DE1172235B

DE1172235B - Hollow filling body with egg or spherical shape for reaction spaces

Info

Publication number: DE1172235B
Application number: DEW26193A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich A Weber
Original assignee: FRIEDRICH A WEBER DR ING
Current assignee: FRIEDRICH A WEBER DR ING
Priority date: 1959-07-30
Filing date: 1959-07-30
Publication date: 1964-06-18

Description

Hohler Füllkörper mit ei- oder kugelförmiger Gestalt für Reaktionsräume Zylindrisch geformte hohle Füllkörper, darunter die allgemein bekannten Raschig-Ringe, haben als Füllkörper für Reaktionsräume zur Durchführung von physikalischen bzw. chemischen Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten und zwischen nicht mischbaren Flüssigkeiten große Verbreitung gefunden. Dies beruht darauf, daß die Massenherstellung derartiger Füllkörper verhältnismäßig einfach auf maschinellem Wege möglich ist und man durch die Einbringung derartiger Füllkörper in Reaktionsräume die wirksame Oberfläche pro Kubikmeter Füllraum des Reaktionsraumes sehr groß machen kann.Hollow packing with egg or spherical shape for reaction spaces Cylindrical hollow packing, including the well-known Raschig rings, have as a packing for reaction spaces for the implementation of physical resp. chemical reactions between gases and liquids and between immiscible ones Liquids found widespread use. This is because mass production such a packing is relatively easy to do by machine and by introducing such packing elements into reaction spaces, the effective Can make surface per cubic meter of filling space of the reaction space very large.

Bei der praktischen Verwendung derartiger Füllkörper ergeben sich allerdings einige Probleme. Beispielsweise hat man festgestellt, daß zylindrische Hohlringe sich nicht so regelmäßig und dicht lagern, wie es an sich erwünscht wäre, weil sich die äußeren Zylinderflächen derartiger Füllkörper in gewissem Grade gegenseitig ausrichten. Außerdem ist festgestellt worden, daß bei den üblichen hohlen Füllkörpern die Benetzung der inneren Zylinderflächen verhältnismäßig gering ist und somit die innenliegende Oberfläche der Füllkörper nicht in vollem Maße ausgenutzt wird. Infolge der gegenseitigen Ausrichtung dieser zylindrischen Füllkörper, die insbesondere an der zylindrischen Innenwandung eines Reaktionsraumes besonders stark auftritt, ergibt sich eine sogenannte Bachbildung, bei der die Flüssigkeit in einem mehr oder weniger kompakten Strahl von oben nach unten durch den Reaktionsraum hindurchfließen kann, ohne durch intensive Zerteilung mit dem anderen, im Reaktionsraum enthaltenen Reagenz in eine intensive Berührung zu kommen. In the practical use of such packing bodies, result however, some problems. For example, it has been found that cylindrical Hollow rings do not store themselves as regularly and densely as it would be desirable, because the outer cylindrical surfaces of such fillers are mutually exclusive to a certain extent relay a message. It has also been found that the usual hollow packing the wetting of the inner cylinder surfaces is relatively low and thus the inner surface of the packing is not fully utilized. As a result the mutual alignment of these cylindrical packing, which in particular occurs particularly strongly on the cylindrical inner wall of a reaction chamber, there is a so-called brook formation, in which the liquid in a more or less compact beam from top to bottom through the reaction chamber can be contained in the reaction space without being intensively divided with the other Reagent to come into intense contact.

Andererseits sind auch kugelförmige oder der Kugelform angenäherte Füllkörper bekannt, bei denen keine oder nur eine geringfügige Ausrichtwirkung vorhanden ist. Man kann derartige Füllkörper in größerer Zahl in den Reaktionsraum einbringen. Die am einfachsten herzustellenden massiven oder aber hohlen, jedoch vollständig geschlossenen Füllkörper setzen aber dem Gasdurchgang einen verhältnismäßig großen Widerstand entgegen. On the other hand, spherical or spherical shapes are also approximated Packing bodies known in which there is no or only a slight alignment effect is. Such packing elements can be introduced into the reaction space in large numbers. The easiest to manufacture, massive or hollow, but complete closed packing but put the gas passage a relatively large Opposition.

Bei den hohlzylindrischen Füllkörpern hat man versucht, die geschilderten Verhältnisse dadurch zu verbessern, daß man aus den Zylinderwandungen unter Beibehaltung der Zylinderform Ausschnitte ausgestanzt und in das Innere des Zylinders gebogen hat; derartige Füllkörper sind unter dem Namen »Pall-Ringe« bekannt. Hierdurch wird aber die Oberfläche lediglich um die Schnittflächen vergrößert und die Benetzung der Zylinderinnentlächen verbessert. In the case of the hollow cylindrical packing elements, attempts have been made to achieve those described To improve ratios by getting out of the cylinder walls while maintaining of the cylinder shape cut-outs are punched out and bent into the interior of the cylinder Has; such packing bodies are known under the name "Pall rings". This will but the surface is only enlarged around the cut surfaces and the wetting of the cylinder inner surfaces improved.

Da aber die Zylinderform der Ringe erhalten bleibt, bleibt die Schüttmenge pro Raumeinheit des Reaktionsraumes gegenüber normalen, glatten, hohlzylindrischen Füllkörpern unverändert, ebenso auch die Ausrichtwirkung an den Wandflächen des Reaktionsraumes und untereinander.But since the cylindrical shape of the rings is retained, the bulk quantity remains per unit of space of the reaction space compared to normal, smooth, hollow cylindrical Packing elements unchanged, as well as the alignment effect on the wall surfaces of the Reaction space and among each other.

Etwa das gleiche gilt auch für bekannte Füllkörper, die die Form zweier mit der größeren Kreisfläche aneinanderliegender Kegelstümpfe haben. Solche Füllkörper sind nicht gerade einfach herzustellen; sie haben zudem den Nachteil, daß ihr Raumbedarf praktisch der gleiche ist wie der eines Hohlzylinders, daß ihre Innenflächen, wie auch bei Hohlzylindern, nur unvollständig für die Reaktion ausgenutzt werden und nach wie vor eine verhältnismäßig starke Ausrichtungswirkung vorhanden ist infolge der Tatsache, daß auch diese Füllkörper die Ausrichtung bewirkende geradlinige Mantellinien, nämlich die Erzeugenden der beiden Kegel, haben, deren Länge immerhin noch gleich der halben Höhe der Füllkörper ist. About the same also applies to well-known packing elements, which form have two truncated cones adjoining each other with the larger circular area. Such Packing bodies are not exactly easy to manufacture; they also have the disadvantage that their space requirement is practically the same as that of a hollow cylinder, that their Inner surfaces, as in the case of hollow cylinders, are only partially used for the reaction will and still have a relatively strong alignment effect is due to the fact that these fillers also cause the alignment rectilinear Surface lines, namely the generatrices of the two cones, have at least their length is still half the height of the packing.

Auch bei kugelförmigen oder der Kugelgestalt angenäherten Füllkörpern hat man versucht, die weiter oben geschilderten Nachteile massiver oder allseitig geschlossener Körper durch Durchbrechungen in den Füllkörperwandungen zu beheben. Allen auf diesem Gebiet liegenden Vorschlägen ist aber der Nachteil gemeinsam, daß die kugelförmige oder der kugelförmigen Gestalt angenäherte Form der Füllkörper verhältnismäßig schwierig zu erzeugen und diese Füllkörper deshalb nicht in Massen billig hergestellt werden können, was aber Voraussetzung für ihre praktische Anwendung wäre. Auch wird bei solchen hohlkugeligen Füllkörpern, bei denen naturgemäß die Durchbrechungen nur einen Bruchteil der Gesamtfläche ausmachen können, der Innenraum der Füllkörper bzw. ihre Innenfläche nur ungenügend ausgenutzt. Even with spherical or spherical fillings Attempts have been made to make the above-described disadvantages more massive or all-round to fix closed body through openings in the packing walls. However, all proposals in this area have the disadvantage that the spherical or the spherical shape approximated shape of the packing relatively difficult to produce and therefore not in bulk can be produced cheaply, but this is a prerequisite for their practical application were. Also with such hollow spherical packing, in which naturally the Openings can only make up a fraction of the total area, the interior space the filling body or its inner surface is only insufficiently used.

Diese Nachteile hohler Füllkörper mit ei- oder kugelförmiger Gestalt werden vermieden, wenn erfindungsgemäß der Füllkörper aus einem Hohlzylinder durch Einbiegen der Ränder nach innen erhalten worden ist. These disadvantages of hollow packing elements with an egg or spherical shape are avoided if, according to the invention, the filler body from a hollow cylinder through Inward bending of the edges has been obtained.

Dadurch wird erreicht, daß sich der rechteckige Querschnitt der bekannten hohlzylin,drischen Füllkörper in Achsrichtung einer Kreisform nähert so daß die Höhe des Füllkörpers,--bei gleichblefbender Gesamtaußenfläche, geringer wird als bei Xm ,ursprünglichen Hohlzylinder. Dadurch wird nicht nur die Anzahl der in der Raumeinheit des Reaktionsraumes unterzubringenden Füllkörper erhöht, sondern auch die Ausrichtwirkung bei den Füllkörpern herabgesetzt. Gegenüber den normalen hohlzylindrischen Füllkörpern, deren Höhe gleich ihrem Durchmesser ist (sogenannte Raschig-Ringe), wird die pro Raumeinheit des Reaktionsraumes einzubringende Reaktionsfläche um etwa ein Viertel erhöht. This ensures that the rectangular cross-section of the known hollow cylinder, drical packing in the axial direction of a circular shape approaches so that the Height of the filling body, - with the total outer surface remaining the same, is less than at Xm, original hollow cylinder. This not only increases the number of in the The unit of space of the reaction space to be accommodated increases, but also the alignment effect with the packing is reduced. Compared to the normal hollow cylindrical Packing bodies, the height of which is equal to their diameter (so-called Raschig rings), the reaction area to be introduced per unit of space of the reaction space is reduced by approximately a quarter increased.

Durch die dichtere Lagerung der Füllkörper wird diese Lagerung erschütterungsunempfindlicher und fester, als man dies bisher erreichen konnte. Die Herstellung dieser neuen Füllkörper ist mit bekannten Herstellungsverfahren in sehr einfacher Weise in Massenproduktion möglich. Durch Veränderung des Ausmaßes der Verengung der Zylinderöffnungen durch das Einbiegen läßt sich die Menge des jeden einzelnen Füllkörper durchströmenden Gases bzw. der durchströmenden Flüssigkeit sehr leicht verändern und den gewünschten Betriebsverhältnissen anpassen.The denser storage of the packing makes this storage less sensitive to vibrations and more firmly than has been achieved so far. The manufacture of this new packing can be mass-produced in a very simple manner using known manufacturing processes possible. By changing the extent to which the cylinder openings are narrowed bending in allows the amount of each individual filler body to flow through Gas or the liquid flowing through very easily and change the desired Adjust operating conditions.

Das Einbiegen der Ränder des Hohlzylinders kann man erleichtern und gleichzeitig eine stärkere Aufspaltung der Gas- und/oder Flüssigkeitsströmungen erreichen, indem man die Zylinderränder einschneidet und die entstehenden Lappen nach innen abbiegt; gegebenenfalls kann man auch einige der Lappen nach außen derart umbiegen, daß sie dann an der Außenwand anliegen. Man kann auch vor dem Abbiegen der Lappen einen Teil derselben wegschneiden, und zwar besonders dann, wenn man eine größere Anzahl von Einschnitten vorsieht; hierdurch wird die Drosselung des Gasdurchganges durch das Innere der Füllkörper verringert. Das Einschneiden der Ränder und das Abbiegen der dabei entstehenden Lappen kann an einem Ende oder auch an beiden Enden des Hohlzylinders, von dem ausgegangen wird, erfolgen. The bending of the edges of the hollow cylinder can be made easier and at the same time a stronger splitting of the gas and / or liquid flows by cutting the cylinder edges and the resulting flaps turns inward; if necessary, you can also turn some of the flaps outwards in this way bend over so that they then rest against the outer wall. You can also before turning cut away part of the flap, especially if one provides a larger number of incisions; this will reduce the throttling of the Reduced gas passage through the interior of the packing. Cutting the Edges and the bending of the resulting flaps can be at one end or also take place at both ends of the hollow cylinder that is assumed.

Je nach dem Füllkörperdurehmesser wird man beispielsweise vier und mehr Einschnitte ringsherum, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, vornehmen. Man kann dann, z. B. bei vier Einschnitten, zunächst je zwei einander gegenüberliegende Lappen nach innen biegen und über diese die anderen Lappen in gleicher Weise. Man kann auch damit anfangen, einen der gebildeten Lappen etwas schräg im Bogen nach innen zu biegen, sodann die Kante des nächstliegenden Lappens darüberlegen, was man ringsherum fortsetzt, so daß schließlich die Lappen wendeltreppenartig übereinanderliegen, ohne daß ihre Flächen sich berühren. Depending on the packing diameter, for example, four and Make more incisions all around, preferably evenly spaced. One can then, e.g. B. with four incisions, initially two opposing flaps Bend inwards and over this the other lobes in the same way. One can also start by pulling one of the formed flaps inwards at a slight angle to bend, then place the edge of the closest rag over what is going around continues, so that finally the lobes lie on top of each other like a spiral staircase, without their surfaces touching.

Was die Tiefe der Einschnitte betrifft, so richtet sie sich nach Länge und Durchmesser des verarbeiteten Rohrstückes. Wenn dieses Verhältnis beispielsweise 4: 3 beträgt und man die Einschnitte in einer Tiefe vornimmt, die dem halben Durchmesser des Rohrstückes entspricht, so wird man bei widerstandsfähigem Material noch zu einen mehr oder weniger kugelförmigen Hohlkörper von genügender Festigkeit kommen. Bei zerbrechlichem Material wird man sich mit einer mehr eiförmigen Form begnügen müssen. As for the depth of the incisions, it depends on Length and diameter of the processed pipe section. For example, if this ratio 4: 3 and the incisions are made at a depth which is half the diameter of the pipe section corresponds to, you will still get to with resistant material a more or less spherical hollow body of sufficient strength come. In the case of fragile material, one will be satisfied with a more egg-shaped shape have to.

Die mit Einschnitten und abgebogenen Lappen versehenen Füllkörper nach der Erfindung haben den Vorteil, daß die Füllkörper sich bei ihrer Lagerung gewissermaßen verzahnen, so daß sie sich wesentlich erschütterungsunempfindlicher lagern. Man kann die Verzahnung der Schüttung noch dadurch verstärken, daß man nicht alle der durch die Einschnitte gebildeten Lappen nach innen biegt, sondern einen Teil stehenläßt. Dadurch kann man erreichen, daß selbst bei plötzlichen Dampfstößen in Destillationskolonnen die Füllung sich nicht leicht lockert bzw. anhebt wie bei bekannten Füllkörpern, so daß die gleichmäßige Verteilung der Füllkörper hierdurch nicht beeinträchtigt werden kann, und zwar insbesondere bei Vornahme gerichteter Schüttungen. The fillers with incisions and bent tabs according to the invention have the advantage that the filling bodies are in their storage to a certain extent interlock, so that they are much less sensitive to vibrations to store. You can strengthen the interlocking of the bed by not bends all of the lobes formed by the incisions inwards, but one Leaves part. This allows you to achieve that even with sudden bursts of steam in distillation columns the filling does not loosen or lift easily as in known packing, so that the uniform distribution of the packing hereby cannot be adversely affected, especially when performing directed Pourings.

Claims

Claims: 1. Hollow filling body with an egg or spherical shape Shape, characterized in that it consists of a hollow cylinder by bending the Edges inside has been preserved.

2. Filler body according to claim 1, characterized in that it is through Incision of the cylinder edges and bending of the resulting flaps inwards and if necessary some flaps to the outside, so that these are then on the outer wall concern has been received.

3. Packing body according to claim 1 and 2, characterized in that he by bending two opposite flaps inwards and laying them over them the other lobe has been preserved.

4. Packing body according to claim 1 and 2, characterized in that it was obtained by placing the flaps on top of each other like a spiral staircase.

5. Packing body according to claim 2 to 4, characterized in that it was obtained from hollow cylinders, the ratio of length to diameter and the depth of the cuts is 4: 3: 1.5. ~~~~~~~~ Publications considered: German Patent Nos. 188478, 591 820, 297 379, 91 815, 853 159; German Auslegeschrift No. 1,056,632; French Patent Nos. 726 100, 750 093; French additional patent specification No. 45,460; Werkstatt-Technik, 1925, issue 4, p. 147 to 151.