Turm zur Durchführung chemsch-physikalischer Reaktionen
In der deutschen Patentschrift Nr. 1027188 ist ein Turm zur Durchführung chemisch-physikalischer Reaktionen beschrieben, der aus Steinen besteht, von welchen jeder von der oberen Auflagefläche ausgehend eine vertikal tief in den Stein hineinragende Aussparung aufweist, und an dessen untere Auflagefläche ein dieser Aussparung entsprechender Vorsprung angesetzt ist, dessen Querschnitt kleiner ist als der der Aussparung; die Aussparungen bilden im Aussenmantel des Turmes eine zur Aufnahme einer Flüssigkeit bestimmte Rinne, während die Vorsprünge einen in die Rinne hineinragenden Tauchring darstellen. Durch die mit Flüssigkeit gefüllte Rinne und den in die Flüssigkeit eintauchenden Tauchring soll der Durchtritt von Gasen bzw.
Dämpfen verhindert werden.
Es wurde gefunden, dass der Durchtritt von Gasen und Dämpfen bei einem gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 1027188 ausgebildeten Turm noch wirkungsvoller verhindert werden kann, wenn sich die Flüssigkeitsspiegel in den in den einzelnen Steinlagen übereinanderliegenden Rinnen der Lagerfugen horizontal überlagern. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, dass die die Rinne bildende Aussparung jedes Steines so tief in den Stein hineinreicht, dass das obere Ende jeder Rinne einer Steinlage des Aussenmantels des Reaktionsturmes höher liegt als das untere Ende der Rinne der jeweils folgenden höheren Steinlage.
Dadurch wird erreicht, dass, selbst wenn die in den Stossfugen eingebrachten Dichtungen nicht absolut gasdicht schliessen, die diese durchdringenden Gase in jedem Falle in die Flüssigkeit gelangen und alsdann als Blasen an der dem Turminnern zugewandten Fläche des Tauchringes emporsteigen. Das Gas kann also nicht nach aussen gelangen, es sei denn, dass parallel zu den Kanten des den Tauchring bildenden Teiles der Steine zwischen diesen und der Dichtung ein Durchlass offen geblieben ist. Das kann aber mit Sicherheit dadurch vermieden werden, dass die Seitenflächen der Steine mit einer senkrecht von oben nach unten verlaufenden Riffelung versehen werden.
Die Abdichtung in den Stossfugen kann gemäss dem ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Verfahren wesentlich dadurch verbessert werden, dass sämtliche jeweils eine Steinlage bildenden Steine zunächst auf die bereits fertig verlegte Steinlage so aufgesetzt werden, dass die Aussenfläche des Vorsprunges (Tauchringes) jedes Steines an der Innenfläche der darunter befindlichen Rinne anliegt, dann in die Stossfugen diese ohne Pressung füllende Dichtungen eingelegt und in die Rinne dieser Steinlage eine Armierung bildende Ringstücke eingelegt werden, worauf die Steinlage auf das Mass der darunter befindlichen Steinlage verengt und die Ringstücke durch Spannschrauben verbunden werden. Die Verengung der Steinlage auf das für den Turm vorgesehene Mass kann beispielsweise durch Anziehen der Spannschrauben geschehen, mit welchen die Ringstücke miteinander verbunden werden.
Wenn jeder Stein, wie dies bereits bei dem deutschen Patent Nr. 1027188 vorgesehen ist, zum Einsetzen von Vollsteinen zwischen der Rinne einerseits und der Innenfläche des Steines andererseits vertikale Hohlräume mit katzenzungenförmigem Querschnitt und an seinen beiden Schmalseiten je einen nach aussen offenen Hohlraum von der halben Länge des innen gelegenen Hohlraumes aufweist, dann kann das Verengen der Steinlage mittels besonders ausgebildeter Schraubenzwingen erfolgen, wie es nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben ist.
In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführung der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Teiles des Au ssenmantels und Bodens mit einer Schraubenzwinge,
Fig. 2 eine Draufsicht der obersten in Fig. 1 dargestellten, noch nicht in ihrer endgültigen Stellung befindlichen Mantelsteine und der Schraubenzwinge und
Fig. 3 eine Draufsicht einer Steinlage mit Armierung.
Von einem Aussenmantel eines Reaktionsturmes sind in der Zeichnung lediglich drei Steinlagen berücksichtigt. Jeder Stein hat eine Aussparung 1 bzw. 1' bzw. 1", die von der oberen Auflagefläche ausgeht und im wesentlichen vertikal tief in den Stein hineinreicht; jeder Stein hat ferner einen von seiner unteren Auflagefläche ausgehenden Vorsprung 2 bzw. 2' bzw. 2".
Der Vorsprung, der den sogenannten Tauchring bildet, hat einen kleineren Querschnitt als die Aussparung, die die sogenannte Rinne bildet; es ist ferner aus der Zeichnung ersichtlich, dass der Vorsprung kürzer als die Aussparung tief ist; es verbleibt so zwischen dem Tauchring und der Innenfläche der Rinne ein Zwischenraum, der je nach der chemischen Beanspruchung und der im Inneren des Turmes herrschenden Temperatur und dem Druck mit einer mehr oder weniger viskosen Flüssigkeit, also beispielsweise mit einem Bunker-C-Öl oder einem Gemisch von Bitumen und Öl, gefüllt ist. Die Zeichnung lässt ferner erkennen, dass jede Rinne so tief in den Stein hineinragt, dass das untere Ende jeder Rinne in einer Steinlage tiefer liegt als das obere Ende der Rinne in der jeweils tiefer liegenden Steinlage. Dieser Höhenunterschied ist in der Zeichnung mit A angegeben.
In dem Fundament des Turmes ist ebenfalls eine Rinne la vorgesehen, in die der Tauchring 2 der untersten Steinlage hineinragt. Die Zeichnung lässt erkennen, dass auch diese Rinne das untere Ende der Rinne 1 der ersten Steinlage überragt.
Jeder Stein weist zwischen der Rinne und seiner Innenfläche einen vertikalen Hohlraum 3 mit einem katzenzungenförmigen Querschnitt auf, während an den beiden Schmalseiten jedes Steines je ein nach aussen offener Hohlraum 3' und 3" vorgesehen ist, der die halbe Länge des innen gelegenen Hohlraumes hat. In diesen Hohlräumen liegen Vollsteine 4, 4' usw., und zwar derart, dass sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Vollsteine je zum Teil in zwei übereinanderliegenden Steinlagen befinden.
Der Aufbau des Mantels kann in folgender Weise erfolgen. Sämtliche eine Steinlage bzw. einen Ring bildenden Steine werden zunächst so aufgesetzt, dass die Aussenfläche des Tauchringes 2" an der Innenfläche der darunter befindlichen Rinne 1' eng anliegt, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Das Bogenmass der Steine und die Dicke der in die Stossfugen eingelegten Dichtungen 5, 5', 5" usw. sind so aufeinander abzustimmen, dass in dieser Stellung der Ring zwar geschlossen ist, die Stossfugen aber keine oder nur eine geringe Pressung aufweisen. Der so gebildete Ring hat einen grösseren Durchmesser als der darunter befindliche, der bereits auf das endgültige Mass des Turmdurchmessers gebracht ist.
Wenn nun der neu aufgesetzte Ring ebenfalls auf dieses Mass verengt wird, indem sämtliche Steine in Richtung auf den Mittelpunkt des Kreises bewegt werden, so werden dabei die in den Stossfugen sitzenden Dichtungen zusammengepresst und so eine Schliessung der Fugen bewirkt. Zu diesem Zweck werden vorher die Ringstücke einer Ringbandage 6 in die Rinne eingelegt und an den Stössen durch Spannschrauben miteinander verbunden. Durch stärkeres Anziehen der Spannschrauben kann eine Verengung des Ringes erreicht werden. Die dabei auftretenden unterschiedlichen Reibungskräfte zwischen der Eisenbandage und den einzelnen Steinen erschweren jedoch ein gleichmässiges Einziehen der Steine in die Kreislinie des Turmes.
Es ist alsdann nicht die Gewähr gegeben, dass in sämtlichen Stossfugen des Ringes die gleiche Pressung erzeugt wird, was aber im Interesse einer gleichmässigen Abdichtung aller Fugen unumgänglich ist.
Um dies zu erreichen, wird eine besonders ausgebildete Schraubenzwinge eingesetzt, diese greift mit zwei langen Klauen - in Fig. 1 ist eine Klaue mit 7 bezeichnet -, die mit der Deckplatte 8 der Schraubenzwinge fest verbunden sind, durch die für das Einsetzen der Vollsteine (Dübel) vorgesehenen Hohlräume 3 (Dübellöcher) der einzuziehenden Steine in die entsprechenden Dübellöcher des darunterliegenden Ringes, während der über eine Mutter mit der Spindel des Gerätes verbundene Backen 9 sich an die Aussenseite des einzuziehenden Steines anlegt.
Durch Drehen des Spindelrades 10 wird der Stein zwangläufig in die richtige Lage gebracht, und zwar derart, dass die Dübellöcher bei völlig geschlossenen Schraubzwingen senkrecht übereinander liegen. Es kann dabei weder eine Verschiebung der einzelnen Ringe gegeneinander im Kreis noch in radialer Richtung vorkommen.
Um beim Schliessen des Ringes das Auftreten von Scherkräften in den Stossfugen zu vermeiden, werden gleichzeitig mehrere Schraubzwingen eingesetzt, wobei sämtliche Schraubzwingen, die in die Steine eines Ringes eingesetzt sind, möglichst gleichzeitig und gleichmässig geschlossen werden müssen.
Ob dabei für jeden Stein oder nur für einige Steine Schraubzwingen vorgesehen werden müssen, hängt von den Reibungskräften ab, die beim Anziehen der Ringbandage 6 auftreten. Die Spannschrauben 11 der Ringbandage sollen möglichst gleichzeitig mit dem Schliessen der Schraubzwingen angezogen werden.
Wenn auf die vorgeschriebene Weise der neu aufgesetzte Ring auf das verlangte Sollmass gebracht ist, können die Schraubzwingen gelockert und herausgenommen werden, denn die festangezogene Ringbandage verhindert das Öffnen des Ringes. Alsdann werden die Dübelöffnungen der Steine mit Kitt gefüllt.
Durch das Eintreiben der katzenzungenförmigen Dübel mit Hilfe eines Holzhammers wird der Kitt in sämtliche noch vorhandenen Hohlräume und Fugen gepresst. Die Dübel werden so tief in die Dübel löcher hineingetrieben, dass sie gemäss Fig. 1 zu etwa 2ss3 ihrer Länge in den vorletzten Ring und mit etwa 1/ in den zuletzt aufgesetzten Ring hineinragen. Auf diese Weise werden die Ringe fest miteinander verankert und können sich in keiner Richtung gegeneinander verschieben. Damit ist der Aufbau des Ringes vollendet. Nach Einbringen der Sperrflüssigkeit in die neugebildete Rinne kann mit dem Aufbau des nächsten Ringes begonnen werden. Dabei sowie beim Aufbau aller weiteren Ringe, die zur Erzielung der verlangten Höhe des Turmmantels notwendig sind, wird in der gleichen Weise verfahren.
Tower for carrying out chemical-physical reactions
In the German patent specification No. 1027188 a tower for carrying out chemical-physical reactions is described, which consists of stones, each of which has a recess extending vertically deep into the stone starting from the upper bearing surface and a recess corresponding to this recess on its lower bearing surface Projection is attached, the cross section of which is smaller than that of the recess; the recesses form in the outer casing of the tower a channel intended to receive a liquid, while the projections represent a diving ring protruding into the channel. Through the channel filled with liquid and the immersion ring immersed in the liquid, the passage of gases or
Steaming can be prevented.
It has been found that the passage of gases and vapors in a tower designed according to German patent specification No. 1027188 can be prevented even more effectively if the liquid levels in the grooves of the bed joints superimposed in the individual stone layers are superimposed. This is achieved in a simple manner in that the recess of each stone that forms the channel extends so deep into the stone that the upper end of each channel of a stone layer of the outer jacket of the reaction tower is higher than the lower end of the channel of the next higher stone layer.
This ensures that, even if the seals inserted in the butt joints do not close absolutely gas-tight, these penetrating gases always get into the liquid and then rise as bubbles on the surface of the immersion ring facing the inside of the tower. The gas cannot get to the outside unless a passage has remained open between the stones and the seal parallel to the edges of the part of the stones forming the immersion ring. However, this can be avoided with certainty by providing the side surfaces of the stones with corrugations running vertically from top to bottom.
The sealing in the butt joints can be significantly improved according to the method, which is also the subject of the present invention, that all stones forming a stone layer are first placed on the already laid stone layer in such a way that the outer surface of the projection (immersion ring) of each stone on the The inner surface of the channel underneath rests, then these gaskets that fill without compression are inserted into the butt joints and ring pieces forming a reinforcement are inserted into the channel of this stone layer, whereupon the stone layer is narrowed to the size of the stone layer below and the ring pieces are connected by tensioning screws. The constriction of the stone layer to the dimensions provided for the tower can be done, for example, by tightening the tensioning screws with which the ring pieces are connected to one another.
If each stone, as already provided for in German Patent No. 1027188, is used to insert solid stones between the channel on the one hand and the inner surface of the stone on the other hand, vertical cavities with a cat's tongue-shaped cross-section and on its two narrow sides a hollow space open to the outside of half Has length of the inner cavity, then the narrowing of the stone layer can be done by means of specially designed screw clamps, as described below with reference to the drawing, for example.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown as an example, namely show:
1 shows a vertical section of part of the outer jacket and bottom with a screw clamp,
FIG. 2 shows a plan view of the uppermost casing stones shown in FIG. 1, which are not yet in their final position, and the screw clamp and
3 shows a plan view of a stone layer with reinforcement.
Only three stone layers of an outer jacket of a reaction tower are considered in the drawing. Each stone has a recess 1 or 1 'or 1 "which starts from the upper support surface and extends essentially vertically deep into the stone; each stone also has a protrusion 2 or 2' or 2 extending from its lower support surface ".
The projection that forms the so-called diving ring has a smaller cross-section than the recess that forms the so-called channel; it can also be seen from the drawing that the projection is shorter than the recess deep; there remains a gap between the immersion ring and the inner surface of the channel, which, depending on the chemical stress and the temperature and pressure inside the tower, with a more or less viscous liquid, for example with a bunker C oil or a Mixture of bitumen and oil, is filled. The drawing also shows that each channel protrudes so deep into the stone that the lower end of each channel is lower in one stone layer than the upper end of the channel in the lower stone layer. This difference in height is indicated by A in the drawing.
In the foundation of the tower, a channel la is also provided, into which the diving ring 2 of the lowest stone layer protrudes. The drawing shows that this channel also projects beyond the lower end of the channel 1 of the first stone layer.
Each stone has a vertical cavity 3 with a cat's tongue-shaped cross-section between the channel and its inner surface, while on the two narrow sides of each stone a cavity 3 'and 3 "open to the outside is provided, which is half the length of the inner cavity. Solid bricks 4, 4 ', etc. are located in these cavities in such a way that, as can be seen from FIG. 1, the solid bricks are each partly in two superimposed brick layers.
The structure of the jacket can be done in the following way. All of the stones forming a layer of stones or a ring are first placed in such a way that the outer surface of the immersion ring 2 ″ rests closely on the inner surface of the channel 1 'below, as can be seen from FIG. 1. The radian measure of the stones and the thickness of the Butt joints inserted seals 5, 5 ', 5 "etc. must be coordinated with one another in such a way that the ring is closed in this position, but the butt joints have little or no pressure. The ring formed in this way has a larger diameter than the one below, which has already been brought to the final dimension of the tower diameter.
If the newly placed ring is now also narrowed to this extent by moving all the stones in the direction of the center of the circle, the seals in the butt joints are pressed together and the joints are thus closed. For this purpose, the ring pieces of a ring bandage 6 are placed in the channel beforehand and connected to one another at the joints by clamping screws. The ring can be narrowed by tightening the tensioning screws. However, the different frictional forces that arise between the iron bandage and the individual stones make it difficult for the stones to be drawn evenly into the circular line of the tower.
There is then no guarantee that the same compression will be generated in all butt joints of the ring, which is essential in the interests of uniform sealing of all joints.
To achieve this, a specially designed screw clamp is used, this engages with two long claws - in Fig. 1 a claw is denoted by 7 - which are firmly connected to the cover plate 8 of the screw clamp, through which for the insertion of the solid stones ( Dowels) provided cavities 3 (dowel holes) of the stones to be pulled into the corresponding dowel holes of the underlying ring, while the jaw 9 connected to the spindle of the device via a nut rests on the outside of the stone to be pulled in.
By turning the spindle wheel 10, the stone is inevitably brought into the correct position in such a way that the dowel holes are perpendicular to one another when the screw clamps are completely closed. There can be neither a displacement of the individual rings against each other in a circle nor in a radial direction.
In order to avoid the occurrence of shear forces in the butt joints when closing the ring, several screw clamps are used at the same time, whereby all screw clamps that are inserted into the stones of a ring must be closed as simultaneously and evenly as possible.
Whether screw clamps have to be provided for each stone or only for some stones depends on the frictional forces that occur when the ring bandage 6 is tightened. The tensioning screws 11 of the ring bandage should be tightened at the same time as possible when the screw clamps are closed.
When the newly attached ring has been brought to the required target size in the prescribed manner, the screw clamps can be loosened and removed because the tightly tightened ring bandage prevents the ring from opening. The dowel openings in the stones are then filled with putty.
By driving in the cat's tongue-shaped dowels with the help of a wooden hammer, the putty is pressed into all the remaining cavities and joints. The dowels are driven so deep into the dowel holes that, according to FIG. 1, they protrude to about 2ss3 of their length into the penultimate ring and about 1 / into the ring placed last. In this way, the rings are firmly anchored and cannot move in any direction. This completes the construction of the ring. After the sealing liquid has been introduced into the newly formed channel, the construction of the next ring can begin. The same procedure is used for the construction of all other rings that are necessary to achieve the required height of the tower shell.