**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPROCHE
1. Rotor-Film-Kolonne für den Kontaktprozess von Gas und Flüssigkeit, mit einem Gehäuse (1) mit Rohrstutzen (2, 3, 4, 5, 6), die zur Einführung von Gas in den unteren Teil des Gehäuses (1), zur Abführung von Gas aus dem oberen Teil des Gehäuses (1), zur Einführung von Flüssigkeit in das Gehäuse (1) und Abführung von Flüssigkeit aus dem Gehäuse (1) dienen, mit einer senkrechten Welle (8), die im Gehäuse drehbar angeordnet ist, mit Kontaktstufen (10), die an der Welle (8) mit einem gewissen Abstand voneinander befestigt und durch Bänder (11, 11a und 11b) gebildet sind, die in Form von von der Welle (8) auseinandergehenden Spiralen gekrümmt und an den Rändern (12) in Richtung zur Welle (8) hin gebördelt sind, und mit einer Vorrichtung zur Überführung der Flüssigkeit von der einen Kontaktstufe (10) zur anderen,
wobei diese Vorrichtung die Form von an der inneren Seite der Gehäusewand befestigten ringförmigen Taschen (16) für die Aufnahme der Flüssigkeit aufweist, die aus den Kontaktstufen (10) austritt, sowie von im Zwischenraum zwischen den Kontaktstufen (10) der Überlaufrinnen (17, 18 und 19) ange- ordnet sind, deren Aufnahmeenden mit den ringförmigen Taschen (16) für die Aufnahme der Flüssigkeit verbunden sind, die von den höher liegenden Kontaktstufen (10) abfliesst, während die Abflussenden über den unten liegenden Kontaktstufen (10) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (11) mit einer quer verlaufenden Riffelung (21, 22 und 23) versehen sind.
2. Rotor-Film-Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand (38) des Bandes (37) etwas weiter von der Welle (33) als sein unterer Rand (39) angeordnet wird.
3. Rotor-Film-Kolonne nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Höhe (h, H) der Riffelung (42) in Richtung vom oberen Rand (38) des Bandes (37) weg vergrössert.
4. Rotor-Film-Kolonne nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Böden der Überlaufrinnen (18, 19) Abflussöffnungen (24) ausgeführt sind.
5. Rotor-Film-Kolonne nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlaufrinnen (17, 18, 19) mindestens an einer senkrechten Stange (25, 26, 27) befestigt sind, die an der Seitenwand des Gehäuses (1) drehbar angeordnet ist, und dass diese Stange die Regelung der Lage der Überlaufrinnen (17, 18, 19) im Querschnitt der Kolonne hinsichtlich der Kontaktstufen (10) sicherstellt.
Die Erfindung betrifft eine Rotor-Film-Kolonne für den Kontaktprozess von Gas und Flüssigkeit, mit einem Gehäuse mit Rohrstutzen, die zur Einführung von Gas in den unteren Teil des Gehäuses, zur Abführung von Gas aus dem oberen Teil des Gehäuses, zur Einführung von Flüssigkeit in das Gehäuse und Abführung von Flüssigkeit aus dem Gehäuse dienen, mit einer senkrechten Welle, die im Gehäuse drehbar angeordnet ist, mit Kontaktstufen, die an der Welle mit einem gewissen Abstand voneinander befestigt und durch Bänder gebildet sind, die in Form von von der Welle auseinandergehenden Spiralen gekrümmt und an den Rändern in Richtung zur Welle hin gebördelt sind, und mit einer Vorrichtung zur Über- führung der Flüssigkeit von der einen Kontaktstufe zur anderen,
wobei diese Vorrichtung die Form von an der inneren Seite der Gehäusewand befestigten ringförmigen Taschen für die Aufnahme der Flüssigkeit aufweist, die aus den Kontaktstufen austritt, sowie von im Zwischenraum zwischen den Kontaktstufen der Überlaufrinnen angeordnet sind, deren Aufnahmeenden mit den ringförmigen Taschen für die Aufnahme der Flüssigkeit verbunden sind, die von den höher liegenden Kontaktstufen abfliesst, während die Abflussenden über den unten liegenden Kontaktstufen angebracht sind. Solche Kolonnen werden zur Durchführung von Stoffaustauschprozessoren zwischen Gas und Flüssigkeit verwendet, z. B. beim Kontaktprozess von Gas (Dampf) und Flüssigkeit. Besonders vorzuziehendes Einsatzgebiet der Erfindung ist die Vakuumrektifikation von Stoffen, die gegen erhöhte Temperaturen empfindlich sind, z.
B. von Laktamen, Fettsäuren, mehrwertigen Alkoholen, Äthanolaminen, schwersiedenden Estern, diversen Ölen, Nahrungs- und pharmazeutischen Produkten. Die Erfindung kann in der chemischen, erdölverarbeitenden, Lebensmittel-, pharmazeutischen und in anderen Industriezweigen Verwendung finden.
Bekannt ist eine Rotor-Film-Kolonne für den Kontaktprozess von Gas und Flüssigkeit (siehe Urheberschein der UdSSR Nr. 203 621), die ein Gehäuse mit Rohrstutzen aufweist. Diese Rohrstutzen dienen zur Einführung von Gas in den unteren Teil der Kolonne, zur Abführung von Gas aus dem oberen Teil der Kolonne, zur Einführung von Flüssigkeit in die Kolonne und zur Abführung dieser Flüssigkeit aus der Kolonne. Diese Kolonne enthält ferner eine senkrechte Welle, die im Gehäuse drehbar angeordnet ist. An der Welle sind einige Kontaktstufen befestigt, die an der Welle mit einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind. Die Kontaktstufen werden durch Bänder gebildet, die in Form von von der Welle auseinandergehenden flachen Spiralen gekrümmt sind. Die Rotor Film-Kolonne ist auch mit Vorrichtungen zur Überführung der Flüssigkeit von einer Kontaktstufe zur anderen versehen.
Diese Vorrichtungen enthalten Überlaufrinnen sowie an der inneren Seitenwand des Gehäuses befestigte ringförmige Taschen, die zur Aufnahme der Flüssigkeit dienen, die von den Kontaktstufen abgeworfen wird. Die Überlaufrinnen sind im Raum zwischen den Kontaktstufen angeordnet. Die Aufnahmeenden der Rinnen sind mit ringförmigen Taschen für die Aufnahme von Flüssigkeit verbunden, die von den darüberliegenden Kontaktstufen abfliesst. Die Abflussenden der Rinnen sind über den darunterliegenden Kontaktstufen angeordnet.
Beim Betrieb einer solchen Rotor-Film-Kolonne dreht ihre Welle. Das Gas führt man dem unteren Teil der Kolonne zu und man führt es aus dem oberen Teil der Kolonne durch die Rohrstutzen ab. Die Flüssigkeit bewegt sich in der Kolonne von oben nach unten, fliesst von einer Kontaktstufe auf die andere unter Einwirkung der Schwerkraft. Sämtliche Kontaktstufen der Kolonne drehen sich zusammen mit der Welle und deswegen fliesst die auf der jeweiligen Kontaktstufe befindliche Flüssigkeit unter Einwirkung der Fliehkräfte in Form eines Filmes an der inneren, das heisst an der der Welle zugekehrten Seite der Bänder. Da die Bänder an den Rändern zur Welle hin umgebördelt sind, fliesst die Flüssigkeit von den Bändern nach unten nicht ab, sondern bewegt sich auf einer Spiralbahn vom Zentrum zur Peripherie der Kontaktstufe.
Von der Peripherie der Kontaktstufe wird die Flüssigkeit gegen die Wandungen des Kolonnengehäuses geschleudert und von den Wandungen fliesst sie unter Einwirkung der Schwerkraft in die ringförmige Tasche ab. Aus dieser Tasche fliesst die Flüssigkeit unter Einwirkung der Schwerkraft in das Aufnahmeende der darunterliegenden Rinne ab, deren Abflussende über der anderen Kontaktstufe angeordnet ist. Aus der Rinne gelangt die Flüssigkeit auf die Kontaktstufe, auf der sich die Flüssigkeit gleich bewegt wie auf der darüberliegenden Kontaktstufe. Die von der untersten Kontaktstufe abfliessende Flüssigkeit wird nach aussen durch den Rohrstutzen im unteren Teil der Kolonne abgeführt.
Gas steigt bei seiner Bewegung in der Kolonne von unten nach oben durch die Kontaktstufen und kommt mit dem Film aus der Flüssigkeit in Berührung, die die innere Seite der abgebördelten spiralenförmig gekrümmten Bänder berieselt.
Der Nachteil einer solchen bekannten Rotor-Film-Kolonne für den Kontaktprozess von Gas und Flüssigkeit besteht in der beschränkten Oberfläche, in welcher der Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit stattfinden kann. Die Kontaktoberfläche in der Kolonne ist durch die gesamte Arbeitsfläche der Kontaktstufen gegeben. Als Arbeitsfläche einer Kontaktstufe dient lediglich die innere Seite der abgebördelten Bänder, die in Form einer Spirale gekrümmt sind, das heisst die Seite der Bänder, die der Welle zugekehrt ist, und an der sich der Flüssigkeitsfilm bewegt.
Ausserdem wird der Film aus der Flüssigkeit, die die innere Seite der spiralenförmig gekrümmten Bänder berieselt, bei seiner Bewegung auf der Spiralbahn vom Zentrum zur Peripherie der Kontaktstufe ungenügend vermischt. Das ist darauf zurückzuführen, dass sich der Film der Flüssigkeit zusammen mit der Kontaktstufe dreht, und dabei wird die Energie der Kontaktstufe für die zusätzliche Vermischung des Filmes nicht genutzt. Die Drehung der Kontaktstufe sichert lediglich die Gestaltung des Flüssigkeitsfilmes auf der berieselten Oberfläche der Bänder sowie die Bewegung des Filmes zur Peripherie des Apparates hin unter Einwirkung der Fliehkräfte.
Die beschränkte Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit und die unzureichende Vermischung des Flüssigkeitsfilmes im Kontaktprozess verhindern eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades des Stoffaustauschprozesses in der bekannten Rotor-Film-Kolonne.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotor Film-Kolonne für den Kontaktprozess von Gas und Flüssigkeit zu entwerfen, die eine entwickelte Kontaktfläche aufweist, in der eine zusätzliche Verwirbelung des flüssigen Filmes gewähr- leistet ist. Dies soll ermöglichen, dass der Stoffaustauschprozess in der Kolonne zusätzlich intensiviert wird.
Diese Aufgabe wird bei der Kolonne der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Bänder mit einer quer verlaufenden Riffelung versehen sind.
In einer derartigen Rotor-Film-Kolonne wird die Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit zusätzlich durch Brechung und Zerstäubung der Flüssigkeit an der Stelle ihres Abfallens auf die spiralförmigen Bänder vergrössert, die mit einer quer verlaufenden Riffelung versehen sind.
Der Effekt der Brechung und Zerstäublmg von Flüssigkeit kann dadurch erreicht werden, dass sie auf das geriffelte Band, das sich zusammen mit der jeweiligen Kontaktstufe dreht, von der unbeweglichen Überlaufrinne abgeworfen wird. Im Moment der Berührung des Flüssigkeitsstrahls mit geriffelten Partien des Bandes ist die Bewegungsgeschwindigkeit des entsprechenden Abschnittes des Bandes gegenüber dem Flüssigkeitsstrahl annähernd nach Modul der absoluten linearen Geschwindigkeit dieses Abschnittes des Bandes gleich, das zusammen mit der jeweiligen Kontaktstufe an der Drehbewegung beteiligt ist. Dank der Spiralform der Bänder findet der Aufprall des Flüssigkeitsstrahls auf die geriffelten Bänder statt.
Dabei gelangt die Flüssigkeit sowohl auf die aussen- als auch auf die innenliegenden Seiten der Bänder. Die entstandenen Flüssigkeitsspritzer setzten sich danach unter Einwirkung von Fliehkräften an der Innenseite der Bänder und verursachen eine zusätzliche Verwirbelung, das heisst eine Vermischung des Flüssigkeitsfilmes, der bereits die Innenseite der Bänder bezieht.
Die Vergrösserung der Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit infolge der Spritzerbildung und die zusätzliche Verwirbelung des Flüssigkeitsfilmes durch die niederfallenden Spritzer tragen zur Erhöhung der Wirksamkeit des Stoffaustausches bei und vergrössern den Wirkungsgrad der jeweiligen Kontaktstufe, zum Beispiel im Prozess der Rektifikation.
Es ist wünschenswert, auch den oberen Rand des Bandes etwas weiter von der Welle als seinen unteren Rand anzubringen.
Dadurch erweist sich die innere Seite der Bänder für die Strahlen der Flüssigkeit, die von der höher liegenden Rinne abgeworfen wird, als mehr zugänglich, und die geriffelten Partien beteiligen sich entlang ihren gesamten Längen an der Zerstäubung der Flüssigkeit.
Es ist ebenfalls wünschenswert, die Höhe der Riffelung in der Bänderbreite in Richtung vom oberen Rand des jeweiligen Bandes weg zu vergrössern. Dadurch werden die untenliegenden Abschnitte der geriffelten Stücke ungefähr genauso wie die oberen Abschnitte der geriffelten Partien für die Strahlen der Flüssigkeit zugänglich.
Wünschenswert ist, im Boden der Überlaufrinnen Abfluss öffnungen auszuführen. Eine solche Ausführung der Überlauf- rinnen ermöglicht es, eine und dieselbe Menge an der Flüssigkeit auf eine und dieselbe Kontaktstufe an mehreren Stellen zu verteilen. Das begünstigt die Entwicklung der Kontaktfläche und die Vergrösserung des Verwirbelungsgrades des Flüssigkeitsfilmes.
Wünschenswert ist, dass die Überlaufrinnen mindestens an einer senkrechten Stange befestigt sind, die an der Seitenwand des Gehäuses mit der Möglichkeit der Drehung montiert ist, die die Regelung der Lage der Überlaufrinnen gegenüber den Kontaktstufen sichert. Eine derartige Ausführung der Überlaufrinnen ermöglicht es, die Stelle der Zuführung von Flüssigkeit zu den Kontaktstufen zu ändern, ohne die Kolonne zum Stillstand bringen zu müssen. Es wird möglich, ein optimales Verfahren zur Verteilung der Flüssigkeit an den Kontaktstufen zu erreichen, bei dem die maximale Vergrösserung der Kontaktfläche und der grösste Verwirbelungsgrad des Flüssigkeitsfilmes gewährleistet wird.
Erfahrungsgemäss und unter Anwendung beispielsweise der Qualität des Destillats der jeweiligen Kolonne als Kriterium des Optimums kann man die vorteilhafteste Anordnung der Überlaufrinnen über den Kontaktstufen ohne Stillsetzung der Kolonne finden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen ihrer Ausführung und anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 im Längsschnitt die vorliegende Rotor-Film-Kolonne,
Fig. 2 ein Schnitt gemäss II-II in Fig. 1,
Fig. 3 isometrisch ein Element des Bandes, aus dem eine Kontaktstufe gebildet ist,
Fig. 4 isometrisch ein Element des Bandes in vergrössertem Massstab nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 isometrisch ein Element des Bandes in vergrössertem Massstab nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Rotor-Film-Kolonne,
Fig. 7 ein Schnitt gemäss der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 ein Schnitt gemäss der Linie Vill-Vill in Fig. 6, und
Fig.
9 isometrisch und im vergrösserten Massstab ein Element des Bandes, aus dem eine Kontaktstufe der erfindungsgemässen Kolonne nach Fig. 6 gebildet ist.
Die Rotor-Film-Kolonne für den Kontaktprozess von Gas und Flüssigkeit weist ein zylindrisches Gehäuse 1 (Fig. 1) auf, in dem ein Rohrstutzen 2 für die Einführung von Gas in den unteren Teil der Kolonne, ein Rohrstutzen 3 für die Abführung von Gas aus dem oberen Teil der Kolonne, ein Rohrstutzen 4 für die Einführung von Flüssigkeit in den mittleren Teil der Kolonne, ein Rohrstutzen 5 für die Einführung von Flüssigkeit in den oberen Teil der Kolonne und ein Rohrstutzen 6 für die Abführung von Flüssigkeit aus der Kolonne vorgesehen sind. Im Gehäuse 1 ist mittels Lagern 7 koaxial eine senkrechte Welle 8 drehbar angeordnet. Das obere Ende der Welle 8 ist mit einer Riemenscheibe 9 versehen, die die Drehbewegung auf die Welle von einem Antrieb überträgt, der auf der Zeichnung nicht gezeigt ist. An der Welle sind mit einem Abstand voneinander Kontaktstufen 10 befestigt.
Die Arbeitsfläche jeder Kontaktstufe 10 wird durch zwei Bänder 11 (Fig. 1 und 2) gebildet. Die Bänder 11 sind in Form von von der Welle 8 auseinandergehenden Spiralen gekrümmt und in Richtung zur Welle 8 hin gebördelt, das heisst, die Ränder 12 der Bänder 11 sind zu der Welle 8 hin abgebogen. Zwei Bänder 11 bilden eine zweigängige Spirale.
Die abgebördelten Ränder 12 sind für die Aufhaltung der Flüssigkeit an der inneren, das heisst der Welle zugewandten Seite des Bandes 11 vorgesehen.
Die Aussenenden 13 der Bänder 11 sind eingeengt, so dass der Film der Flüssigkeit vor ihrem Abwerfen auf die Wandungen des Gehäuses 1 zu einem Strahl zusammengeführt wird.
Die Bänder 11 sind mittels radialer Balken 14 an einer zentrischen Passungsbüchse 15 befestigt, die als ein ringförmiger Hohlzylinder ausgeführt wird.
Die Büchse 15 dient zur Befestigung der Kontaktstufe 10 an der Welle 8. Die Kolonne enthält auch Vorrichtungen zum Überlauf der Flüssigkeit von einer Kontaktstufe 10 auf die andere. Diese Vorrichtungen schliessen ringförmige Taschen 16, die an der Innenwandung des Gehäuses 1 befestigt sind, und die Überlaufrinnen 17, 18 und 19 (Fig. 2) ein, die mit den ringförmigen Taschen 16 kommunizieren und im Zwischenraum zwischen den Kontaktstufen 10 angeordnet sind. Die ringförmigen Taschen 16 dienen für die Aufnahme der Flüssigkeit, die von den sich drehenden Kontaktstufen 10 abgeworfen wird, deshalb werden die Aussenenden 13 der Bänder 11 etwas höher als die Taschen 16 angebracht, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist. Im Boden der Taschen 16 gibt es Öffnungen 20, die durch die Taschen 16 mit den Überlaufrinnen 17, 18 und 19 (Fig. 2) kommunizieren.
Die letzteren sind für die Zuführung der Flüssigkeit aus den Taschen 16 auf die untenliegenden Kontaktstufen 10 gedacht. In einem und demselben Querschnitt zwischen den Kontaktstufen 10 sind je drei Rinnen 17, 18 und 19 angebracht, die in Draufsicht eine krummlinige Form aufweisen.
Die Bänder 11 sind mit quer verlaufenden Riffelungen 21 und 22 (Fig. 3) versehen. Die erste Riffelung ist auf den umgebördelten Rändern des Bandes 11 ausgeführt, während die zweite Riffelung 22 auf dessen berieseltem Teil vorgesehen ist, auf dem üblicherweise der Flüssigkeitsfilm gebildet wird.
Auf dem Band können jedoch nur die geriffelten Partien 21 an den umgebördelten Rändern 12 vorgesehen sein, wie auf dem Band 1 1a (Fig. 4), oder die Riffelungen 23 können auf der berieselten Fläche des Bandes etwa geneigt hinsichtlich des Randes des Bandes 1 1b (Fig. 5) ausgeführt sein.
In der Rotor-Film-Kolonne in Fig. 1 sind als Beispiel die Kontaktstufen 10 gezeigt, deren Bänder 11 nach Fig. 3 ausgeführt werden, obwohl die Anwendung der Bänder 1 1a (Fig. 4) beziehungsweise der Bänder 1 1b (Fig. 5) durchaus möglich ist.
Das Band 11a (Fig. 4) wird in dem Fall verwendet, wenn es wünschenswert ist, die minimale Verweilzeit der Flüssigkeit auf jeder Kontaktstufe und demzufolge in der ganzen Kolonne einzuhalten. Die geriffelten Stücke 21, die am Rand der Bänder 1 1a ausgeführt sind, verursachen keine Vergrösserung der Menge an der Flüssigkeit, die sich auf der rotierenden Kontaktstufe befindet, das heisst, dass sie die flüssigkeitsmässige dynamische Verzögerung einer Kontaktstufe nicht vergrössern. Die Riffelung 21 erfüllt jedoch dabei ihre Funktionen: sie fördert die Zerstäubung und Verspritzung der Flüssigkeit, die von den höher liegenden Rinnen 17, 18 und 19 abgeworfen wird (Fig. 2).
Die Ausführungsvarianten der Bänder 11 (Fig. 3) und 1 1b (Fig. 5) werden dann angewendet, wenn es wünschenswert ist, die Verweilzeit der Flüssigkeit auf der jeweiligen Kontaktstufe 10 zu verlängern. Die Vertiefungen in den Zwischenräumen zwischen den geriffelten Stücken 22 (Fig. 3) beziehungsweise 23 (Fig. 5) von der berieselten Seite der Bänder tragen zur Vergrösserung der Flüssigkeitsmenge auf dem Band bei.
Dadurch wird die Verweilzeit der Flüssigkeit in der Kolonne verlängert, was in einigen Fällen, zum Beispiel in Prozessen, die von chemischen Reaktionen begleitet werden, als äusserst nützlich erscheint. Die Riffelung 22 (Fig.3) zusammen mit der Riffelung 21 fördern die Verspritzung und Zerstäubung der Flüssigkeit und demzufolge auch die Vergrösserung der Kon taktfläche Im Boden der Rinnen 18 und 19 (Fig. 2) sind Öffnungen 24 dafür vorgesehen, damit die Flüssigkeit auf der Kontaktstufe 10 in mehreren Punkten verteilt wird, was zur Entwicklung der Kontaktfläche und zur Vergrösserung des Verwirbelungsgrades des Flüssigkeitsfilmes beiträgt.
Die Rinnen 17 weisen keine Öffnungen im Boden auf, weil sie für die Zuführung von Flüssigkeit lediglich zu den ringförmigen Hohlzylindern 15 vorgesehen sind, und die Flüssigkeit soll von ihnen nur am offenen Ende abfliessen. Erfindungsgemäss wird am blinden Aufnahmeende eine Reihe von den Rinnen 17, 18 und 19 an gemeinsamen senkrechten Stangen entsprechend 25, 26 und 27 befestigt, die an der Wandung des Gehäuses 1 der Kolonne in den Lagern 28 und 29 (Fig. 1) drehbar montiert sind. Die Stangen 25, 26 wie auch die Stange 27, die in Fig. 1 nicht zu sehen ist, gehen durch die Taschen 16 durch Öffnungen 20 hindurch. Die Stellen des Durchgehens der Stangen 25, 26 und 27 durch die Böden der Rinnen 17, 18 und 19 (Fig. 2) werden luftdicht abgeschlossen. Die einen Enden der Stangen 25, 26 und 27 sind nach aussen herausgeführt und mit Drehhebeln 30 (Fig. 1) versehen.
Durch die Drehung des Hebels 30 wird diese oder eine andere Lage der Rinnen 17, 18 und 19 (Fig. 2) in der Ebene des Querschnittes der Kolonne gewährleistet. In Fig. 2 ist nur eine der möglichen Varianten der Ausführung und Anbringung der Rinnen abgebildet.
Es können unter anderem in einem und demselben Querschnitt der Kolonne nur eine Rinne beziehungsweise vier Rinnen angeordnet sein. Zwecks einer gleichmässigeren Verteilung der Flüssigkeit gleichzeitig auf einigen verschiedenen Rinnen 17, 18 und 19 können die ringförmigen Taschen 16 durch Quertrennwände 31 in drei selbständige Sektoren geteilt werden.
In einer anderen Ausführungsvariante der Rotor-Film-Kolonne (Fig. 6) ist die Formgestaltung der Bänder einigermassen verändert, die die jeweilige Kontaktstufe bilden. Diese Kolonne hat das Gehäuse 32 mit der senkrechten Welle 33 und den Kontaktstufen 34, die an der Welle 33 befestigt werden.
Die Überlaufvorrichtungen sind in Form von ringförmigen Taschen 35 und den darunter angeordneten Überlaufrinnen 36 ausgeführt. Die Kontaktstufen 34 werden durch die spiralenförmig gekrümmten Bänder 37 (Fig. 6, 7 und 8) gebildet, deren obere Ränder 38 (Fig. 6) und untere Ränder 39 zur Welle 8 hin abgebördelt sind. Die Bänder 37 sind an Radialrippen 40 befestigt, die mit einer Zentralbüchse 41 verbunden sind. Der obere Rand 38 des Bandes 37 ist etwas weiter von der Welle 33 als sein unterer Rand 39 angeordnet. Ausserdem vergrössert sich die Höhe der Riffelung 42 (Fig. 9) der Bänder 37 von h bis H in der Breite der Bänder 37 je nach deren Entfernung von ihrem oberen Rand 38.
Eine derartige konstruktive Ausführung der Kontaktstufe 34 (Fig. 6) fördert das Durchdringen der Strahlen der Flüssigkeit, die von der höher liegenden Rinne 36 abfliesst, zu allen Abschnitten der Riffelung 42, die auf dem berieselten Teil der Bänder 37 ausgeführt sind.
Die Rotor-Film-Kolonne hat bei ihrem Einsatz im Rektifikationsprozess folgende Funktionsweise. Die Dämpfe des zu trennenden Gemisches mit dem reduzierten Gehalt an leichtflüssiger Komponente werden in die Kolonne von unten durch den Rohrstutzen 2 (Fig. 1) eingeführt und durch den Rohrstutzen 3 herausgeführt. Das flüssige Ausgangsgemisch der zu trennenden Komponenten gelangt in die Kolonne durch den Rohrstutzen 4, dabei tritt es in die ringförmige Tasche 16 ein.
Das Phlegma wird in die Kolonne durch den Rohrstutzen 5 eingeführt, wobei das Phlegma, in die oberste ringförmige Tasche 16 gelangt, aus der es durch die Rinne 17 zur zweiten (von oben) Kontaktstufe 10 zugeführt wird. Die oberste Kontaktstufe 10 wird als Separationsstufe verwendet. Sie ist zum Auffangen von Flüssigkeitsspritzern vorgesehen, die im Dampf vorhanden sind. Die auf der obersten Kontaktstufe 10 niedergefallenen Flüssigkeitsspritzer werden von dieser Kontaktstufe in die oberste ringförmige Tasche 16 abgeworfen. Aus den Taschen 16 fliesst die Flüssigkeit in die darunterliegenden Rinnen 17, 18 und 19 (Fig. 2) über. Von den letzteren wird die Flüssigkeit auf die untenliegenden Kontaktstufen 10 verteilt. Von den Rinnen 17 wird die Flüssigkeit den ringförmigen Hohlzylindern 15 zugeführt.
Von den Rinnen 18 und 19 gelangt die Flüssigkeit durch die offenen Enden und die Abflussöffnungen 24 unmittelbar auf die Bänder 11 der rotierenden Kontaktstufen 10. Dabei erfolgen die Zerspritzung und Zerstäubung der Flüssigkeit. Die Flüssigkeitsspritzer verwirbeln beim Niedersetzen an der Arbeits- (berieselten) -seite der Bänder 11 den Flüssigkeitsfilm. Hierdurch wird die Intensität des Stoffaustausches vergrössert. Aus dem ringförmigen Hohlzylinder 15 gelangt die Flüssigkeit unter Einwirkung der Fliehkräfte auch auf die Bänder 11. Von der rotierenden Kontaktstufe 10 wird die Flüssigkeit in Form von Spritzern an die Wandungen des Gehäuses 1 der Kolonne zurückgeschleudert, woher sie in die untenliegende Tasche 16 abfliesst.
Die Dämpfe des zu trennenden Gemisches kommen mit dem Film der Flüssigkeit, die die Bänder 11 berieselt, sowie mit den Flüssigkeitsspritzern in Berührung, die sich in den Zwischenspalten zwischen den Bändern 11 im Schwebezustand befinden.
Während des Betriebes der Kolonne können die Rinnen 17, 18 und 19 in beliebige Lage durch die Drehung der entsprechenden Stangen 25, 26 und 27 gebracht werden. Das ermöglicht, ohne Stillsetzung der Kolonne eine derartige Anordnung der Rinnen 17, 18 und 19 zu wählen, bei der die Kontaktfläche und der Verwirbelungsgrad des Flüssigkeitsfilmes auf den Bändern 11 die grössten Werte erreichen. Als Massstab für die Feststellung des Optimums kann man die Qualität des Destillationsproduktes der Kolonne verwenden.
Die in Fig. 6 abgebildete Kolonne hat analoge Arbeitsweise.