erwähnt, begrenzt. In der Hauptsache strömen Flüssigkeiten durch Sprühöffnungen, Leitungen, gelochte Platten, geöffnete Rinnen und Düsen aus und werden verteilt. Das Gas strömt gleichzeitig in einer aufsteigenden, turbulenten Struktur aus, um eine ausreichende Dampfverteilung zu erreichen. Obwohl viele Systeme nach dem Stand der Technik im allgemeinen eine gewisse Menge Dampf und Flüssigkeit erfolgreich auf die meisten Bereiche des Packungsbettes verteilen, wird ohne weiter entwickelte Verteilergeräte eine gleichmäßige Verteilung im allgemeinen nicht erreicht. Zum Beispiel ist der Massenfluß des Dampfes durch das Packungsbett nach oben nicht gleichmäßig, wenn nicht das Gas in viele nenbeneinanderliegende Bereiche unter dem Packungsbett mit dem gleichen Druck in jeden Bereich eingespritzt wird. Ein statistischer Dampfausstoß verteilt einfach ungleiche Mengen an Dampf über die unteren Bereiche des Packungsbettes, aber stellt in keiner Weise eine gleichmäßige Verteilung sicher. Desgleichen ergibt die einfache Flüssigkeitszerstäubung über das Packungsbett, obwohl sie alle Oberflächenbereiche wirkungsvoll benetzt, häufig hohe Konzentrationen von Flüssigkeitsströmen in bestimmten Packungsbettbereichen und einen geringen Fluß in anderen. Dies hängt natürlich von der Sprühvorrichtung ab. Verteiler mit kleinen Öffnungen sind anfälliger gegenüber Verstopfung als andere Verteilertypen, und die Verstopfung ist im allgemeinen nicht gleichmäßig, was zu einer ungleichen Berieselung in der Säule führt. Oberflächengleichmäßigkeiten in einem Verteilerbecken, die während der Herstellung auftreten, vergrößern ebenfalls den Fließwiderstand einiger Löcher oder bewirken einen Flüssigkeitsstrom über die untere Fläche des Beckens, was ein deutlicher Nachteil ist. Alle Fließungsgleichmäßigkeiten, die den Fluß in einem Bereich zentrieren, während der Fluß in anderen Bereichen verringert wird, sind nachteilig.
Es hat sich herausgestellt, daß von Rohrzerstäubern, die aus Köpfen bestehen, die mit untergeordneten Röhren oder Seitenteilen, die Löcher oder Düsen zur Flüssigkeitszerstäubung besitzen, ausgestattet sind, die Flüssigkeit häufig zu fein verteilt wird. Winzige Flüssigkeitstropfen werden dann durch den Gasgegenstrom aus der Säule hinausgetragen. Dies hindert die Flüssigkeit daran, mit dem Packungsbett in gleichmäßigen Kontakt zu kommen. Da der Flüssgikeitskontakt der Zweck der Packung darunter ist, widerspricht dieses Ergebnis dem Zweck des Flüssigkeitsverteilers. Bis zu 5 % der Flüssigkeit, die durch eine Düse fließt, kann bei einem Druck von 140 kPA (20psi) in Nebel umgewandelt werden.
Es wurde ebenso festgestellt, daß mit Düsen ausgestattete Rohrzerstäuber sich gegenseitig überlappende Sprühmuster erzeugen können, was zu einem vergrößerten Fluß in bestimmten Bereichen und zu einem verminderten Fluß in anderen Bereichen führt. Außerdem stoßen Sprühköpfe Flüssigkeit mit Geschwindigkeiten aus, die bewirken, daß die Flüssigkeit senkrecht durch die Packung strömt, bevor sie die Möglichkeit hat, sich waagerecht in Abhängigkeit von dem bestimmten Packungstyp auszubreiten.
Diese Sachverhalte sind genauso wichtig wie der entscheidende Sachverhalt der Anzahl der Flussigkeitsverteilungspunkte, die für unterschiedliche Säulenabmessungen, Packungen, Höhen, Materialien und Systeme notwendig sind. Es ist wichtig, daß die Packungshöhe nicht zu groß ist, weil sonst das Gewicht der Packung diese selbst zerdrückt. Wiederverteiler von Flüssigkeit zwischen den Packungsbereichen sind jedoch teuer und beanspruchen Bereiche der Packungshöhe, die anderenfalls für den Stoffaustausch verwendet werden könnten. Die Art der Packung, die verwendet wird, muß berücksichtigt werden. Strukturierte Packung erlaubt nur geringe Fehlverteilungen, wohingegen Packungsschüttung andererseits größere Schwankungen der Flüssigkeitsverteilung verträgt.
Unglücklicherweise tritt die Erscheinung einer ungleichen Flüssigkeitsverteilung im allgemeinen in unmittelbarer Nachbarschaft zu der gleichmäßigsten oder einheitlichsten Dampfverteilung auf. Das Gegenteil gilt ebenfalls. Dies ist der Fall, weil der Dampf die Möglichkeit hat, sich gleichmäßiger in dem Packungsbett zu verteilen, bevor er den Flüssigkeitsverteilungsstrom durchdringt. Es wäre daher von Vorteil, Vorrichtungen für eine gleichmäßige Flüssigkeits und Dampfverteilung vorzusehen, bevor der Dampf und die Flüssigkeit in das Packungsbett eintreten und auf eine Weise, die sowohl eine gleichmäßige Ausbreitung der Flüssigkeit und des Dampfes als auch eine gleichmäßige räumliche Verteilung von diesen vorsieht.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verteiler für einen Flüssigkeitsfluß für die Anordnung in einer Prozeßkolonne oberhalb eines Packungsbereichs, zum Verteilen von abwärtsströmender Flüssigkeit, mit einer Anzahl Längsrinnen, die über die Fläche im Abstand zueinander verteilt sind, um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit zu schaffen, wobei die Längsrinnen sich gegenüberliegende Wände mit Löchern zum Abströmen der Flüssigkeit nach außen und eine Anzahl von Verteilerrohranordnungen aufweisen, die außen an den Längsrinnen angebracht sind und unterhalb der Längsrinnen abhängen, um aus diesen Flüssigkeit ausströmen zu lassen und jede Verteilerrohranordnung in Fließverbindung mit zumindest einem der Löcher steht. Gemäß der Erfindung weisen im wesentlichen alle Verteilerrohranordnungen einen ersten Kanalabschnitt mit hauptsachlich U-förmigem Querschnitt, dessen Grundfläche gegen eine Rohrseitenwand anliegt und von dern zumindest eine Öffnung mit einem Loch in dieser Rohrseitenwand fluchtet, und einen zweiten Kanalabschnitt von hauptsächlich V-förmigem Querschnitt auf, den der erste Kanalabschnitt entfernbar aufnimmt, mit seiner offenen Fläche der Grundfläche des ersten Kanalabschnittes zugewandt. Die Rohranordnungen sind unterhalb der Rinnen abgehängt, um eine Störung des aufsteigenden Dampfes am Flüssigkeitsausströmpunkt zu verhindern. Das Ende der Seitenwände des ersten Kanals kann zur Sicherung des zweiten Kanals zusammenlaufen, und eine dreieckförmige Durchflußleitung für die Aufnahme der ausströmenden Flüssigkeit aus der Rinne zu bilden. Die Erfindung macht sich die Vorteile der Verteilerrohre zunutze, die in der Konfiguration vogesehen sind, ermöglicht die Reinigung der Rinne und der Durchflußöffnungen durch Entfernen des zweiten Kanalabschnittes von dem ersten Kanalabschnitt.
Die Wirksamkeit des Flüssigkeitsflusses ist daher in einer kostenwirksameren, zuverlässigen Konfiguration gegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die ersten Kanalabschnitte mit den Seitenwänden der Rinnen verschraubt und/oder verschweißt Sie sind mit sich gegenüberliegenden Seitenwandflanschen konstruiert, die sich einander zuneigen, üblicherweise unter der gleichen Winkelbeziehung, so daß der zweite Kanalabschnitt innerhalb des ersten aufgenommen werden kann und einen V-förmigen Querschnitt besitzt mit Seitenwänden, die winkelkomplementär zu denjenigen des ersten Kanalabschnittes liegen. Bevorzugt ist der zweite Kanalabschnitt innerhalb des ersten Kanalabschnittes gleitbar montiert und in diesem durch einen Stift gesichert, der im ersten Kanalabschnitt angeordnet ist oder durch einen einwärts gebauchten Bereich des ersten Kanalabschnitts, der so konstruiert ist, daß er im Eingriff mit dern zweiten Kanalabschnitt steht und dessen Durchgang verhindert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer gepackten Säule mit unterschiedlichen Bereichen, die ausgeschnitten wurden, um verschiedene Säulenbauteile in einer Ausführungsform eines Flüssigkeitsaufgebers nach der vorliegenden Erfindung darzustellen;
Fig. 2 ist ein vergrößerter, seitlicher Schnitt einer Rinne eines Flüssigkeitsaufgebers und einer Ausgleichsrohranordnung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt einer Rinne von Fig. 2 von oben, der dieser entlang der Linie 2-2 entnommen ist und die Prallbleche und den Aufbau der Wandbereiche der Rinne darstellt;
Fig. 4 ist ein graphisches Schema der Flüssigkeitsverteilung und der Berieselung der Rinnen-Prallblechanordnung aus Fig. 2;
Fig. S ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht der Flüssigkeitsaufgeberanordnung der vorliegenden Erfindung, die die V-förmige Rinne und die Flußausgleichsanordnung darstellt;
Fig. 6 ist eine Teilansicht der Rinnenhalterung und des Justiersystems von Fig. 5 von oben; und
Fig. 7 ist eine vergrößerte Teilansicht einer anderen Ausführungsform der Flußprallbleche der vorliegenden Erfindung und eine schematische Darstellung des vergrößerten "freien Bereiches" für den Dampffluß.
In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer gepackten Austauschsäule oder Kolonne gezeigt, wobei mehrere Bereiche ausgeschnitten worden sind, um unterschiedliche Bauteile und die Verwendung einer Ausführungsform des Flüssigkeitsaufgebers der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. Die Austauschsäule 10 aus Fig. 1 enthalt einen zylindrischen Turm 12, in dem mehrere Böden mit gepackten Schichten 14 angebracht sind. Mehrere Blindverschlüsse 16 sind ebenfalls angebracht, um den Zugang zu den inneren Bereichen der Säule 12 zu erleichtern, um die Packungsschichten 14 anzubringen. Ebenfalls sind eine seitliche Stromablaßleltung 20, eine seitliche Zuführleitung 18, eine seitliche Zuführleitung für den Dampfstrom oder eine Wiedererwärmungsrückführleitung 32 vorgesehen. Eine Rückflußleitung 34 ist am oberen Ende der Säule vorgesehen.
Im Betrieb wird die Flüssigkeit durch eine Rückflußleitung 34 und die seitliche Stromzuführleitung 18 in die Säule eingespeist. Die Flüssigkeit fließt abwärts durch die Säule und verläßt die Säule schließlich entweder durch die seitliche Stromausgangsleitung 20 oder an der Stromablaßleitung am Boden 30. Beim Herunterfließen verannt die Flüssigkeit an Material, das aus ihr verdampft, wenn sie durch die Packungsschichten strömt, und es wird Material angereichert oder zugefügt, das aus dem Dampfstrom auskondensiert.
In Fig. 1 enthält die Austauschkolonne 10 desweiteren einen Dampfauslaß, wobei die obere Leitung 26 oben auf der Säule 12 angebracht ist und eine tiefere Ummantelung 28 in dem unteren Bereich der Säule um die Stromablaßleitung am Boden 30 herum angebracht ist, die mit einem Wiedererhitzer (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Wiedererwärmungsrückführleitung 32 ist gezeigt die über der Ummantelung 28 angebracht ist, um den Dampf darin nach oben durch die Packungsböden 14 ausströmen zu lassen. In dem oberen Säulenbereich 23 ist ein Rückfluß aus Kühlern durch die Eintrittsleitung 34 vorgesehen, wobei der Rückfluß durch einen Flüssigkeitsaufgeber 36 über die obere gepackte Schicht 38 verteilt wird. Es ist zu ersehen, daß die obere gepackte Schicht 38 aus einer Reihe strukturierter Packungen besteht. Die Bereiche der Austauschkolonne 10 unter der oberen Packungsschicht 38 sind aus Gründen der Anschaulichkeit dargestellt und beinhalten einen Flüssigkeitssammler 40, der unter einem Haltegitter 41 zur Unterstützung der oberen strukturierten Packungsschicht 38 angebracht ist. Ein Flüssigkeltsaufgeber zur erneuten Verteilung von Flüssigkeit 42 ist ebenfalls darunter angebracht, und eine Zwischenstützplatte 44 ist in einem alternativen Aufbau vorgesehen, der geeignet ist, regellose Füllkörperschüttungen 14A einer Ring- oder einer Sattel-Form abzustützen, wie beispielhalber gezeigt ist. Ein unteres Gitter 46, das weitere Packungsschichten 14 trägt, ist dargestellt, das unter einem Flüssigkeitsaufgeber 48, der mehrere Rinnen 49 enthält, angebracht ist und das geeignet ist, die Flüssigkeit, die dem aufsteigenden Dampf entgegen strömt, über sie zu verteilen. Es kann aus dieser Figur ersehen werden, daß die Gegenstrombeziehung zwischen dern aufsteigenden Dampf und der hinunterfließenden Flüssigkeit der Gegenstand mehrerer entscheidender Gestaltungsüberlegungen ist, die Flüssigkeit/Dampf- Verhältnisse, Flüssigkeitskühlung, Schaumbildung und die Anwesenheit von Feststoffen und Schlämmen darin beinhalten.
Korrosion erfordert ebenfalls eine Berücksichtigung verschiedener Bauteile in den gepackten Säulen, und die Auswahl des Materials bei der Herstellung der Innenteile der Säule ist in vielen Fällen das Ergebnis solcher Überlegungen. Der Aufbau der gepackten Kolonne, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist ebenfalls genauer in einem Artikel von Gilbert Chen beschrieben wird, auf den hier verwiesen wird, und der in den Literaturverweisen aufgeführt ist.
Die Fig. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt einer Rinne 49 von vorn, die einen unteren Rinnenbereich 50 besitzt. Der Rinnenbereich 50 besteht aus im Winkel zueinander stehenden äußeren Wänden 52 und 54, die von einer Bodenfläche 60 nach oben gerichtet sind. Eine Reihe von oberen Öffnungen 56 und unteren Öffnungen 58 befinden sich in den Seitenwänden 52 und 54 und lassen es zu, daß Flüssigkeit von der Rinne 49 nach außen strömt. Außerhalb der Öffnungen 56 und 58 ist eine entfernbare Verteilerrohranordnung angebracht, die dafür geeignet ist, den Flüssigkeitsstrom aufzunehmen, und die Flüssigkeit nach unten in ein Packungsbett zu kanalisieren, das sich, nicht gezeigt, darunter befindet. Jede Rohranordnung 62 besteht aus einem modifizierten U-förmigen Kanal 64, der an der Seitenwand der Rinne 49 durch Bogenschweißen oder dergleichen Bearbeitung befestigt ist. Der Kanal 64 ist im wesentlichen aus einer ebenen Grundwand 66 und zwei nach oben gerichteten Seitenwandlippen 68 und 70 konstruiert. Nur eine der Seitenwände 68 und 70 sind an den entgegengesetzten Seiten der Rinne 49 in Fig. 2 gezeigt, wegen des Querschnittwinkels und dann nur gestrichelt in Durchsicht. Sie sind klarer und im Detail darunter in Fig. 3 gezeigt. Was gezeigt ist, ist eine Öffnung 57, geformt in der Grundwand 66 in Linie mit der Öffnung 56 und eine Öffnung 59, geformt in der Grundwand 66 in Linie mit der Öffnung 58. Ein hauptsächlich V- förmiger Kanal 72 der passenden Größe wird innerhalb des U-förmigen Kanals 64 in den gleitbaren Eingriff aufgenommen, wodurch der notwendige Zusammenbau geschaffen wird, der als ein Flußverteilerablaufrohr dient, das sowohl wirksam als auch entfernbar ist. Die Möglichkeit des Entfernens wird im Detail nachstehend noch erläutert werden, jedoch kann vorausgeschickt werden, daß das Merkmal der Entfernbarkeit die Reinigung der Öffnungen 56 und 58 ermöglicht, die sich sehr leicht verstopfen können während des normalen Füllturmbetriebs.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Verteilerrinne 49 gezeigt, in der eine Anzahl von Ablaufrohranordnungen 62 ersichtlich sind. Der Boden 60 ist zwischen den Öffnungen 58 der Wände 52 und 54 zu erkennen. Die Rohranordnungen 62 sind jeweils an den Außenwänden 52 und 54 befestigt und bewirken die notwendige Flußkanalisierung durch sie hindurch. Der V-förmige Kanal 72 und der modifizierte U-förmige Kanal 64 sind deutlich sichtbar. Der gleitbare Verriegelungseingriff ist in dieser Ansicht besser erkennbar.
In Fig. 4 sind eine Anzahl von Rinnen 49 gezeigt, die in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung konstruiert sind und aneinander in einer Gruppierung 74 durch einen Rahmennetzwerk 75 befestigt sind. Es ist ersichtlich, daß die Rohre 62 von den Rinnen 49 in dieser perspektivischen Ansicht nach unten gerichtet sind. Die Rinnenenden 77 sind von kürzerer Länge und sind in bestimmten Abschnitten der Anordnung abgewinkelt, zu dem Zweck, daß sie innerhalb eines runden Prozeßturms aufgenommen werden können. In vielen Fällen umfassen die Rinnenenden 77 eine eckige Endfläche 79 zum Zwecke des Einpassens innerhalb eines zylindrischen Prozeßturms, wie er beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist. Die Ablaufrohre 62, die sich von den Rinnen 49 nach unten erstrecken, sind so positioniert, daß sie sowohl einen gleichmäßigen Flüssigkeitsstrom bewirken als auch eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der Integrität des Flußsystems während des standardmäßigen Wartungsbetriebes schaffen. Diese spezielle Art der Gruppierung ist des weiteren in dem US-Patent No. 4,729,857, übertragen auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung, beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht im Schnitt einer Verteilerrohranordnung 62 gemäß der vorliegenden Erfindung. Jede Rohranordnung umfaßt den hinteren Abschnitt 66, der voranstehend beschrieben wurde, der mit der Seitenwand 52 oder 54 der Rinne 49 durch Verschrauben, Nieten, Bogenschweißen oder dergleichen ver bunden ist. Die Seitenwand 52 ist in dieser Ansicht dargestellt. Die Öffnungen 56 sind darin ausgerichtet, um den Flüssigkeitsstrom von der Rinne 49 in die Rohranordnung durch die Öffnung 57 einströmen zu lassen. Entgegengesetzte Seiten 68 und 70 des U-förmigen Kanals 64 sind nach innen gewinkelt mit einem leichten Winkel in der Größenordnung von 60º, um die Sicherung des hauptsächlich V-förmigen Kanals oder Rohrteils 72 darin zu ermöglichen. Es ist ersichtlich, daß das Rohrteil 72 im wesentlichen von gleicher Größe ist und einen Seitenwandwinkel besitzt, der im wesentlichen gleich dern Winkel ist, der durch die Seitenwand 68 und 70 in bezug auf die Bodenwand 66 des im wesentlichen U-förmigen Kanals 64 eingeschlossen wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein gleichschenkliges Dreieck geschaffen, in welchem jeder Winkel ungefähr 60º beträgt. Dieser Winkel ist bevorzugt, nicht jedoch Bedingung. Es ist des weiteren ersichtlich, daß die Breite des Kanals 72 an seiner Grundfläche geringfugig kleiner als die Breite der Innanabmessung des U-förmigen Kanals 64 zwischen den Innenflächen der Wände 68 und 70 ist, so daß ein Eingriff mit Schlupf ermöglicht wird.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht der Rinne 49 mit einer Ablaufrohranordnung 62, die darin angebracht ist, und mit dern daraus austretenden Flüssigkeitsstrom. In dieser Ansicht ist ersichtlich, daß die unteren Bereiche 82 jedes Kanals 64 durch zusammenlaufende Abschnitte 84 und 86 sich leicht verjüngen. Diese sich verjüngenden Abschnitte 84 und 86 sind nach innen geknickt, um das V-förmige Rohr 72 innerhalb des Kanals 64 zusammenzudrücken oder sandwichartig einzuschließen. Dadurch wird ein Gleiten des Rohres nach unten und aus der gewählten Flußkonfiguration heraus verhindert. Ebenso wird eine kostengünstige, jedoch wirksame Einrichtung zum Sichern des Eingriffs zwischen dern V-förmigen Rohr und dem U-förmigen Kanal 72 bzw. 64 geschaffen. Es können auch andere Sicherungsmethoden angewandt werden und eine alternative Konstruktion vorgesehen werden, wie sie nachstehend beschrieben wird. Der Flüssigkeitsstrom von den Rohren wird durch eine Vielzahl von Tropfen 90 illustriert, die eine Mehrzahl von Strömen bilden, in einigen Fällen sind es zuinindest drei voneinander getrennte Ströme. Dieses dreiseitige Flußmuster wird infolge der drei Seiten der dreieckförmigen Konfiguration, wie sie voranstehend beschrieben wurde, erreicht.
Der Flüssigkeitsstrom hat eine Neigung, sich in den Ecken während des Nachuntenströmens anzusammeln, wodurch die Tropfengröße erhöht und ihr Widerstand gegen das Zerbersten durch den aufsteigenden Dampf maximiert wird. Auf diese Weise ist die Rohranordnung wirksam, um viele der Nachteile von herkömmlichen Verteileranordnungen zu überwinden. Es ist auch ersichtlich, daß durch die Positionierung der U-förmigen Kanäle 64 unterhalb des Bodens 60 der Rinne 49, das entfernbare V-förmige Rohr 72 seine Ausbildung zu einer rohrförmigen Leitung an einem Punkt vervollständigt, der ausreichend unterhalb der Rinne 49 angeordnet ist, so daß er sich außerhalb der Fläche für die maximale Turbulenz befindet. Diese Turbulenz entsteht, wenn der aufsteigende Dampf 15 den im wesentlichen ebenen Abschnitt des Bodens der Rinne 60 erfaßt. Obwohl andere Ablaufrohrkonfigurationen und Verteiler die Rohre unterhalb des Verteilerrohrs anordnen, umfaßt in der vorliegenden Ausführungsform die Rohranorndung 62 zumindest zwei Teile in einer Konfiguration, die ausreichenden Zugang zu den Öffnungen 57 und 59 erlaubt, welche die Flüssigstromverbindung schaffen, um eine Reinigung und ausreichende Wartung derselben zuzulassen. Die Konstruktion des Kanals 64 und des V-förmigen Rohrabschnitts 72 aus rostfreiem Stahl oder dergleichen hat sich als annehmbar gezeigt, um die Wirksamkeit, Betriebssicherheit und das beschriebene Strömungsmuster zu erzeugen. Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, daß das Material der Kanäle 64 und 72 nicht zueinanderpassen muß oder zu der Rinne. Dies ermöglicht Flexibilität in der Materialauswahl für bestimmte Anwendungen.
In Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Rohranordnung 62 der Fig. 6 gezeigt, in der einer der äußeren Kanäle 72 im oberen Bereich entfernt ist. Der Kanal ist in einer nach oben ausgerichteten Konfiguration dargestellt, unter Aufrechterhaltung einer Gleitbeziehung mit dem U-förmigen Kanal 64. In dieser Ansicht sind die Öffnungen 58 und 59 in der Seitenwand 52 der Rinne 49 freigegeben. In dieser Position ist das Reinigen der Öffnungen möglich, gemäß der vorliegenden Erfindung. Ebenso ist in dieser Figur 7 eine alternative Ausführungsform der Rückhaltemittel für den V-förmigen Kanal 72 gezeigt. Anstelle von zusammenlaufenden oder nach innen gebauchten Bereichen 84 und 86 weist der U-förmige Kanal 64 nicht zusammenlaufende Seitenwände mit einer Stiftanordung 99 auf, die sich durch die Seitenwände erstreckt, um den V-förmigen Kanal 72 darin festzuhalten.

Claims

1. Flüssigkeitsverteiler (48) für eine Prozeßkolonne (10), angeordnet oberhalb eines Packungsbereichs (14), zum Verteilen von abwärtsströmender Flussigkeit, mit einer Anzahl von Längsrinnen (49), die über die Fläche im Abstand zueinander verteilt sind, um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit zu schaffen, wobei die Längsrinnen sich gegenüberliegende Wände (52, 54) mit Löchern (56, 58) zum Abströmen der Flüssigkeit nach außen und eine Anzahl von Verteilerrohranordnungen (62) aufweisen, die außen an den Längrinnen (49) angebracht sind und unterhalb der Längsrinnen abhängen, um aus diesen Flüssigkeit ausströmen zu lassen und jede Verteilerrohranordnung in Fließverbindung mit zumindest einem der Löcher (56, 58) steht, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle Verteilerrohranordnungen (62) einen ersten Kanalabschnitt (64) mit hauptsächlich U-förmigem Querschnitt, dessen Grundfläche gegen eine Rohrseitenwand (52, 54) anliegt und der zumindest eine Öffnung (57, 59) enthält, die mit einem Loch (56, 58) in dieser Rohrseitenwand fluchtet, und einen zweiten Kanalabschnitt (72) von hauptsächlich V-förmigem Querschnitt aufweisen, den der erste Kanalabschnitt (64) entfembar aufnimmt, wobei seine offene Fläche der Grundfläche (60) des ersten Kanalabschnitts (64) zugewandt ist.

2. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 1, wobei jeder erste Kanalabschnitt (64) mit einer Wand (52, 54) einer zugehörigen Längsrinne (49) verschraubt ist.

3. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 1, wobei jeder erste Kanalabschnitt (64) mit einer Wand (52, 54) einer zugehörigen Langsrinne (49) verschweißt ist.

4. Flüssigkeitsverteiler nach jedem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Seiten (68, 70) des ersten Kanalabschnitts (64) in Richtung weg von der Grundfläche konvergieren.

5. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 4, wobei die Seiten (68, 70) des ersten Kanalabschnittes (64) im wesentlichen symmetrisch konvergieren.

6. Flüssigkeitsverteiler nach jedem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Kanalabschnitt (72) innerhalb des ersten Kanalabsehnittes (64) gleitbar montiert ist.

7. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 6, wobei der zweite Kanalabschnitt (72) innerhalb des ersten Kanalabschnittes (64) durch einen Stift (99) gesichert ist, der im ersten Kanalabschnitt (64) angeordnet ist.

8. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 6, enthaltend Rückhalteteile, die im ersten Kanalabschnitt (64) angeordnet sind, um den zweiten Kanalabschnitt (72) innerhalb des ersten Kanalabschnittes (64) zu halten.

9. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 8, wobei die Rückhalte teile einen einwärts gebauchten Bereich (84, 86) des ersten Kanalabschnittes (64) umfassen, der den Durchgang des zweiten Kanalabschnittes (72) verhindert.

10. Flüssigkeitsverteiler nach jedem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei die Längsrinnen (49) hauptsächlich in zueinander paralleler Beziehung, über die Fläche beabstandet, angeordnet sind.

11. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 10, wobei die Längsrinnen (49) einen Kastenaufbau aufweisen, mit hauptsächlich parallelen Seitenwänden (52, 54) und einem im wesentichen ebenen Bodenabschnitt (60).

12. Flüssigkeitsverteiler nach jedem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, wobei Enden ausgewählter Längsrinnen (49) mit winkelförmigen Endabschnitten (79) konstruiert sind, um die Sicherung innerhalb zylindrischer Prozeßkolonnen (10) zu ermöglichen.

13. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 12, wobei bestimmte Längsrinnen (49) winkelförmige Endabschnitte (79) reduzierter Länge aufweisen.

14. Flüssigkeitsverteiler nach jedem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 13, wobei die Verteilerrohranordnungen (62) in einer im wesentlichen parallel zueinander beabstandeten Beziehung angeordnet sind

15. Flüssigkeitsverteiler nach jedem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 14, wobei zumindest einige der Verteilerrohranordnungen (62) in Fließverbindung mit zumindest zweien der Löcher (52, 54) in den Rinnenseitenwänden (52, 54) stehen.

16. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 15, wobei die besagten Löcher (56, 58) übereinander ausgebildet sind und das eine Loch (58) größer als das andere Loch (56) ist.