DE1071051B

DE1071051B - Tauchhord'enboden für Kolonnen bei denen eine lange Beruhrungszeit zwischen dien im Austausch befindlichen Medien erwünscht ist

Info

Publication number: DE1071051B
Application number: DENDAT1071051D
Authority: DE
Inventors: Gmundien Dipl.-Ing. Walter Kittel (Osterreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-03-07
Publication date: 1959-12-17
Also published as: NL222269A; FR1075487A; NL104122C; NL94354C; BE518215A; GB738414A; GB756540A

Description

DEUTSCHES

ANMELDETAG: 6.MÄRZ1953

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 17. DEZEM B ER 1959

Die Erfindung betrifft eine Austauscheinrichtung, deren Zweck es ist, Flüssigkeiten mit Gasen oder Dämpfen, die zueinander im Gegenstrom geführt sind, in möglichst innigen Kontakt zu bringen.

Einrichtungen dieser Art sind bereits in mannigfachen Ausführungsformen bekanntgeworden. Insbesondere liegt der Erfindung aber die Aufgabe zugrunde, eine möglichst lange Berührungszeit zwischen den beiden im Austausch befindlichen Medien zu erreichen, ίο

Es sind Austauschböden mit getaucht angeordneten Schlitzplatten bekanntgeworden, die mat schräg durch sie hindurchführenden, einheitlich um die Mittelachs« in radialem Sinn ausgerichteten Schlitzöffnungen versehen sind, durch welche hindurch die Gase bzw. Dämpfe vermittels Umlenkblechen in die aufgestaute Flüs'sigkeitsschicht eingeleitet werden. Dabei sind sie oberhalb der Schlitzplatte zufolge der durch die Schlitze aufsteigenden Gase spiralförmig nach außen .bewegt. Die Flüssigkeit wind sodann vom ao Rand über die Rinne und der von dort aus abgehenden Rohre zum nächst tiefer gelegenen Boden geführt, so daß der Machteid eintritt, daß keine mehrmalige Umwädzung der Flüssigkeit auf jiedem Boden eintritt.

Erfindungsgemäß wird hingegen vorgeschlagen, die obige Aufgabe daidurch zu lösen, daß durch entsprechende Einleitung der Gase bzw. Dämpfe in die Flüssigkeit nicht mir eine intensive Rotationsbewegung derselben erzeugt wird, wobei die zufolge der auftretenden Zentrifugalkräfte'bei entsprechender Flüssigkeitszuführung von der Flüssigkeit auf dem Boden auch in radialer Richtung ausgeführte Zirkulationsströmung au einer mehrfachen Umwälzung des gesamten auf dem Boden befindlichen Flüssigkeitsvohimens benutzt wird.

Dies wird bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Tauchhordenboden für Kolonnen, bei denen eine Lange Berührungszeit zwischen den im Austausch befindlichen Böden erwünscht ist, mit erhöht über der Grundfläche des Bodens angeordneten Gaszuführungs- bzw. Flüssigkeitsablaufstutzen dadurch erreicht, daß auf dem Boden eine an sich bekannte Umlenkvorrichtung mit waagerecht angeordneter getauchter Schlitzplatte vorgesehen ist, die mit schräg durch dieselbe hindurchführenden, einheitlich um ihre Mittelachse in radialem und tangentialem Sinne ausgerichteten Schlibzöffnungen ausgestattet ist, und daß auf dem Boden ein zentrales Ablaufrohr angeordnet ist sowie konzentrisch um das zentrale Ablaufrohr eine Öffnung vorgesehen ist, die von einem Wehr bzw. Rohrstück umgeben ist.

Zar Verstärkung der bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auftretenden Flüssigkeitsumwälzung können am Umfang der Austauschzone vorteiihafter-Taudihordenboden für Kolonnen,

bei denen eine lange Berührungszeit

zwischen den im Austausch befindlichen

Medien erwünscht ist

Anmelder:

Dipl.-Ing. Walter Kittel,
Gmunden (Österreich)

Vertreter: O. Schubert, Patentanwalt,
Berlin-Friedenau, Rubensstr. 15

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom. 7. März 1952

Dipl.-Ing. Waltex Kittel, Gmunden (Österreich),
ist als Erfinder genannt worden

weise gleichmäßig verteilte Öffnungen vorhanden sein, durch die die Flüssigkeit ablaufen kann, wobei diese Öffnungen zur Verhinderung eines Gasdurchtritts von nach unten bis wenig oberhalb der Bodengrunrifläche geführten Wehren bzw. Rohren umgeben werden.

Auf diese Weise wird die Flüssigkeit veranlaßt, entweder der durch die äußeren Schlitze der Schlitzplatte oder aber durch die an der Randzone vorgesehenen Öffnungen unter die Schlitzplatte zu gelangen und gegen die Bodenmitte zurückzuströmen, wo sie durch die zentrale Öffnung der Schutzplatte schließlich wieder aufsteigen. Damit ist der gewallte Kreislauf vollendet.

Weiter kann die Flüssigkeitsumwälzung dadurch verstärkt werden, daß auf der Innenseite der die Austauschzone umgebenden Umlenkvorrichtung radiale, zur Horizontalebene schräggestellte Leitschaufeln, zur Rückführung der Flüssigkeit in den unterhalb der gern M9/513

tauchten Schutzplatte befindlichen Raum angeordnet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel darstellen. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines erfindungsgemäßen Tauchhordenbodens nach der Linie [-1 der Fig. 2.

Fig. 2 einen Horizontalschnitt des gleichen Bodens nach -der Linie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Tauchhorde in vergrößertem Maßstab.

Die in den Fig. I und 2 gezeigte Vorrichtung besteht aus dem eigentlichen Boden 1, auf welchem die Flüssigkeit in bekannter Weise durch die erhöht über der Bodenfläche angeordnete obere Kante des zentralen Ablaufrohres 3 auf konstanter Höhe gebalten wird. Wie man aus den Fig. 1 und 2 weiter erkennt, wird der zwischen dem Umfang des Bodens 1 und der Kolormerrwand 6 für die aufsteigenden Gase bzw. Dämpfe verbleibende Ringquerschnitt von einer Umlenkvorrichtung 2 überdeckt, deren zylindrische Innenwand nach unten geführt ist und in den Boden 1 einmündet, wobei die Unterkante der Umlenkvorrichtung 2 etwas tiefer liegt als die Oberkante des zentralen Ablaufrohres 3.

An die Unterkante der Umlenkvorrichtung 2 schließt sich in gleicher Höhe eine mit öffnungen, wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, versehene Platte 7 an, welche demzufolge im Betriebszustand von dem durch die Oberkante des Ablaufrohres 3 festgelegten Flüssigkeitsspiegel überdeckt wird und daher nachfolgend als »Tauchhorde« bezeichnet werden soll.

In den Fig. 1 und 2 ist der durah die beschriebene Anordnung in der Flüssigkeit sich ausbildende Strömungszustand an Hand der eingezeichneten Pfeile, deren ausgezogene Linien die Bewegungsrichtung der Flüssigkeit angeben, während die gestrichelten Linien sich auf die Strömung der Gase bzw. Dämpfe beziehen, kenntlich gemacht. Man ersieht daraus vor allem den spiraJigen Weg, welchen d\ie Flüssigkeit über die Tauchhorde 7 auszuführen gezwungen ist. Die Flüssigkeit strömt aus einer in unmittelbarer Umgebung des Afolaufrohres zum Zwecke ihres ungehinderten Durchtrittes frei gelassenen Ringfläche und wind anschließend durch die tangential und radial nach außen a-us der Tauchhorde austretenden Gase bzw. Dämpfe beeinflußt (Fig. 2). Die Rückführung der Flüssigkeit nach der Bodenmitte erfolgt unterhalb der Tauchhorde, indem die Flüssigkeit in der äußeren Randzone infolge des Nachlassens der Zentrifugalwirkung entweder direkt durch die Schlitze der Horde hindurchregnet oder aber — insbesondere bei mitgeführten Festsubstanzen, wie diese als Folge von chemischen Reaktionen entstehen können — durch besondere, unmittelbar am Rand der Umlenkvorrichtung 2 angeordnete Ablauf rohre 8, welche in diesem FaJIe mit ihrer Oberkante bündig mit der Oberseite der Tauchhorde 7 abschließen, wieder auf den eigentlichen Boden 1 abgeführt wird.

Obwohl, wie bereits gesagt, die Zentrifugalwirkung innerhalb der Flüssigkeit als Folge ihrer mit wachsendem Radius stark abnehmenden Winkelgeschwindigkeit bei größeren Bodenabmessungen in der äußeren Randzone der Tauchhorde erheblich nachläßt und damit die Rückführung derselben ermöglicht, kann es, insbesondere bei kleineren Durchmessern, unter Umständen zweckmäßig sein, den letzteren Vorgang durch radial nach innen gerichtete und zur Horizontalebene schräg geneigte Leitschaufeln 9, welche am zylindrischen Teil der Umlenkvorrichtung 2 unmittelbar über der Tauchhorde umlaufen bzw., wie in Fig. 2 angedeutet, unmittelbar hinter den Flüssigkeitsabläufen 8 angeordnet sind, zusätzlich zu verstärken.

Desgleichen erscheint es zweckmäßig, ein Austreten der Gase bzw. Dämpfe durch die zur Flüssigkeitsumwälzung in der Umgebung des Ablaufrohres frei • gelassene innere Kreisringfläche durch Anbringung

to einer nach unten ragenden Leiste 10 an der inneren Begrenzung der Tauchhonde zu verhindern (Fig. 1). Schließlich ist aus Fig. 1 auch noch zu erkennen, daß sich bei einem Boden laut vonstehend beschriebenem Strömungsbild die Frage der Flüssigkeitszu- und -abführung ganz besonders einfach gestalten läßt, da es in diesem Fall möglich ist, die Flüssigkeit in unmittelbare Nähe der Ablaufstelle an der inneren Begrenzung der Ta-uchhorde aufzugeben, was in Fig. 2 durch den nings um die Oberlaufkante der Tauch-

ao tasse 4 geführten Schirm 5 erreicht wird.

Es ist ganz selbstverständlich, daß die Anordnung bzw. Ausrichtung der Durchtrittsschditze innerhalb der die Rotation der Flüssigkeit bewirkenden Tauchhorde 7 die mannigfachsten Variationen zuläßt, ohne

»5 daß sich hierdurch irgendwelche grundsätzliche Änderungen des dargelegten Arbeitsprinzips ergeben wunden. Wesentlich für die vorstehend aufgezeigte Erkenntnis ist einzig der Umstand, daß bei entsprechender Tauchung der Honde 7 die durch tangentiaJes Einleiten der Gase bzw. Dämpfe in Drehung versetzte Flüssigkeiisschicht als Folge der dadurch ausgelösten Zentrifugalwirkung über die die gewünschte Ausrichtung der Gase bzw. Dämpfe bewirkende TauchhortLe von innen nach außen wandert unfci hierbei wahlweise durch entsprechende Ausrichtung der eineelnen Schlitze in radialem Sinne beschleunigt bzw. abgebremst werden kann.

Es liegt auf der Hand, daß Boden gemäß dem soeben entwickelten Arbeitsprinzip infolge ihres großen Flüssigkeitsvokimens bei gleichzeitig geringem Strömungswiderstand vor allem für solche Prozesse geeignet sind, bei welchen eine möglichst lange Verweilzeit der Flüssigkeit erwünscht ist, zumal das Flüss-igkeitsvolumen auf dem Baden durch entsprechenden Abstand des Auffangbodens 1 von der Tauchhorde 7 in praktisch 'beliebigen Grenzen variiert wenden kann. Aus diesem Grund läßt sich die beschriebene Einrichtung auch für Absorptionsprozesse mit nur einmaliger Berührung von Gas bzw. Dampf und Flüssigkeit anwenden, wie dies z. B. für die NH₃-Absorption durch Schwefelsäure zutrifft, wobei in diesem Fall der Auffangboden 1 unmittelbar durch den Behälter selbst unter Einhaltung eines entsprechend hohen Flüssigkeitsspjegels ersetzt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Tauchhordenboden für Kolonnen, bei denen eine lange Berührungazeit zwischen den im Austausch befindlichen Medien erwünscht ist, mit erhöht über der Grundfläche des Bodens angeordneten Gaszuführungs- bzw. Ftüssigkeitsablaufstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden (1) eine an sich bekannte Umlenkvorrichtung-(2) mit waagerecht angeordneter getauchter Schutzplatte (7) vorgesehen ist, die mit schräg durch dieselbe hindurchführenden, einheitlich um ihre Mittelachse in radialem und tangentialem Sinne ausgerichteten Schli-tzöff-nungen ausgestattet ist, und daß auf dem Boden (1) ein zentrales Ablaufrohr (3) angeordnet

ist sowie konzentrisch um das zentrale Ablaufrohr (3) eine öffnung vorgesehen ist, die von einem Wehr bzw. Rohrstuck (10) umgeben ist.

2. Tauchhordenboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aim Umfang der Austauschzone gleichmäßig verteilte öffnungen vorhanden sind, die von Wehren bzw. Rohren (8) umgeben werden.

3. Tauchhordenboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Bodens (1) radiale, zur Horizontalebene schräggeführte Leitschaufeln (9) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen