DE2310652A1

DE2310652A1 - Fluidum-fluidum-kontaktapparat

Info

Publication number: DE2310652A1
Application number: DE19732310652
Authority: DE
Inventors: Kevin Joseph Mckeown
Original assignee: Mass Transfer Ltd
Current assignee: Mass Transfer Ltd
Priority date: 1972-03-01
Filing date: 1973-03-01
Publication date: 1973-10-18
Also published as: JPS48101375A; GB1429183A

Description

MASS TRANSFER LIMITED, 124 Highgate, Kendal, Westmorlaid/

England

"Fluidum-Fluidum-Kontaktapparat¹¹

Die Erfindung betrifft einen Fluidum-Fl\iidum-Kontaktapparat mit Püllkörpersäule.

Fluidum-Fluidum-Kontaktapparate, die wechselseitig (Jas/Flüssigkeit in Berührung bringen, sind bekannt.

Grundsätzlich weisen Fluidum-Fluiduro-Kontaktapparate der oben genannten Art eine Säule oder einen anderen Aufbau mit einem oder mehreren Betten aus Füllkörpern auf und haben ferner Mittel zum Einleiten der in dem Bett bzw. den Betten miteinander in Kontakt kommenden Medien. In vielen Fällen werden die Medien im Gegenstrom in Kontakt gebracht, wobei" α ie dichtere durch die Füllkörpersäule abwärts und die weniger dichte aufwärts durch das Bett strömt. Es ist nicht erforderlich, daß die beiden Medien mittels einer Zwangszu-.■fiinrunr/ in das Bett geleitet werden, und deshalb löttt man z.B. bpi sogenannten Abwasserfilterbetten die Ablaufflüssigkeit auf die Oberfläche eines Füllkörperbettes rieseln, durch das Luft (gewöhnlich ohne Zwangsströmung) hindurchtreten kann, um eine aerobische, biologische Behandlung des Wassers stattfinden 7m J.assen.

309842/1073

Pur solche Apparate sind bereits eine große Zahl von Füll- körpern bekannt geworden, 25.B. Raschig-Ringe, Berl-Sattel- körper, Intalox-Sattelkörper und Pall-Ringe. Im Falle der Verwendtang von Raschig- oder Pall-Ringen können die Betten geschichtet sein (das sind Betten, bei denen jedes Element in besonderer Lage angeordnet ist) oder die Betten sind geschüttet (das sind Betten, in denen wenigstens ein Teil der Elemente geschüttet ist). Sattelfüllkörper werden i. allg. geschüttet.

Bei bestimmten Anwendungen von Kontaktapparaten, speziell Abwasserreinigungsbetten, besteht die Neigung, daß sich der obere Teil des Bettes mit festem Material, das sich dort ab setzt, als Folge des Kontaktes der zusammentreffenden Medien verstopft. In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist festgestellt worden, daß man diesem Problem begegnen kann, indem man den oberen Teil des Bettes so ausfuhrt, daß er eine geringere Oberfläche pro Volumeneinheit als der untere Teil des Bettes hat.

Erfindungsgemäß wird ein Gas-Flüssigkeits-Kontaktapparat geschaffen, der ein gepacktes Bett von wenigstens zwei übereinander angeordneten Füllkörperschichten aufweist, von denen die obere Schicht eine geringere Oberfläche pro Volumeneinheit als die untere Schicht aufweist.

Die Erfindung besteht auch in einem ^erfahren, Gas und Flüssigkeit in einem derartigen Apparat miteinander in Kontakt zu bringen.

Die in dem Bett zur .Verwendung kommenden Füllkörpe-r· irönnen folgende handelsübliche sein: Raschid-iiine;e, Berl-Sattel-

309842/1073

körper, Intalox-Sattelkörper oder Pall-Ringe. Obwohl eine oder jede Schicht des Bettes geschichtet sein kann, wird es häufig aus Gründen der Zweckmäßigkeit vorgezogen, die Schichten zu schütten. Ferner werden Füllkörper in Ringform der Verwendung von Sattelkörpern vorgezogen, obwohl man auch verschiedene Füllkörpertypen für die einzelnen Schichten verwenden kann, z.B. kann die obere Schicht (Bereich mit kleiner Oberfläche) von ringförmigen Füllkörpern gebildet werden und die untere Schicht von Sattelkörpern, da letztere eine große Oberfläche pro Volumeneinheit haben. Ein derartig gefülltes Bett besteht aus zwei oder mehr geschütteten Füllkörperschichten, wobei die Oberfläche pro Volumeneinheit jeder Schicht geringer als die der darunter befindlichen Schicht und größer als die der darüber befindlichen Schicht ist. Jede der Schichten sollte eine Dicke von nicht weniger als 30 cm haben, damit zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden. Die Gesamttiefe jeder Schicht hängt von der Gesamttiefe des ganzen Bettes und der Zahl der Schichten ab.

Wenn eine Schicht des Bettes von geschichteten Füllkörpern gebildet ist, nimmt man diese Schicht als „■ '°r«e Schicht und man hat für diesen Fall festgestellt, daß die darüber geschüttete Schicht nicht notwendigerweise eine geringere Oberfläche pro Volumeneinheit als, die darunter befindliche geschichtete Schicht haben muß, d.h. gemäß dieser Abwandlung der Erfindung kann die obere geschüttete Schicht dieselbe oder eine größere Oberfläche pro Volumeneinheit als die untere geschichtete Schicht aufweisen. In weiterer Abwandlung der Erfindung lassen sich gute Ergebnisse durch Verwendung eines Bettes des geschütteten/geschichteten Aufbaus erreichen, wenn eine weitere geschichtete Schicht

auf der oberen geschütteten Schicht angeordnet wird, so daß eine Art "Sandwich'¹- Aufbau, d.h. geschüttet/geschichtet/ge-Eohütt«»t, /rejjeb^n ist.

... 4 309842M073

Diese geschichteten Schichten dee Bette in dem erfindungsgemäßen Kontaktapparat können aus handelsüblichen Füllkörpern, wie Raschig-Ringen oder Pall-Ringen, gebildet sein, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch aus einer Anordnung von senkrechten Röhren, wie sie in der GB-PS 1 286 244 beschrieben ist. Dort handelt es eich um eine Anordnung von Röhren, die gebildet ist durch Zusammensetzungen einer oder mehrerer Packungsplatten, die eine Anzahl von im Abstand angeordneten parallelen Teilen aufweisen, von denen jedes als Abschnitt eines hohlen gewellten Rohrs ausgebildet ist, dessen Erhebungen und Täler der Wellen längs der Länge des Rohrs aufeinanderfolgend vorhanden sind, wobei die parallelen Teile durch im wesentlichen ebene Teile der Platten verbunden sind. Diese Rohre sind so gepackt oder geschichtet, daß ihre Längsachse senkrecht steht und die erzeugte Schicht zwei oder mehr Lagen dieser Rohre aufweist, wobei die getrennte untere Lage der geschichteten Lagen durch perforierte Platten, (z.B. aus Streckmetall oder Kunststoff), von der darüberliegenden Lage getrennt ist. Entsprechend kann auch die geschüttete Lage im Bett des Kontaktapparates von der geschichteten durch eine gas- und flUssigkeitsdurchlässige Platte getrennt sein, wie auch unterschiedliche geschüttete Lagen auf diese Weise trennbar sind.

Der erfindungsgemäße Kontaktapparat mit einer geschütteten/ gesohichteten oder geechichteten/geschütteten/geschichteten Anordnung der Püllkörperlagen ergibt eine bessere Flüssigkeitsverteilung über die Oberfläche der unteren geschichteten Lage ale bisher erreicht worden ist, und es ergibt sich eine längere Verweilzeit der Flüssigkeit im Bett.

Die geschütteten Lagen im Bett des erfindungsgemäßen Apparates können aus handelsüblichen Füllkörpern bestehen, z.B. aus Raschig-Ringen, Berl-Sattelkörpern, Intalox-Sattelkörpern oder

309842/1073

Pall-Ringen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung finden jedoch Füllkörper Verwendung; die in der DT-OS 2 164 144 beschrieben sind. Diese Füllkörper bestehen aus einem an beiden Seiten offenen Ring, der im Querschnitt kreisförmig ist und dessen Durchmesser größer als seine Breite ist. In der DT-OS 2 164 144 sind eine ganze Reihe von Füllkörpern beschrieben. Eine bevorzugt zur Verwendung kommende Ausführung eines dieser Füllkörper (z.B. für Abwasserreinigungebetten) weist neben den oben genannten Merkmalen eine Vielzahl von nach innen gerichteten Rippen auf, die sich an einer Nabe treffen, welche sich über die Ebene der Enden des Füllkörperringeβ hinaus erstreckt.

Wo die obere'Lage der Füllkörper eine kleinere Oberfläche (d.h. größere Zwischenräume) im Vergleich zur unteren Lage haben soll, kann dies im Fall von Füllkörpern gleicher Gestaltung dadurch erreicht werden, daß für die obere Lage Füllkörper kleinerer Abmessungen verwendet werden. Andererseits kann man dasselbe Ergebnis durch Verwendung verschieden gestalteter Füllkörper in den einzelnen Lagen erreichen, z.B. kann die größere Oberfläche der Füllkörper dir ch Vorsehen von mehr Vorsprüngen, Rippen usw., geschaffen werden.

Lagen mit kleiner Oberfläche aus geschnittenen FUllkörpern haben zweckmäßig eine Oberfläche pro Volumeneinheit zwischen

ρ "2 p "5

82 und 148 m /m , vorzugsweise zwischen 98 und 131 m /m

p ¹Z

und insbesondere etwa 115 m /m , während Lagen mit großer Oberfläche aus geschütteten Füllkörpern eine Oberfläche pro Volumeneinheit haben, die zweckmäßig zwisohen 164 und 213 m /m ,

ρ ·ζ

vorzugsweise zwischen 164 und 196 m /m und insbesondere bei

ρ -ζ

180 m /m liegt. Lagen mit kleiner Oberfläche aus geschichteten Füllkörpern haben zweckmäßig eine Oberfläche pro Volumenein-

2 3
heit zwischen 66 und 131 m /m , vorzugsweise zwischen 82 und 115 m /m und insbesondere etwa 98 m /m , während Lagen mit

309842/1073

großer Oberfläche ausgeschütteten Füllkörpern eine Oberfläche pro Volumeneinheit haben, die zweckmäßig zwischen 148 und 196, vorzugsweise zwischen 148 und 180 m /m und insbesondere

bei 164 m²/m⁵ liegt.

Der erfindungsgemäße Apparat kann vielfältig als Gas-Flüssigkeits-Kontaktapparat verwendet werden, z.B. zur Abwasserreinigung. Zu diesem Zweck weist der Apparat eine Vorrichtung auf, mittels der die Flüssigkeit auf die obere Oberfläche dee FUllkörperbettes gerieselt wird und ferner eine Vorrichtung, mittels der Luft aufwärts durch das Bett geschickt wird.

Der erfindungsgemäße Apparat ist besonders zur Kühlung von Luft oder Grasen geeignet.

Bin zur Abwasserreinigung geeigneter Kontaktapparat gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus dem Füllkörperbett, das sich innerhalb von Stützmauern befindet, die z.B. kreisförmig oder rechteckig im Grundriß ausgeführt sind. Im Bereich des unteren Teils des Bettes sind die Stützmauern mit Öffnungen zum Abführen der behandelten Flüssigkeit und zum Einführen von Luft versehen. Die Rieselvorrichtung über dem Bett kann aus einem Leitungssystem bestehen oder aus konventionellen rotierenden Sprüharmen, die angetrieben sein können oder sich in Reaktion auf die ausgeprühte Flüssigkeit drehen.

Mit der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Behandlung von Abwässern mittels eines biologischen Prozesses vorgeschlagen, das darin besteht, daß Abwasser auf die Oberfläche des oben beschriebenen FUllkörperbettes gerieselt wird, während Luft aufwärts durch das Bett geschickt wird und die behandelte Flüssigkeit im unteren Teil des Bettes zurückgewonnen wird.

... 7 309842/ 1073

Während es bei enlgen Ausführungeformen der Erfindung nicht unbedingt notwendig ist, daß die obere Flillkörperlage eine kleinere Oberfläche pro VoIumeneinheit hat als die untere Lage der Füllung, ist es natürlich durchaus möglich, es so zu machen. Andererseits können, z.B. im Falle dieser AusfUhrungsformen, geschüttete Lagen und geschichtete Lagen aus verschiedenen Schichten bestehen, deren Oberfläche pro Volumeneinheit in Richtung auf den Boden des Bettes wächst. Bei den Ausführungeformen der Erfindung, bei denen es erforderlich ist, daß die obere Füllkörperlage eine kleinere Oberfläche pro Volumeneinheit hat als die unteren Lagen, in denen irgendeine Lage aus einer Reihe von verschiedenen Schichten gebildet ist, sollte die Oberfläche pro Volumeneinheit diese Schichten nach unten zu größer werden.

*.. 8 309842/1073

Claims

Patentansprüche

Gae-Flüssigkeit-Kontaktapparat, bestehend aus einem Füllkörperbett und Einrichtungen zum Einleiten eines Gases und einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllkörperbett aus mindestens zwei übereinander angeordneten FUllkörperlagen gebildet ist, von denen die obere Lage eine kleinere Oberfläche pro Volumeneinheit aufweist als die untere Lage.

2. Kontaktapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Füllkörperlagen geschüttete Lagen sind.

5. Kontaktapparat nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß alle Fttllkörperlagen geschüttete Lagen sind.

4* Kontaktapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dae Bett aus einer oberen Lage aus geschütteten Füllkörpern und einer unteren Lage aus geschichteten Füllkörpern besteht.

5. Kontaktapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche pro Volumeneinheit der oberen geschütteten Lage gleich der oder größer der geschichteten unteren Lage ist.

309842/1073

6. Kontaktapparat nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Lage geschichteter Füllkörper auf der oberen geschütteten Püllkörperläge angeordnet ist.

7. Kontaktapparat nach einem der Ansprüche. 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geschichtete Lage bzw. die geschichteten Lagen aus einer Anordnung von im wesentlichen senkrechten Rohren gebildet sind, die durch Zusammensetzen einer oder mehrerer. Packungsplatten, die eine Anzahl von im Abstand angeordneten parallelen Teilen aufweisen, von denen jedes als Abschnitt eines hohlen gewellten Rohres ausgebildet ist, dessen Erhebungen und Täler der Wellen längs der Länge des Rohres aufeinanderfolgend vorhanden sind, wobei die parallelen Teile durch im wesentlichen ebene Teile der Platten verbunden sind.

8. Kontaktapparat nach einem der Ansprüche 4 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die geschütteten Lagen aus Füllkörpern gebildet sind, die aus einem ringförmigen Teil bestehen, dessen Durchmesser größer als seine Breite ist und der nach innen gerichtete Rippen aufweist.

9. Kontaktapparat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der ringförmige Teil eine Vielzahl nach innen geriohtetef Rippen aufweist, die sich in einer Nabe vereinigen, welche über die Ebene der Enden des ringförmigen Teils hinausragt.

10. Abwasserreinigungeapparat, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kontaktapparat nach einem der vorangegangenen Ansprüche besteht und eine Vorrichtung zum Berieseln der oberen Oberfläche des Füllkörperbettes sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung einer aufwärts gerichteten Luftströmung im Füllkörperbett aufweist.

... 10

309842/1073

11. Verfahren zur Behandlung von Abwässern, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser auf die Oberfläche eines Füllkörperbettes nach den Ansprüchen 1 bis 9 gerieselt wird, während ein Luftstrom aufwärts durch das Bett geschickt wird und die behandelte Flüssigkeit im unteren Teil des Bettes zurückgewonnen wird.

309842M073