DE2412918C3 - Boden für Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Boden für Stoffaustauschkolonnen, der aus einer Anzahl von in Abständen voneinander und parallel zueinander angeordneten Stützelementen besteht, auf denen Kippelemente nebeneinander aufgereiht sind, die mit ihren freien Enden in der Ruhelage auf den auf dem benachbarten Stützelement befindlichen Kippelementen aufliegen und die unter de/ Wirkung der aufsteigenden Phase bis zu ei.iem Anschlag aus der Ruhelage schwenkbar sind.

Beim bekannten Boden für Stoffaustauschkolonnen der vorstehend genannten Gattung(DD-PS 67 964) sind die Klappen der Böden derart einheitlich angeordnet, daß diese alle in einer bestimmten Winkelrichtung verschwenkbar sind, wodurch stets parallel zueinander verlaufende Teilströrne entstehen, die ein optimales Vermischen der einzelnen Phasen behindern.

Die Klappen des Kantaktbodens entsprechend der DE-OS 21 09 338 sind ebenfalls einheitlich in einer Richtung verschwenllcbar, so daß auch bei dieser Ausgestaltung automatisch beim Durchströmen parallel zueinander verlaufende Teilströme entstehen, die in bezug auf die Vermischung nur einen geringen Wirkungsgrad erzielen.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Boden für Stoffaustauschkolonnen gemäß der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem hinsichtlich der Vermischung der einzelnen Phasen ein wesentlich verbesserter Wirkungsgrad erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Kippelemente auf den Stützelementen so aufgereiht sind, daß von den nebeneinander liegenden Kippelementen eins, zwei oder mehrere abwechselnd nur eine positive oder nur eine negative Winkeldrehung durchführen können.

Durch die spezielle Verschwenkbarkeit der Klappen des Bodens entstehen kreuzende Teilströme, die eine erheblich verbesserte Vermischung der Stoffe bewirken als beispielsweise die parallelen Teilströme gemäß dem Stand der Technik. So treffen aufgrund der Ausbildung des erfindungsgemäßen Klappenbodens die einzelnen

Teilströme beim Durchgang durch den Klappenboden in Kreuzrichtung aufeinander, so daß Turbulenzen entstehen, die ein Vermischen der einzelnen Phasen auf optimale Weise begünstigen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Teil eines Bodens für Stoffaustauschkolonnen in Ruhestellung,

F i g. 2 einen Teil des Bodens für Stoffaustauschkolonnen gemäß F i g. 1 in Endstellung,

F i g. 3 einen Teil des Bodens für Stoffaustauschk&ionnen in Draufsicht und

F i g. 4 einen Teil des Bodens für Stoffaustauschkolonnen mit in Endstellung durch die die Drehachse bildenden Stäbe einer darüberliegenden Reihe begrenzten Kippelementen.

Die Vermischung von Stoffphasen, z. B. von Flüssigkeiten, Gasen und Stoffen im festen Aggregatzustand sind für bestimmte Zwecke auf zahlreichen Gebieten der Industrie, aber insbesondere in der chemirchen Industrie gebräuchlich und finden insbesondere bei der Destillation, der Absorption oder der Extraktion Anwendung.

Die hierzu verwendeten Apparate sind in der Regel in Türmen oder turmähnlichen Anordnungen untergebracht Das Maß der Stoffübertragung, der Wärmeübertragung und der chemischen Reaktion wird u. a. durch die Größe der zwischen den Phasen befindlichen Berührungsflächen erheblich beeinflußt Für die Erhöhung der Berührungsfläche enthalten die bekannten turmförmigen Apparate verschiedene Einrichtungen.

Der in F i g. 1 dargestellte Boden weist voneinander in bestimmten Entfernungen als Drehachse und Stützelemente dienende Stäbe 1 oder Rohre auf, auf denen in einer bestimmten Reihenfolge Kippelemente 2 aufgereiht sind und deren Winkeldrehung durch Anschläge 3 begrenzt wird.

Die Kippelemente 2 sind auf die als Stützelemente und Drehachse dienenden Stäbe 1 derart aufgereiht, daß auf diesen, von den nebeneinanderliegenden Kippelementen 2 eins, zwei oder mehrere ab-vechselnd bloß eine positive oder bloß eine negative Winkeldrehung durchführen können.

Die als Stützelemente oder Drehachse dienenden Stäbe 1 sind parallel zueinander und die auf diesen aufgereihten Kippelemente sind derart angeordnet, daß sie die auf den benachbarten Stäben befindlichen Kippelemente teilweise abdecken und so die sich berührenden Kippelemente entweder nur eine positive oder nur eine negative Winkeldrehung durchführen können (F ig. 3).

Die Anschläge 3 begrenzen die Winkeldrehung der Kippelemente 2 und sichern hierdurch die entsprechend positive oder negative Winkeldrehung (Fig. 2).

Die Begrenzung der Winkeldrehung kann auch durch die als Drehachse dienenden Stäbe 1 erfolgen (F i g. 4).

Während des Betriebes führen die Kippelemente 2, geregelt durch die durchströmende Phasenmenge, eine Winkeldrehung bis zum die Winkeldrehung begrenzenden Anschlag 3 aus. Hierdurch kann der für das Strömungsmittel zur Verfügung stehende Querschnitt sich in Abhängigkeit von den Abmessungen des zwischen den Kippelementen 2 vorhandenen Zwischenraumes (der 1 bis 2% des Gesamtquerschnittes betragen kann) bis 90% oder bis 95% des zur Verfügung stehenden Apparatequerschnitts ändern. Dementsprechend kann der einer optimalen Wirksamkeit entsprechende Strömungsquerschnitt innerhalb weiter Gren-

zen gesichert werden, so daß sich der Betrieb der Einrichtung innerhalb dieser Grenzen an die jeweilige Belastung anpassen kann.

Die Phasenberührung wird durch die lokale Turbulenz, die die Energie des strömenden Mittels nutzbar macht, besonders intensiv gestaltet Diese Turbulenz wird an zahlreichen Stellen durch die: an den Kippelementen 2 gerichtete Querströmung erzeugt Die Bewegung der Kippeiemente 2 hat hingegen die ständige Erneuerung der sich berührenden Phasenflä- iu ehe zur Folge.

Durch diese Wirkung werden die Komponentenübertragung, der Wärmeübergang und die zwischen den Phasen sich abspielenden Reaktionen 'weitgehend begünstigt

Die Bewegung der Kippeiemente 2 sichert eine gute Flüssigkeits- und Gasverteilung und verrichtet dabei die Aufgabe eines selbstreinigenden Arbeitsganges, wodurch der Apparat gegen Verunreinigungen !unempfindlich wird. ν.

Abhängig von der Phasenbelastung sichert die entsprechend begrenzte Bewegung der Kippelemente 2 innerhalb eines weiten Geschwindigkeitsbereiches einen konstanten Druckabfall. Dieser Druc.'iabfail beträgt 20 bis 40% des Druckabfalls der heute am meisten zur Anwendung gelangenden zeitgemäßen Apparate für ähnliche Zwecke.

Eine zweckmäßige Anordnung der Kippelemente veranschaulicht die Fig.4, wo die Winkeldrehung der Kippelemente 2 durch die die Drehachse bildenden Stäbe 1 der darüberliegenden Reihe begrenzt wird.

Die Konstruktionselemente 1 bis 3 können dem Zweck entsprechend beispielsweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt werden.

Der Stab 1 kann ein Stab, ein Rohr oder ein rohrähnliches Gebilde mit willkürlichem Querschnitt sein. Eine zweckmäßige Ausführungsform ist jedoch ein Stab oder Rohr mit Kreisquerschnitt Die Befestigung kann dem Zweck entsprechend starr oder elastisch sein.

Die Kippelemente 2 können als Platte ausgebildet sein. Sie kann mit Rippen, mit Dornen versehen oder perforiert sein. Die Verdrehung der Kippelemente 2 wird dadurch ermöglicht, daß diese den die Drehachse und das Stützelement bildenden Stab 1 ganz oder teilweise umgeben. Diese Anbringung kann durch Biegen oder durch einen auf der Zeichnung nicht dargestellten Bund erfolgen. Die Kippelemente 2 werden zweckmäßig aus Blech durch Biegen hergestellt

Die die Winkeldrehung begrenzenden Anschläge 3 können Stäbe. Rohre oder Platten beliebigen Querschnitts sein, die mit Dornen, mir Rippen, mit Ausbuchtungen oder Ricfclungen versehen sein können. Die Befestigung kann dem jeweiligen Zweck entsprechend starr oder elastisch erfolgen.

Der Stab 1, der als Rohr oder rohrartig ausgebildet als Drehachse und Stützelement dient, sowie der die Winkeldrehung begrenzende Anschlag 3, können auch der Wärmeübertragung oder Wärmeableitung dienen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Boden für Stoff austauschkolonnen, der aus einer Anzahl von in Abständen voneinander und parallel zueinander angeordneten Stützelementen besteht, auf denen Kippelemente nebeneinander aufgereiht sind, die mit ihren freien Enden in der Ruhelage auf den auf dem benachbarten Stützelement befindlichen Kippelementen aufliegen und die unter der Wirkung der aufsteigenden Phase bis zu einem Anschlag aus der Ruhelage schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippelemente (2) auf den Stützelementen (1) so aufgereiht sind, daß von den !nebeneinander liegenden Kippelementen eins, zwei oder mehrere abwechselnd nur eine positive oder nur eine negative Winkeldrehung durchführen können.

2. Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kippelemente (2) perforiert ist

3. Boden nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippelemente (2) gebogen oder hohl ausgebildet sind.