DD146689A1 - GAS-liquid countercurrent CONTACT APPARATUS - Google Patents
GAS-liquid countercurrent CONTACT APPARATUS Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf Stoffaustauschprozesse. Das Ziel und die Aufgabe bestehen darin, das Abbremsen der Fluessigkeitsfilmstroemung durch den Gasstrom zu vermeiden und eine vollstaendige Benetzung der berieselten Platten zu gewaehrleisten sowie eine hoehere Lebensdauer bei minimalem zusaetzlichem Aufwand zu erreichen. Erfindungsgemaesz sind im Gehaeuse eine ueber der anderen berieselte Platten angeordnet, die in Gestalt von oben offenen Rinnen ausgefuehrt sind, welche zu einzelnen Paketen vereinigt sind. Die Rinnen besitzen nach den entgegengesetzten Seiten auseinandergefuehrte geneigte Bordwaende und sind laengs einer absteigenden Spirale derart angeordnet, dasz im Gehaeuse zwischen den Bordwaenden der Rinnen und dessen Waenden Kanaele zum Gasdurchtritt in der vertikalen Richtung bestehen. In den Kanaelen sind Fuehrungstrennwaende horizontal angebracht, die die Kanaele voellig versperren und den Gasstrom aus einem Kanal in den anderen ueber eine Spalte zwischen den Rinnen in Richtung von einer Bordwand der Rinnen zur anderen Bordwand ablenken.The invention relates to mass transfer processes. The object and the object are to avoid the slowing down of the liquid film flow by the gas flow and to ensure a complete wetting of the sprinkled plates and to achieve a longer service life with minimal additional outlay. According to the invention, one over the other sprinkled plates are arranged in the housing, which are executed in the form of open-topped channels, which are combined into individual packages. The gutters have inclined sidewalls separated from each other by the opposite sides and are arranged along a descending spiral such that there are channels in the housing between the on-board walls of the gutters and their walls for gas to pass in the vertical direction. In the canals, guide dividers are mounted horizontally, completely obstructing the canals and diverting the gas flow from one channel to the other, via a gap between the channels in the direction of one of the gutters' side wall to the other side wall.
Description
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Gas-Flüssigkeits~GegenstromkoηtaktapparatGas-liquid ~ Gegenstromkoηtaktapparat
An wend Li η cj 3 ge biet der Erfindung At Wend Li η cj 3 ge the invention
Die Erfindung bezieht sich auf Ausrüstungen zur Durchführung von Stoffaustauschprozessen zwischen einem Gas und einer Flüssigkeitsschicht, beispielsweise der Rektifikation, der Absorption, genauer aber auf Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparate.The invention relates to equipment for carrying out mass transfer processes between a gas and a liquid layer, for example rectification, absorption, but more particularly to gas-liquid countercurrent contactors.
Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Rektifikation unter Vakuum von Stoffen, die gegen erhöhte Temperaturen empfindlich sind, beispielsweise von Laktamen, Fettsäuren* mehrwertigen Alkoholen, hochsiedenden Ethern,The preferred field of application of the invention is the rectification under vacuum of substances which are sensitive to elevated temperatures, for example lactams, fatty acids * polyhydric alcohols, high-boiling ethers,
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verschiedenen ölen, Nahrungsmitteln und pharmazeutischen Produkten,various oils, foods and pharmaceutical products,
Infolge einer sturmischen Entwicklung von organischen Produktionsbetrieben, die in den letzten Jahrzehnten zu verzeichnen ist, entsteht das Problem der Schaffung von Rektifikationsapparaten, dio zur Trennung und Reinigung von organischen Stoffen verwendet werden, die Zwischenbzw. Zielprodukte darstellen,. Diese Stoffe sind meist durch Empfindlichkeit gegen thermische Einwirkungen gekennzeichnet· Da während der Rektifikation die Temperatur des zu behandelndenStoffes seinem Siedepunkt gleich ist, so ist man bestrebt, die Rektifikation von wärmeempfindlichen Stoffen unter Vakuum durchzuführen»As a result of a stormy development of organic production plants in recent decades, the problem arises of creating rectification apparatuses used for the separation and purification of organic matter, the interim waste. Represent target products ,. These materials are usually characterized by sensitivity to thermal effects · Since during the rectification, the temperature of the substance to be treated is equal to its boiling point, so the aim is to carry out the rectification of heat-sensitive substances under vacuum "
Damit der Druck in allen Punkten des Rektifikationsapparates möglichst gleich ist, werden Apparate verwendet,So that the pressure in all points of the rectification apparatus is as equal as possible, apparatuses are used
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die einen sehr geringen hydraulischen Widerstand gegen den Durchtritt von Dämpfen besitzen« In den meisten Fällen werden dabei Gas-Flussigkeits-Dünnschichtkontaktapparate angewendet. .which have a very low hydraulic resistance to the passage of vapors. In most cases, gas-liquid thin-film contact devices are used. ,
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions
Bekannt ist ein Gas-Flüssigkeits-Kontaktapparat zur Durchführung von Stoffaustauschprozessen im System Flüssigkeit-Gas (siehe z, B. den UdSSR-Urheberschein Nr, 250 878, Klasse 12a, 5 vom 02, 02. 1968), der ein Gehäuse, das mit Stutzen zum Gaseintritt bzw» -austritt sowie mit Stutzen zum Flüssigkeitseintritt bzw. -austritt ausgestattet ist, horizontale berieselte Platten, die im Gehäuse eine über der anderen mit Spalten angebracht sind, sowie Mittel zur Flüssigkeitszuführung zu den berieselten Platten enthält. Die Stutzen zum Gaseintritt bzw. -austritt liegen horizontal in ein und derselben Höhe. Oede berieselte Platte ist an einem ihrer Enden mit Abflußbohrungen versehen, wobei an den zwei von oben und von unten benachbarten berieselten Platten die erwähnten Bohrungen an den entgegengesetzten Enden angebracht sind. Ober jede berieselte Platte bewegt sich die Flüssigkeit von deren einem Ende, das keine Abflußbohrungen aufweist, zu deren anderem Ende, an dem Abflußbohrungen vorhanden sind« Das Gas strömt in den Spalten zwischen den berieselten Platten in Richtung von deren einem Ende zu deren anderem Ende, wobei es mit dem Flüssigkeitsfilm auf den erwähnten Platten kontaktiert. Innerhalb des Apparates bewegt sich die Flüssigkeit von oben nach unten auf einer zickzack~förmigenA gas-liquid contact apparatus for carrying out mass transfer processes in the liquid-gas system (see, for example, the USSR Certificate No. 250 878, Class 12a, 5 of 02, 02. 1968), which is a housing, with Socket for gas inlet or -austritt and is equipped with nozzles for the liquid inlet or outlet, horizontal sprinkled plates, which are mounted in the housing one above the other with gaps, as well as means for supplying liquid to the sprinkled plates. The nozzles for gas inlet and outlet are horizontal at the same height. Oede sprinkled plate is provided at one of its ends with drain holes, wherein at the two drilled from the top and from below sprinkled plates, the said holes are mounted at the opposite ends. Above each sprinkled plate, the liquid moves from one end, which has no drainage holes, to the other end, at which drainage holes are present. The gas flows in the gaps between the sprinkled plates in the direction from one end to the other end. whereby it contacts with the liquid film on said plates. Within the apparatus, the liquid moves from top to bottom on a zigzag-like
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Bahn, indem sie von einer berieselten Platte auf die andere durch die Abflußbohrungen überströmt. Hierbei bewegt sich der Flüssigkeitsfilm, wenn er sich auf einer der be~ rieselten Platten im Gegenstrom in bezug auf das Gas bewegt, auf den von oben und von unten benachbarten berieselten Platten im Gleichstrom in bezug auf das Gas,Train, by overflowing from one irrigated plate to the other through the drain holes. In this case, the liquid film, when it moves on one of the agitated plates in countercurrent with respect to the gas moves on the sprinkled from the top and bottom sprinkled plates in cocurrent with respect to the gas,
Ein Nachteil des bekannten Apparates besteht in dessen begrenzter Effektivität, da bei dessen Arbeit da3 Prinzip der Gegenstrombewegung zwischen Gas und Flüssigkeit nicht eingehalten wird. In diesem Apparat kann man bei der Rektifikation mehr als einen theoretischen Boden (theoretische Trennungsstufe) nicht erzielen.A disadvantage of the known apparatus is its limited effectiveness, since in its work da3 principle of countercurrent movement between gas and liquid is not met. In this apparatus, you can not achieve more than a theoretical plate (theoretical separation stage) during the rectification.
Bekannt ist ein Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparat (siehe z. B. die US~P3 Nr. 3 928 513e Kl. 261/113), der ein Gehäuse mit Stutzen zur Gaseinführung in den unteren Teil des Apparates, zur' Gasableitung aus dem oberen Teil des Apparates, zurFlüssigkeitseinf ührun'g in den oberen Teil des Apparates und Flüssigkeitsableitung aus dem unteren Teil des Apparates, berieselte Platten, die im Gehäuse eine über der anderen mit Spalten angebracht sind, sowie Mittel zur Flüssigkeitszuführung zu den berieselten Platten enthält. Oede berieselte Platte ist horizontal ausgeführt und mit einer Vielzahl von Abflußstutzen versehen.Known is a gas-liquid countercurrent contact apparatus (see, for example, the US ~ P3 No. 3 928 513 e Kl. 261/113), which has a housing with nozzles for gas introduction into the lower part of the apparatus, for 'gas discharge from the upper part of the apparatus, for introduction of liquid into the upper part of the apparatus and liquid discharge from the lower part of the apparatus, sprinkled plates mounted in the housing one above the other with gaps, and means for supplying liquid to the sprinkled plates. Oede sprinkled plate is horizontal and provided with a variety of spouts.
Bei der Arbeit des bekannten Apparates gelangt Gas in dessen Inneres durch einen Stutzen im unteren Teil des Gehäuses, durchkreuzt alle berieselten Platten, indem es durch die Abflußstutzen strömt und mit dem Flüssigkeitsfilm kontaktiert, der die obere Fläche der berieselten PlattenIn the work of the known apparatus gas passes in its interior through a nozzle in the lower part of the housing, thwarts all irrigated plates by flowing through the outlet and contacted with the liquid film, which is the upper surface of the sprinkled plates
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bedeckt» Durch einen Stutzen im oberen Teil des Gehäuses wird Gas aus dem Apparat nach außen abgeleitet. Die Flüssigkeit wird durch den Stutzen im oberen Teil des Gehäuses zur obersten Platte zugeführt, zerfließt längs derselben und wird dann durch die Abflußstutzen auf die untenliegende berieselte Platte ausgetragen, wobei sie diese gleichfalls auf der gesamten Oberfläche mit einer dünnen Schicht (Film) bedeckt. Oberströmend von einenberieselten Platte auf die andere und diese Platte berieselnd, gelangt die Flüssigkeit in den unteren Teil des Apparates und wird von dort durch einen Stutzen nach außen abgeleitet. Innerhalb des gesamten Apparates besteht der Gegenstrom zwischen dem Gas und der Flüssigkeit, was die Erzielung in einem Apparat einer Vielzahl von theoretischen Böden gewährleistet.covered »A spigot in the upper part of the housing diverts gas out of the apparatus. The liquid is supplied through the nozzle in the upper part of the housing to the uppermost plate, flows along the same and is then discharged through the outflow nozzles on the underlying sprinkled plate, covering them also on the entire surface with a thin layer (film). Overflowing from one sprinkled plate to the other and sprinkling this plate, the liquid passes into the lower part of the apparatus and is discharged from there through a nozzle to the outside. Within the whole apparatus, the countercurrent exists between the gas and the liquid, which ensures the achievement in one apparatus of a plurality of theoretical plates.
Ein Nachteil des bekannten Apparates besteht in den Einschränkungen, die der Effektivität des Stoffaustausches (beispielsweise bei der Rektifikation) durch manche konstruktive Besonderheiten des Apparates auferlegt werden.A disadvantage of the known apparatus consists in the limitations imposed on the effectiveness of the mass transfer (for example in the rectification) by some design features of the apparatus.
Erstens kann die Kontaktfläche durch Verminderung von Spalten zwischen den berieselten Platten nicht entwickelt werden, da die Spalte die Höhe der Abflußstutzen übersteigen müssen, die an der unteren Seite der erwähnten Platten angebracht sind. Bei Verminderung der Spalte wird das überströmen der Flüsigkeit von einer berieselten Platte auf die andere gestört, die Durchsatzfähigkeit des Apparates nach der Gasphase wird verringert, wobei es sogar zum Oberfluten imApparat kommen kann.First, the contact area can not be developed by reducing gaps between the sprinkled plates, since the gaps must exceed the height of the outlets attached to the lower side of said plates. When the column is reduced, the overflow of the liquid from one sprinkled plate to the other is disturbed, the throughput capability of the apparatus after the gas phase is reduced, and it may even lead to flooding in the apparatus.
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Zweitens wird im bekannten Apparat der Gasstrom bei dessen Kontaktierung mit dem Flüssigkeitsfilm ungenügend verwirbelt.Second, in the known apparatus, the gas flow is insufficiently fluidized when it is contacted with the liquid film.
Drittens kann im bekannten Apparat Tropfenwegtragen erfolgen, da Flüssigkeitstropfen und -fäden, die4 aus den Abflußstutzen der höherliegenden berieselten Platte auf die untenliegende abfließen, vom Gasstrom aufgefangen werden können· Hier kehrt die Flüsigkeit teilweise auf die höherliegenden berieselten Platten zurück, was zur Verminderung der Effektivität des Stoffau3tausches führt.Third, can take place in known apparatus Tropfenwegtragen as liquid drops and yarns obtained from the drain port of the higher-lying irrigated plate to drain 4 of the underlying can be collected from the gas stream · Here the Flüsigkeit versa partly due to the higher-lying irrigated plates what to reduce Effectiveness of Stoffau3tausch leads.
Viertens bewegen sich das Gas und der Flüssigkeitsfilm, der die horizontale berieselte Platte bedeckt, im Gegenstrom zueinander. Bei einer ausreichend großen Gasgeschwindigkeit kann dies zum Abbremsen der Filmströmung der Flüssigkeit, zur Ansammlung der Flüssigkeit auf den horizontalen berieselten Platten und im Endergebnis zur Verschlechterung von Stoffaustauschcharakteristika des Apparates führen.Fourth, the gas and the liquid film covering the horizontal sprinkled plate move countercurrently to each other. At a sufficiently high gas velocity, this can result in slowing down the film flow of the liquid, the accumulation of liquid on the horizontal sprinkled plates, and ultimately the deterioration of mass transfer characteristics of the apparatus.
Fünftens führen sogar geringe Abweichungen des Apparates von der vertikalen Lage, die bei dessen Montage entstanden sind, zur Störung der Ganzheit des Flüssigkeitsfilmes auf den horizontalen berieselten Platten, werden aber die erwähnten Platten unvollständig benetzt, so führt dies zur Verminderung der Effektivität des Stoffaustausches im Apparat. . .Fifth, even slight deviations of the apparatus from the vertical position produced during its assembly lead to disturbance of the integrity of the liquid film on the horizontally sprinkled plates, but if the mentioned plates are incompletely wetted, this leads to a reduction in the efficiency of mass transfer in the apparatus , , ,
Zielder ErfindungObject of the invention
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die BeseitigungThe object of the present invention is the elimination
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der erwähnten Nachteile· .the mentioned disadvantages.
Darlegung des Wg.s_en.9 der Erfindung D arlegu ng of Wg.s_en. 9 of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparat zu schaffen, der eine entwickelte Kontaktoberfläche besitzt, eine zusätzliche Verwirbelung des Gasstromes gewährleistet und minimales Tropfenwegtragen besitzt, in dem das Abbremsen der Filmströmung der Flüssigkeit durch den Gasstrom vermieden und vollständige Benetzung der berieselten Platten gewährleistet wären, der ferner eine verlängerte Lebensdauer bei minimalem zusätzlichem Aufwand hätte. Dies würde ermöglichen, die Effektivität des Stoffaustausches im Apparat zu steigern.The invention has for its object to provide a gas-liquid countercurrent contact apparatus having a developed contact surface, ensures additional turbulence of the gas stream and has minimal Tropfenwegtragen, in which the deceleration of the film flow of the liquid avoided by the gas flow and sprinkled complete wetting the Plates would be guaranteed, which would also have a longer life with minimal additional effort. This would make it possible to increase the effectiveness of the mass transfer in the apparatus.
Dies wird dadurch erreicht, daß im Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparat, der ein Gehäuse mit Stutzen zum Gaseinführen in den unteren Teil des Gehäuses, zum Gasableiten aus dem oberen Teil des Gehäuses, zum Flüssigkeitseinführen in den oberen Teil des Gehäuses sowie zum Flüssigkeitsableiten aus dem unteren Teil des Gehäuses, berieselte Platten, die im Gehäuse eine über der anderen mit Spalten angebracht sind, sowie Mittel zur Flüssigkeitszuführung zu den berieselten Platten enthält, erfindungsgemäß die berieselten Platten in Gestalt von oben offenen Rinnen ausgiührt sind, die mindestens zu einem einzelnen Paket vereinigt sind, nach den entgegengesetzten Seiten auseinandergeführte geneigte Bordwände besitzen und längs einer absteigenden Spirale derart liegen, daß zwischen den geneigten Bordwänden der erwähnten Rinnen und den Gehäusewänden Kanäle zum Gasdurchtritt vertikaler Richtung beste-This is achieved in that in the gas-liquid countercurrent contact apparatus comprising a housing with sockets for gas introduction into the lower part of the housing, for gas discharge from the upper part of the housing, for liquid introduction into the upper part of the housing and for liquid drainage from the lower Part of the housing, sprinkled plates, which are mounted in the housing one above the other with columns, and means for supplying liquid to the sprinkled plates, according to the invention ausgiührt the sprinkled plates in the form of open-topped troughs, which are at least combined into a single package in that opposite sides have inclined sidewalks which are divergent and lie along a descending spiral such that channels for the vertical passage of gas pass between the inclined sidewalls of the said channels and the walls of the housing.
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hen bleiben und in den erwähnten Kanälen so gut wie horizontale Führungstrennwände angebracht sind, die die erwähnten Kanäle ganz versperren und den Gasstrom aus dem einen erwähnten Kanal in den anderen durch die Spalte zwischen den Rinnen in Richtung von einer Rinnenbordwand zur anderen ablenken·hen remain and in the mentioned channels as good as horizontal guide partitions are attached, which completely obstruct the mentioned channels and divert the gas flow from one channel mentioned in the other through the gaps between the gutters in the direction of a gutter board to the other ·
In diesem Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparat können die Spalte zwischen den Nachbarrinnen ohne Störung dessen normalen Betriebes klein genug gehalten werden. Durch Verringerung der Spalte zwischen den Rinnen kann die Kontaktflächejin der Volumeneinheit des Apparates vergrößert werden®In this gas-liquid countercurrent contact apparatus, the gaps between the adjacent troughs can be kept small enough without disturbing its normal operation. By reducing the gap between the grooves, the contact area in the unit volume of the apparatus can be increased
Dadurch, daß sich der Gasstrom' senkrecht zu den Rinnen bewegt, bringen die geneigten Bordwände der Rinnen eine gewisse Störung in den Bewegungscharakter des Gasstromes sowohl durch ihre scharfen Kanten als auch durch Verkrümmung der Bevt'egungsbahn des Gasstromes auf dem kurzen Abschnitt zwischen den geneigten Rinnenbordwänden hinein. Dies gewährleistet eine gewisse Verwirbelung des Gasstromes bei dessen Kontaktierung mit dem Flüssigkeitsfilm»The fact that the gas flow 'moves perpendicular to the grooves, the inclined side walls of the gutters bring some disturbance in the movement character of the gas stream both by their sharp edges and by curving the Bevt'egungsbahn the gas flow on the short section between the inclined gutter sidewalls into it. This ensures a certain turbulence of the gas stream during its contact with the liquid film »
Außerdem fehlen im Apparat an den berieselten Platten jegliche Bohrungen, beim Ausfluß aus welchen die Flüssigkeit in Fäden oder Tropfen zerkleinert würde, die die Spalte zwischen den erwähnten Platten durchkreuzen. Da der Gegenstrom suf seinem Weg auf keine Tropfen bzw. Fäden der erwähnten Flüssigkeit trifft, wird die Möglichkeit des Tropfenwegtragens im Apparat beträchtlich verringert. .In addition, in the apparatus on the irrigated plates are missing any holes, at the outflow from which the liquid would be crushed into threads or drops, which cross the gaps between the mentioned plates. Since the countercurrent suf his way to no drops or threads of the mentioned liquid meets, the possibility of droplet carrying in the apparatus is considerably reduced. ,
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Da in bezug auf die Bewegungsbahn der Flüssigkeit, die als Film längs der Rinnen abfließt, sich das Gas senkrecht bewegt,ist das Abbremsen der Filmströmung der Flüssigkeit durch den Gasstrom ausgeschlossen.Since the gas moves perpendicularly with respect to the trajectory of the liquid which flows as a film along the grooves, the deceleration of the film flow of the liquid is excluded by the gas flow.
Da die Rinnen längs einer absteigenden Spirale liegen, d. h. einen bestimmten Winkel zum Horizont bilden, und die Breite der Rinnen gegenüber ihrer Länge gering ist, so wird bei geringen Abweichungen des Apparates von der vertikalen Lage die normale Strömung des Flüssigkeitsfilmes längs der Rinnen nicht gestört, und die Rinnen werden vollständig berieselt.Since the grooves are along a descending spiral, d. H. form a certain angle to the horizon, and the width of the troughs is small compared to their length, so with slight deviations of the apparatus from the vertical position, the normal flow of the liquid film along the gutters is not disturbed, and the troughs are completely sprinkled.
Als Folge davon Wird die Effektivität des Stoffaustausches im Apparat gesteigert. .As a result, the effectiveness of the mass transfer in the apparatus is increased. ,
Die Breite der Kanäle zum Gasdurchtritt in der vertikalen Richtung ist vorzugsweise in der Höhe des Apparates veränderlich ausgeführt.The width of the channels for gas passage in the vertical direction is preferably made variable in the height of the apparatus.
Dadurch kann die Geschwindigkeit des Gasstromes in der vertikalen Richtung auf der gesamten Höhe des Kanals gleich gehalten werden, trotzdem die Menge des Gases, das durch den Kanal strömt, entweder ab-, oder aber inföLge dessen Bewegung in der horizontalen Richtung durch die Spalte zwischen den Rinnen aus einem Kanal in den anderen zunimmt. Als Ergebnis werden im Apparat "Engpässe" überwunden, in denen die Gasgeschwindigkeit die im voraus vorgegebene Grenze übersteigen kann, und der hydraulische Widerstand des Apparates nimmt ab.Thereby, the velocity of the gas flow in the vertical direction can be kept equal over the entire height of the channel, yet the amount of gas flowing through the channel either decreases, or infects its movement in the horizontal direction through the gaps between the channels Gullies from one channel to the other increases. As a result, "bottlenecks" are overcome in the apparatus in which the gas velocity can exceed the limit set in advance, and the hydraulic resistance of the apparatus decreases.
Es empfiehlt sich ferner, im horizontalen QuerschnittIt is also recommended, in horizontal cross-section
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des Apparatgehäuses mehrere einzelne Rinnenpakete anzubringen«of the apparatus housing to install several individual channel packs «
Dadurch wird die Betriebszuverlässigkeit des Apparates bei bestimmten Abweichungen erhöht, die während dessen Montage in der vertikalen Lage entstanden sind. Die Flüssigkeit wird an einigen Paketen lokalisiert und an keiner bestimmten Wand des Apparates vorwiegend angesammelt.As a result, the operational reliability of the apparatus is increased with certain deviations that have arisen during its assembly in the vertical position. The liquid is localized on some packages and is not predominantly accumulated on any particular wall of the apparatus.
Zweckmäßigerweise bekommen die Pakete im Plan die Form von Sektoren, die mit ihrem schmalen Teil ins Innere des Apparates zeigen, während in Höhenrichtung des Apparates zwischen den in verschiedenen Höhen liegenden Rinnenpaketen zentrale Hülsen zumAuffangen der Flüssigkeit von den höherliegenden Paketen und zum Umverteilen derselben zwischen den untenliegenden Paketen angeordnet werden.Conveniently, the parcels in the plan take the form of sectors with their narrow part inside the apparatus, while in the height direction of the apparatus between the gutters lying at different heights central pods for collecting the liquid from the higher lying packages and redistributing them between the underlying Packages are arranged.
Dies gestattet, die Kontaktfläche in der Volumeneinheit des Apparates zu entwickeln«This allows to develop the contact surface in the unit volume of the apparatus «
Ferner können die Rinnen ein und desselben Paketes in Gestalt von mindestens zwei absteigenden Spiralen verschiedenen Durchmessers angebracht sein, die so angeordnet sind, daß die Spirale größeren Durchmessers die Spirale kleineren Durchmessers umfaßt.Further, the grooves of one and the same package may be arranged in the form of at least two descending spirals of different diameters arranged so that the larger diameter spiral comprises the smaller diameter spiral.
Dies gestattet, den Wirkungsgrad eines Rinnenpaketes dank · zusätzlicher Verwirbelung des Gasstromes innerhalb ein und desselben Paketes zu erhöhen.This makes it possible to increase the efficiency of a channel pack thanks to · additional turbulence of the gas flow within one and the same package.
Die abstoigenden Spiralen verschiedenen Durchmessers sind vorzugsweise so orientiert, daß die benachbarten SpiralenThe repulsive spirals of different diameters are preferably oriented so that the adjacent spirals
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entgegengesetzte Windungsrichtungen haben.have opposite Windungsrichtungen.
Dadurch wird die Verteilungsgleichmäßigkeit der Gasphase in den Spalten zwischen den Rinnen ein und desselben Paketes erhöht, was zur Erhöhung des Wirkungsgrades eines Rinnenpaketes beitragen wird«This increases the distribution uniformity of the gas phase in the gaps between the channels of one and the same package, which will increase the efficiency of a trough package. "
Vorzugsweise sind in Höhenrichtung des Apparates mehrere Pakete·angeordnet und zwischen den Paketen Oberlaufvorrichtungen zur Zuführung der Flüssigkeit, die von der Außenspirale des höherliegenden Paketes auf die Innenspirale abfließt, vorgesehen. ·Preferably, a plurality of packages are arranged in the height direction of the apparatus, and between the packages upper-run means for supplying the liquid, which flows from the outer spiral of the higher-lying package to the inner spiral, are provided. ·
Dies gestattet, den Wirkungsgrad von Rinnenpaketen durch Erhöhung der mittleren Triebkraft des StoffÜbergangsprozesses zwischen der Gasphase und dem Flüssigkeitsfilm zusätzlich zu erhöhen.This makes it possible to further increase the efficiency of trough packs by increasing the average driving force of the mass transfer process between the gas phase and the liquid film.
Zweckmäßigerweise ist in den Spalten zwischen den Rinnen ein gewelltes Netzband angeordnet, daß auf solche Weise ausgeführt und orientiert ist, daß sichseine Wellungen in Richtung von der einen geneigten Bordwand der Rinnen zur entgegengesetzten Rinnenbordwand erstrecken, während die unteren Vorsprünge der Wellungen die berieselte Rinnenoberfläche berühren«Conveniently, in the gaps between the gutters a corrugated mesh band is arranged, which is designed and oriented in such a way that its corrugations extend in the direction from the one inclined side wall of the gutters to the opposite gutter side wall, while the lower protrusions of the corrugations touch the sprinkled gutter surface.
Dadurch wird die Kontaktfläche in der Volumenteinheit des Apparates zusätzlich entwickelt. Die unteren Vorsprünge der Wellungen sind in den Flüssigkeitsfilm getaucht, wobei der Flüssigkeitsfilm auf seinem Wege die erwähnten Vorsprünge mehrfach berührt. Unter der Wirkung der Kapillarkräfte wird die Benetzung auch jenes Teiles des gewelltenAs a result, the contact area in the volume unit of the apparatus is additionally developed. The lower protrusions of the corrugations are immersed in the liquid film, wherein the liquid film on its way repeatedly touches the mentioned projections. Under the action of the capillary forces wetting of that part of the corrugated becomes
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Netzbandes gewährleistet, der nicht in den Flüssigkeitsfilm getaucht ist«Ensures mesh tape that is not immersed in the liquid film «
Vorzugsweise ist ferner zumindest die innere (d. h. berieselte) Rinnenfläche mit einem Schutzfilm aus einem polymeren Stoff, beispielsweise Polytetrafluorethylen, bedeckt«Preferably, at least the inner (i.e., sprinkled) channel surface is also covered with a protective film of a polymeric material, such as polytetrafluoroethylene.
Da die, Stärke des Schutzfilms sehr gering sein kann und die Rinnenkonfiguration zur Anbringung und Befestigung des Schutzfilmes an ihr sehr bequem ist, so kann eine Verlängerung der Lebensdauer des Apparates durch Verminderung der Korrosion der berieselten Platten bei relativ geringem Verbrauch an zusätzlichen Materialien (d« he an Schutzfilm) erreicht werden,Since the thickness of the protective film can be very low and the gutter configuration for attaching and securing the protective film to it is very convenient, prolonging the life of the apparatus by reducing the corrosion of the sprinkled plates can be achieved with relatively little consumption of additional materials (eg. h e of protective film),
Ausführungsbeispielembodiment
Im folgenden wird die Erfindung in der Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele sowie durch beiliegende Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigen:In the following the invention is explained in the description of its embodiments and by accompanying drawings; in the drawings show:
Fig. 1: Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparat im Längsschnitt, gemäß der Erfindung;Fig. 1: Gas-liquid countercurrent contact apparatus in longitudinal section, according to the invention;
Fig« 2: Ausführungsvariante des Gas-Flüssigkeits-Gegenstro.mkontaktapparates gemäß der Erfindung im Längsschnitt;Fig. 2: Embodiment of the gas-liquid Gegenstro.mkontaktapparates according to the invention in longitudinal section;
Fig. 3: eine weitere Ausführungsvariante des Gas~Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparates gemäß der Erfindung im Längsschnitt;Fig. 3: a further embodiment of the gas-liquid countercurrent contact apparatus according to the invention in longitudinal section;
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5 - 12 -Fig. 4: Schnitt nach Linie IV-IV der Fig, 3; Fig. 5: Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4;5 - 12 -fig. 4: section along line IV-IV of FIG. 3; Fig. 5: section along line VV of Fig. 4;
Fig. 6: zusätzliche Ausführungsvariante des Gas-Flüssigkeits.Gegenstromkontaktapparates gemäß der Erfindung im Längsschnitt;Fig. 6: additional variant of the gas-Flüssigkeitss.Gegenstromkontaktapparates according to the invention in longitudinal section;
Fig. 7:· Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6; Fig. 8: Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 7;Fig. 7: · Section along line VII-VII of Fig. 6; Fig. 8: section along line VIII-VIII of Fig. 7;
Fig. 9: eine weitere Ausführungsvariante des Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparates gemäß der Erfindung im Längsschnitt;9 shows a further embodiment of the gas-liquid countercurrent contact apparatus according to the invention in longitudinal section;
Fig. 10: Schnitt nach Linie X-X der Fig. 9;Fig. 10: section along line X-X of Fig. 9;
Fig. 11: noch eine Ausführungsvariante des Gas-Flüssig-11 shows another variant of the gas-liquid
keits-Gegenstromkontaktapparates gemäß der Erfindung im Längsschnitt;.keits countercurrent contact apparatus according to the invention in longitudinal section.
Fig. 12: Element einer Rinne mit lokalem Ausschnitt (in . der Rinnenbordwand) in der Isometrie, das einer der möglichen Ausführungsvarianten des Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparates gemäß der Erfindung entspricht;Fig. 12: element of a channel with a local cutout (in the gutter board) in the isometry, which corresponds to one of the possible embodiments of the gas-liquid countercurrent contact apparatus according to the invention;
Fig. 13: Element einer Rinne in der Isometrie, das einer anderen Ausführungsvariante.des Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparates entspricht;Fig. 13: element of a groove in the isometry, which corresponds to another variant of the execution of the gas-liquid countercurrent contact apparatus;
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Fig. 14: Element einer Rinne in der Isometrie, das noch einer Ausführungsvariante des Gas-FlÜ3sigkeits« Gegenstromkontaktapparates entspricht.Fig. 14: element of a channel in the isometry, which still corresponds to a variant of the gas-liquid "Gegenstromkontaktapparates.
Der Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparat besitzt ein vertikales zylindrisches Gehäuse 1 (Fig. 1), das mit einem unteren Stutzen 2 zum Gaseinführen, einem oberen Stutzen 3 zum Gasableiten, einem oberen Stutzen 4 zum Flüssigkeitseinfuhren und einem unteren Stutzen 5 zum Flüssigkeitsableitenversehen ist. Im Gehäuse 1 ist ein Paket 6 von berieselten Platten angeordnet, die in Gestalt von Rinnen 7 ausgeführt sind, die längs einer absteigenden zweigängigen Spirale liegen« Der obere Stutzen 4 3tellt den Verteilungsstutzen dar; er dient zur Flüssigkeitszuführung zu den oberen Abschnitten der Rinnen 7, die die zweigängigs Spiralebilden. Die Rinnen 7 besitzen nach den entgegengesetzten Seiten auseinandergeführte geneigte Innen- und Außenbordwände 8 und 9« Der Neigungswinkel der erwähnten Bordwände zum Horizont beträgt ungefähr 45 . Die geneigte Innenbordwände 8 sind ins Innere des Paketes 6 gerichtet,, während die geneigten Außenbordwände 9 gegen die Wände des Gehäuses 1 gerichtet sind. Zwischen den geneigten Innenbordwänden 8 bestehen zentrale Kanäle 10, und zwischen den geneigten Außenbordwänden 9 und den Wänden des Gehäuses 1 bestehen periphere Kanäle 11 zum Durchtritt des Gasstromes in der vertikalen Richtung. Die Kanäle'10 und 11 stehen über Spalte 12 zwischen den Rinnen 7 miteinander in Verbindung« In den zentralen Kanälen 10 und den perlpheren Kanälen 11 sind jeweils runde Führungstrennwände 13 und ringförmige Führungstrennwände 14 horizontal angebracht. Die verschiedenarti-The gas-liquid countercurrent contact apparatus has a vertical cylindrical housing 1 (Fig. 1), which is provided with a lower nozzle 2 for gas introduction, an upper nozzle 3 for gas discharge, an upper nozzle 4 for liquid introduction and a lower nozzle 5 for liquid discharge. In the housing 1, a package 6 is arranged by sprinkled plates, which are designed in the form of grooves 7, which lie along a descending double-flighted spiral «The upper port 4 3 represents the distribution spigot; it serves for liquid supply to the upper portions of the grooves 7, which form the zweigängigs spiral. The troughs 7 have inclined inner and outer side walls 8 and 9 spaced apart from each other on opposite sides. The angle of inclination of said side walls to the horizon is approximately 45. The inclined inboard walls 8 are directed into the interior of the package 6, while the inclined outboard walls 9 are directed against the walls of the housing 1. Between the inclined inboard walls 8 are central channels 10, and between the inclined outboard walls 9 and the walls of the housing 1 are peripheral channels 11 for passage of the gas flow in the vertical direction. The channels 10 and 11 communicate with one another via gaps 12 between the channels 7. In the central channels 10 and the peripheral channels 11, round guide dividing walls 13 and annular guide dividing walls 14 are mounted horizontally. The different
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gen Trennwände 13 und 14 sind in Höhenrichtung des Gehäuses 1 des Apparates schachbrettartig angeordnet; diese Schachbrettänordnung dient dazu, daß der Gasstrom bei seiner Bewegung aus dem unteren Teil des Gehäuses 1 in den oberen Teil desselben die Spalte 12 zwischen den Rinnen 7 mehrmals durchkreuzen würde, indem es aus den Kanälen 10 in die Kanäle 11 und umgekehrt längs einer zu den Rinnen 7 senkrechten Bewegungsbahn strömt. Hierbei müssen die geneigten Bordwände 8 und 9 der Rinnen 7 eingerichtetes Abfließen des Flussigkeitsfilms unter der Schwerkraftwirkung exakt längs den Rinnen 7, d. h. längs einer spiralförmigen Bewegungsbahn, gewährleisten. Außerdem sind die geneigten Bordwände 8 und 9 zu einer gewissen Verkrümmung der Bewegungsbahn des Gasstromes in den Spalten 12 innerhalb des Abschnitts bestimmt, der sich zwischen den Bordwänden 8 und 9 befindet j dies muß zur Verwirbelung der Gasphase und Erhöhung der Stoff Übergangszahlen beitragen«gene partitions 13 and 14 are arranged in the height direction of the housing 1 of the apparatus like a checkerboard; this checkerboard arrangement serves to ensure that the gas flow in its movement from the lower part of the housing 1 in the upper part of the same would cross the gap 12 between the grooves 7 several times by from the channels 10 into the channels 11 and vice versa along one of the Gullies 7 vertical trajectory flows. In this case, the inclined side walls 8 and 9 of the grooves 7 have established drainage of the Flussigkeitsfilms under the force of gravity exactly along the grooves 7, d. H. along a spiral path of movement. In addition, the inclined side walls 8 and 9 are determined to a certain curvature of the trajectory of the gas flow in the columns 12 within the section located between the side walls 8 and 9 j this must contribute to the swirling of the gas phase and increase the substance transition numbers «
Die Außenränder der Rinnen 7, die den Wänden des Gehäuses 1 des Apparates zugekehrt sind, liegen höher als die gegenüberliegenden Ränder, die ins Innere des Paketes 6 gerichtet sind. Dies ist dazu vorgesehen, damit sich der Flussigkeitsfilm unter der Wirkung von Fliehkräften nicht an den geneigten Außenbordwänden 9 ansammelt. Dadurch werden lokale Widerstände für den Gasstrom am Eintritt in die Spalte 12 zwischen den Rinnen 7 beseitigt.The outer edges of the grooves 7, which face the walls of the housing 1 of the apparatus are higher than the opposite edges, which are directed into the interior of the package 6. This is provided so that the Flussigkeitsfilm does not accumulate under the action of centrifugal forces on the inclined outboard walls 9. As a result, local resistances for the gas flow at the entrance to the gaps 12 between the grooves 7 are eliminated.
Trotzdem in jedem Spalt 12 die Bewegung des Flüssigkeitsfilms und des Gasstromes nach dem Kreuzschema geschieht,Nevertheless, in each gap 12, the movement of the liquid film and the gas flow according to the cross-scheme happens
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wird im Apparat insgesamt der Gegenstrom zwischen der Flüssigkeit unddem Gas beibehalten.the countercurrent between the liquid and the gas is maintained in the apparatus as a whole.
Der Gas-Flüssigkeits-Gegenstromkontaktapparat nach der in Fig.l dargestellten AusfUhrungsvariante arbeitet auf folgende Weise:The gas-liquid countercurrent contact apparatus according to the embodiment shown in Fig.l operates in the following manner:
Die Flüssigkeit wird durch den Verteilungsstutzen 4 den oberen Abschnitten der Rinnen 7 zugeführt und fließt dannunter der Schwerkraftwirkung in Form eines Films längs den Rinnen 7 längs einer absteigenden Spirale ab. Von den unteren Rinnen 7 läuft die Flüssigkeit in den unteren Teil des Apparates ab, von wo sie durch den Stutzen 5 abgeleitet wird« Das Gas strömt in den Apparat durch den unteren Stutzen ein und gelangt dann in den zentralen Kanal 10» Die unterste runde Trennwand 13 lenkt den Gasstrom durch dieSpalte 12 zwischen den Rinnen 7 in den peripheren Kanal 11 ab. Die höherliegende ringförmige Trennwand 14 lenkt den Gasstrom erneut in den zentralen Kanal 10 ab, aber schon auf jenem Abschnitt desselben, der über der untersten runden Trennwand 13 liegt. Die Bewegungsbahn des Gasstromes ist in Fig. 1 bedingt durch voll© Pfeile angedeutet. In den Spalten 12 zwischen den Rinnen 7 kontaktiert das Gas mit dem Film der die Böden der Rinnen 7 berieselnden Flüssigkeit.The liquid is supplied through the distribution port 4 to the upper portions of the troughs 7 and then flows under the action of gravity in the form of a film along the troughs 7 along a descending spiral. From the lower gutters 7 the liquid drains into the lower part of the apparatus, from where it is discharged through the spigot 5 «The gas flows into the apparatus through the lower spigot and then enters the central channel 10» The lowest round partition 13 deflects the gas flow through the gaps 12 between the channels 7 into the peripheral channel 11. The higher-lying annular partition wall 14 deflects the gas flow again into the central channel 10, but even on that portion of the same, which is above the lowest round partition 13. The trajectory of the gas flow is indicated in Fig. 1 conditionally by full © arrows. In the gaps 12 between the grooves 7, the gas contacts with the film of the liquid sprinkling the bottoms of the grooves 7.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Gas-Flüssigkeits-Kontaktapparates ist die Breite der zum Gasdurchtritt in der vertikalen Richtung bestimmte! Kanäle in Höhenrichtung des Apparates veränderlich ausgeführt.According to a further embodiment variant of the gas-liquid contact apparatus, the width of the gas passage in the vertical direction is determined! Channels in the height direction of the apparatus made variable.
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m 401 ie m 401 ie
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Ein vertikales zylindrisches Gehäuse 15 (Fig. 2) i3t mit einem unteren Stutzen 16 zum Gaseinführen, einem oberen Stutzen 17 zum Gasableiten, einem oberen Verteilungsstutzen 18 zum Flüssigkeitseinfuhren und einem unteren Stutzen 19 zum Flüssigkeitsableiten ausgestattet· Im Gehäuse 15 ist ein einzelnes Paket 20 aus Rinnen 21 angeordnet, die geneigte Innenbordwände 22 und Außenbordwände 23 besitzen und längs einer zweigängigen absteigenden Spirale angeordnet sind. Zwischen den geneigten Innenbordwänden 22 ist ein zentraler Kanal 24 vorgesehen, und zwischen den geneigten Außenbordwänden 23 und .den Wänden des Gehäuses 15 bestehen periphere Kanäle 25 zum Gasdurchtritt in.der vertikalen Richtung. Der zentrale Kanal 24 ist durch runde Führungstrennwände 26 versperrt« Der periphere Kanal 25 ist durch Führungstrennwände 27 versperrt· Die Kanäle 24 und 25 stehen über Spalte 28 zwischen den Rinnen 21 miteinander in Verbindung.A vertical cylindrical housing 15 (Fig. 2) is provided with a lower nozzle 16 for gas introduction, an upper nozzle 17 for discharging gas, an upper distribution nozzle 18 for liquid introduction and a lower nozzle 19 for discharging liquid. In the housing 15, a single package 20 is made Gullies 21 are arranged, which have inclined inboard walls 22 and outboard walls 23 and are arranged along a double-flighted descending spiral. Between the inclined inboard walls 22, a central channel 24 is provided, and between the inclined outboard walls 23 and .the walls of the housing 15 are peripheral channels 25 for gas passage in.the vertical direction. The central channel 24 is blocked by round guide dividing walls 26. The peripheral channel 25 is blocked by guide dividing walls 27. The channels 24 and 25 communicate with each other via gaps 28 between the grooves 21.
Eine kennzeichnende Besonderheit des Apparates besteht darin, daß dank der gewählten Anordnung der Rinnen 21 die Breite des zentralen Kanals 24 in Höhenrichtung des Apparates in den Abschnitten des Paketes 20 veränderlich ist, die sich zwischen den Führungstrennwänden 26 und 27 befinden. Gleichzeitig ändert sich in der umgekehrten Richtung die Breite des perlpheren Kanals 25. Dies ist dazu vorgesehen, damit sich die lineare Geschwindigkeit des Gases in der vertikalen Richtung in den Kanälen 24 und 25 in deren Höhe nicht erheblich ändert, trotz des ununterbrochenen Übergangs des Gases aus den Kanälen 24 in die Kanäle 25, oder umgekehrt, durch die Spalte 28.A distinguishing feature of the apparatus is that thanks to the chosen arrangement of the grooves 21, the width of the central channel 24 in the height direction of the apparatus in the sections of the package 20 is variable, which are located between the guide partitions 26 and 27. At the same time, the width of the perlpheric channel 25 changes in the reverse direction. This is intended to prevent the linear velocity of the gas in the vertical direction in the channels 24 and 25 from significantly changing in height, despite the uninterrupted transition of the gas the channels 24 in the channels 25, or vice versa, through the column 28th
Der beschriebene Gas-Flüssigkeits-Kontaktapparat arbeitetThe described gas-liquid contact apparatus works
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ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten Apparat.similar to the apparatus shown in Fig. 1.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Gas-FlüssigkeltSe-Gegenstromkoritaktapparates sind die Führungstrennwände als innere Vorsprünge an den Gehäusewänden des Apparates gestaltet, und das Rinnenpaket hat im Plan die Form eines Rechtecks·In a further embodiment of the gas / liquid / vapor countercurrent apparatus, the guide dividing walls are designed as internal projections on the housing walls of the apparatus, and the channel pack has the shape of a rectangle in plan.
Der Apparat enthält ein Kastengehäuse 29 (Fig. 3 bis 5), das mit unteren Stutzen 30 zum Gaseinführen, oberen Stutzen 31 zum Gasa-bleiten, oberen Stutzen 32 zum Flüssigkeitseinfuhren und einem unteren Stutzen 33 zum Flüssigkeitsableiten ausgestattet ist» Im Gehäuse 20 befindet sich ein Paket 34 von Rinnen 35» die in Gestalt einer viergangigen Spirale angeordnet sind. Uie Rinnen 35 bestehen aus miteinander verbundenen geraden geneigten Abschnitten 36, die mit geneigten Innenbordwänden 37 und geneigten Außenbordwänden 38 versehen sind, sowie aus kurzen horizontalen Abschnitten 39, die mit Außenbord« wänden 40 ausgestattet sind. Die Rinnen 35 sind mit Längs sicken 41 versehen, die das Flußbett der Rinnen 35 in drei parallele Kanäle 42 unterteilen. Diese Ausführung der Rinnen 35 soll die Flüssigkeitsverteilung in deren Breite verbesserne Außerdem gewährleisten die Längssicken 41 eine zusätzliche Verwirbelung des Gasstromes, der sich von den geneigten Außenbordwänden 38 zu den geneigten Innenbordwänden 37 (oder aber in der umgekehrten Richtung) der Rinnen 35 bewegt.The apparatus includes a box housing 29 (Figures 3 to 5), which is equipped with lower nozzle 30 for gas introduction, upper nozzle 31 for Gasa-slide, upper nozzle 32 for liquid introduction and a lower nozzle 33 for liquid drainage »In the housing 20 is located a package 34 of grooves 35 "arranged in the form of a four-turn spiral. The gutters 35 consist of interconnected straight inclined sections 36 provided with inclined inboard walls 37 and inclined outboard walls 38, and short horizontal sections 39 equipped with outboard walls 40. The grooves 35 are provided with longitudinal beads 41 which divide the riverbed of the grooves 35 in three parallel channels 42. This embodiment of the grooves 35 to improve the fluid distribution in the width e In addition, the longitudinal beads 41 provide additional turbulence of the gas stream to the inclined inner side walls (or in the reverse direction) from the inclined outboard walls 38 37 moves the grooves 35th
Eine Besonderheit des beschriebenen Apparates besteht ferner darin, daß die geneigten Innenbordwände 37 der Rinnen 35 aneinander anschließen oder fast anschließenA special feature of the apparatus described is further that the inclined inboard walls 37 of the grooves 35 connect or almost connect
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und zwischen ihnen kein Kanal zum Gasdurchtritt in der vertikalen Richtung bestehen bleibt. Jedoch sind solche Kanäle zwischen den geneigten Außenbordwänden 38 und den Wänden des Gehäuses 29 vorhanden. Diese Kanäle 43 weisen einen in Höhenrichtung des Apparates veränderlichen Querschnitt auf. Die Funktion der Führungstrennwände, die die Bewegungsbahn des Gases verkrümmen, erfüllen innere Vorsprünge 44 des Gehäuses 29. Diese Vorsprünge 44, die in schachbrettartiger Ordnung zu beiden Seiten des Paketes 34 liegen, gewährleisten dessen mehrfaches Kreuzen durch den Gasstrom, der sich im Apparat von den unteren Stutzen 30 zu den oberen Stutzen 31 bewegt.and there is no channel between them for gas passage in the vertical direction. However, such channels are present between the inclined outboard walls 38 and the walls of the housing 29. These channels 43 have a variable in height direction of the apparatus cross-section. The function of the guide dividers which skew the gas trajectory are internal projections 44 of the housing 29. These projections 44 lying in a checkerboard pattern on both sides of the package 34 ensure its multiple crossing by the flow of gas passing through the apparatus bottom stub 30 moves to the upper port 31.
Zur Flüssigkeitszuführung zu allen Kanälen 42 der Rinnen 35, die längs der viergängigen Spirale liegen, sind zwölf Stutzen 32 (je ein Stutzen 32 für einen einzelnen Kanal eines jeden Spiralengangs) vorgesehen. Der gesamte Flüssigkeitsstrom wird mittels .einer bekannten Verteilungseinrichtung 45, beispielsweise einer Rotationseinrichtung, in zwölf unabhängige Ströme unterteilt.For liquid supply to all channels 42 of the grooves 35, which lie along the four-start spiral, twelve nozzles 32 (one nozzle 32 for a single channel of each spiral thread) are provided. The entire liquid stream is divided into twelve independent streams by means of a known distribution device 45, for example a rotary device.
Der Apparat, nach dieser Variante arbeitet auf folgende Weise: -The device, according to this variant works in the following way: -
Die Flüsigkeit gelangt durch die Stutzen 32 auf die obersten Abschnitte der Rinnen 35. Unter der Schwerkraftwirkung zerfließt die Flüssigkeit in Form eines Films auf den Böden der Rinnen 35 und läuft längs einer absteigenden Spirale in den unteren Teil des Apparates ab, von wo sie durch den Stutzen 53 abgeleitet wird. Das Gas gelangt inThe liquid passes through the nozzles 32 on the uppermost portions of the grooves 35. Under the action of gravity, the liquid dissolves in the form of a film on the bottoms of the grooves 35 and runs along a descending spiral in the lower part of the apparatus, from where they through the Stub 53 is derived. The gas enters
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den Apparat durch den Stutzen 30 und verläßt ihn durqh den Stutzen 31· Im Innern des Apparates durchkreuzt der Gasstrom mehrfach das Paket 34 der Rinnen 35 (volle Pfeile), indem er mit der Flüssigkeitsschicht kontaktiert.The apparatus passes through the nozzle 30 and leaves it through the nozzle 31. Inside the apparatus, the gas stream repeatedly intersects the package 34 of the grooves 35 (solid arrows) by contacting it with the liquid layer.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Apparates sind weitere Erfindungsmerkmale realisiert«In a further embodiment of the apparatus further features of the invention are realized «
Der Apparat besitzt ein vertikales zylindrisches Gehäuse (Fig.6 bis 8), in dessen Querschnitt mehrere einzelne Pakete 47 (Fig«, 7) angeordnet sind, die aus Rinnen 48 (Fig. 6) ausgeführt sind, welche in Gestalt einer mehrgängigen Spirale liegen. Die Rinnen 48 bestehen aus geraden geneigten Abschnitten 49 (Fig. 7, 8), die geneigte Innenbordwände 50 (Fig. 7) und geneigte Außenbordwände 51 besitzen» Kurze horizontale Abschnitte 52'schließen an die Seitenfläche des Gehäuses 46 an, In Fig. 6 ist nur ein Teil des Apparates dargestellt; daher fehlen in ihr Stutzen zürn Einführen und Ableiten der Flüssigkeit sowie Mittel zur Flüssigkeitszuführung zu den Paketen 47, Zwischen den Paketen 47 bestehen Kanäle 53 zum Gasdurchtritt.in der vertikalen Richtung, in denen Führungstrennwände 54, 55, horizontal angeordnet sind, die mehrfaches Kreuzen der Pakete 47 durch den Gasärrom (volle Pfeile) gewährleisten.The apparatus has a vertical cylindrical housing (Figs. 6-8), in the cross-section of which are arranged a plurality of individual packages 47 (Fig. 7) made up of channels 48 (Fig. 6) which are in the form of a multi-flighted spiral , The troughs 48 consist of straight inclined sections 49 (FIGS. 7, 8) having inclined inboard side walls 50 (FIG. 7) and inclined outboard side walls 51. Short horizontal sections 52 'connect to the side surface of the housing 46, FIG only a part of the apparatus is shown; Therefore, there are no lances therein for introducing and discharging the liquid, and means for supplying liquid to the packages 47. Channels 53 for passage of gas exist between the packages 47. In the vertical direction in which guide dividing walls 54, 55 are horizontally arranged, the plurality of times Ensure packages 47 through the Gasärrom (full arrows).
Die Arbeitsweise des Apparates nach der in den Fig. 6 bis dargestellten Variante bedarf keiner besonderen Erläuterungen« Auch in diesem Fall durchkreuzt der Gasstrom mehrfach die Pakete 47 der Rinnen 48 (volle Pfeile).The operation of the apparatus according to the variant shown in FIGS. 6 to requires no particular explanation. "Also in this case, the gas flow repeatedly crosses the packets 47 of the channels 48 (full arrows).
In einer weiteren Ausführungsvariante des Gas-FlüssigkeitS'-Gegenstromkontaktapparates ist den Rinnenpaketen im Plan dio Form von Sektoren verliehen, die mit ihremIn a further embodiment variant of the gas-liquid countercurrent contact apparatus, the channel packs in the plan are given the form of sectors which are connected with their
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schmalen Teil ins Innere des Apparates zeigen.narrow part into the interior of the apparatus show.
Ein vertikales zylindrisches Gehäuse 59 (Fig. 9) des Apparates ist mit einem unteren Stutzen 58 zum Gaseinführen, einem oberen Stutzen 59 zum Gasableiten, einem oberen Stutzen 60 zum Flüssigkeitseinfuhren und einem unteren Stutzen 61 zum Ableiten der Flüssigkeit aus dem Apparat ausgestattet· Im Gehäuse 57 sind Pakete 62 von Rinnen 63 angeordnet, die längs einer eingängigen Spirale liegen. Geneigte Innenbordwände 64 und geneigte Außenbordwände 65 der Rinnen 63 haben im Plan die Form von Sektoren, die mit ihrem schmalen Teil ins Innere des Apparates zeigen.A vertical cylindrical housing 59 (Figure 9) of the apparatus is provided with a lower nozzle 58 for gas introduction, an upper nozzle 59 for discharging gas, an upper nozzle 60 for introducing liquid and a lower nozzle 61 for discharging the liquid from the apparatus 57 are arranged 62 packets of grooves 63, which lie along a catchy spiral. Inclined inboard sideboards 64 and inclined outboard sidewalls 65 of the troughs 63 are in plan shape in the form of sectors that point with their narrow part inside the apparatus.
Die geneigten Innenbordwände 64 eines jeden Paketes 62 begrenzen einen zentralen Kanal 66, der von oben durch eine Führungstrennwand 67 verdeckt ist, die als Kappe ausgebildet ist. ' * The inclined inboard walls 64 of each package 62 define a central channel 66 which is concealed from above by a guide partition 67 formed as a cap. '*
Zwischen den geneigten Außenbordwänden 65 der Rinnen 63 und den Wänden des Gehäuses 57 bleiben Außenkanäle 68 zum Gasdurchtritt in der vertikalen Richtung bestehen. Diese Kanäle 68 sind in Höhenrichtung des Apparates durch Führungstrennw-ande 69 versperrt« Die letzteren erfüllen auch die Funktion von Auflagerplatten, auf denen mit Hilfe von Längsplatten 70 die Pakete 62 der Rinnen 63 montiert werden.Between the inclined outboard walls 65 of the channels 63 and the walls of the housing 57, outer channels 68 remain for gas passage in the vertical direction. These channels 68 are blocked in the vertical direction of the apparatus by Führungswennwende 69 'The latter also perform the function of support plates on which by means of longitudinal plates 70, the packages 62 of the grooves 63 are mounted.
In der Mitte der Führungstrennwände 69 sind zentrale Hülsen 71 angebracht, die mit Abflußstutzen 72 versehen sind. In den Führungstrennwänden 69 sind Bohrungen 73 zum Gasdurchtritt aus den Kanälen 68 in die Kanäle 66 der Pakete 62In the middle of the guide partitions 69 central sleeves 71 are attached, which are provided with outlet connection 72. In the guide partitions 69 are holes 73 for the passage of gas from the channels 68 in the channels 66 of the packets 62nd
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ΘΟ^Ιο - 21 vorgesehen·ΘΟ ^ Ιο - 21 provided ·
Die Kanäle 66 und 68 stehen miteinander nicht nur über Bohrungen 73 in den Führungstrennwänden 69, sondern auch über Spalte 74 zwischen den Rinnen 63 in Verbindung.The channels 66 and 68 communicate with each other not only through holes 73 in the guide partitions 69, but also via column 74 between the grooves 63 in connection.
Die obersten berieselten Pakete 62 sind nicht so sehr zum Stoffaustausch, sondern mehr zur Tropfenabtrennung ausThe uppermost sprinkled packets 62 are not so much for mass transfer but more for droplet separation
dem Gasstrom bestimmt«. ' determined by the gas flow «. '
Über dem unteren Stutzen 58 zum Gaseinführen ist im Gehäuse 57 eine Prallwand 75 angebracht, die das Gelangen der Flüssigkeit in den Stutzen 58 ausschließt.A baffle 75 is mounted in the housing 57 above the lower connecting piece 58 for introducing gas, which excludes the passage of the liquid into the connecting piece 58.
I ιI ι
Eine Besonderheit dieses Apparates bei der Arbeit besteht darin, daß die Flüsägkeitsströme, die von den Paketen 62 der Rinnen 63 ablaufen, in den Hülsen 71 aufgefangen werden und die Flüssigkeit durch die Abflußstutzen 72 zwischen den untenliegenden Paketen 62 gleichmäßig verteilt wird.A special feature of this apparatus at work is that the Flüsägigkeitsströme run off of the packages 62 of the grooves 63 are collected in the sleeves 71 and the liquid is evenly distributed through the outflow nozzles 72 between the underlying packages 62.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Gas-Flüssigkeits-Gogenstromkontaktapparates enthalten die Rinnenpakete mehrere absteigende Spiralen verschiedenen Durchmessers, wie in Fig. 1 dargestellt ist.According to a further embodiment variant of the gas-liquid gas flow contact apparatus, the channel packs contain a plurality of descending spirals of different diameters, as shown in FIG.
In diesem Fall besitzt der Apparat ein vertikales zy~ lindrisches Gehäuse 76 mit einem unteren Stutzen 77 zum Gaseinführen, einem oberen Stutzen 78 zum Gasableiten, einem oberen Verteilungsstutzen 79 zum Einführen derIn this case, the apparatus has a vertical cylindrical housing 76 with a lower nozzle 77 for gas introduction, an upper nozzle 78 for gas discharge, an upper distribution nozzle 79 for insertion of the
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Flüssigkeit und Zuführen derselben zu den berieselten Platten sowie mit einem unteren Stutzen 80 zum Ableiten der Flüssigkeit aus dem Apparat· Im Innern des Gehäuses 76 sind in Höhenrichtung des Apparates drei Pakete 81 von Rinnen 82 angeordnet, zwischen denen im Gehäuse 76 Führungstrennwände 83, 84, 85 vorgesehen sind, die einen zentralen Kanal 86 und einen peripheren Kanal 87 versperren. Eine Besonderheit dieser Ausführungsvariante des Apparates i3t, daß jedes Paket 81 der Rinnen 82 mehrere (im vorliegenden Fall drei) absteigende Spiralen 88, 89, 90 verschiedenen Durchmessers enthält, wodurch die Gasphase zusätzlich verwirbelt wird. Hierbei besitzen die benachbarten Spiralen des Paketes 81 entgegengesetzte Windungsrichtungen (siehe das untere Paket 81, das mit einem teilweisen Ausbruch dargestellt ist, wobei ersichtlich ist, daß beispielsweise die Spiralen 89, 90 entgegengesetzte Windungsrichtungen aufweisen). Dies muß die Verteilungsgleichmäßigkeit des Gasstroms in den Paketen 81 erhöhen. Im vorliegenden Fall sind die Spiralen 88 bis 90 eingängig.In the interior of the housing 76, three packages 81 of channels 82 are arranged in the vertical direction of the apparatus, between which guide walls 83, 84, 85 are provided which obstruct a central channel 86 and a peripheral channel 87. A peculiarity of this embodiment of the apparatus i3t that each package 81 of the grooves 82 more (in the present case three) descending spirals 88, 89, 90 of different diameters, whereby the gas phase is additionally swirled. Here, the adjacent spirals of the pack 81 have opposite winding directions (see the lower pack 81 shown with a partial breakout, it being understood that, for example, the spirals 89, 90 have opposite winding directions). This must increase the distribution uniformity of the gas flow in the packs 81. In the present case, the spirals 88 to 90 are catchy.
Zwischen verschiedenen Paketen 81 sind Oberlaufvorrichtungen vorgesehen, die in Gestalt von Rinnen 91 und 92 ausgeführt sind« Hierbei gewährleistet die Rinne 91 das Auffangen der Flüssigkeit, die vom unteren Ende der eingängigen Spirale 88 des höherliegenden Paketes 81 abfließt, und die Zuführung der Flüssigkeit zum obren Ende der eingängigen Spirale 90 des untenliegenden Paketes in ähnlicher Weise gewährleistet die Rinne 92 den überlauf der Flüssigkeit von der Spirale 90 auf die untenliegendeBetween different packages 81 upper running devices are provided, which are designed in the form of grooves 91 and 92 'Here, the channel 91 ensures the collection of the liquid flowing from the lower end of the catchy spiral 88 of the higher-lying package 81, and the supply of the liquid to the obren At the end of the catching spiral 90 of the underlying package, similarly, the channel 92 ensures the overflow of liquid from the spiral 90 to the underlying one
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Spirale 88. Zwischen den Spiralen 89 der benachbarten Pakete 81 fehlen besondere Oberläufe, so daß die Flüssigkeit von einer Spirale 89 auf die andere unter der Schwerkraftwirkung einfach überströmteSpiral 88. Between the spirals 89 of the adjacent packages 81 are missing special top courses, so that the liquid from one spiral 89 to the other under the force of gravity simply flowed over
In der untersten Führungstrennwand 83 sind Bohrungen 93 zum Ablauf der Flüssigkeit von den unteren Enden der Spiralen 88, 89, 90 in den unteren Teil des Apparates vorgesehen^In the lowermost guide partition 83, bores 93 for discharging the liquid from the lower ends of the scrolls 88, 89, 90 are provided in the lower part of the apparatus
Der in Fig. 11 dargestellte Apparat arbeitet auf folgende Weise:The apparatus shown in Fig. 11 operates in the following manner:
Durch den Stutzen 79 wird die Ausgangsflüssigkeit in gleichen Strömen auf die Spiralen 88 bis 90 des obersten Paketes 81 vert.eilt. Vom unteren Ende der Spirale 88 dieses Paketes 81 läuft die Flüssigkeit über die Rinne 91 auf die innere Spirale 90 des unterliegenden Paketes ab. Vorn unteren Ende der Spirale 90 des oberen Paketes 81 gelangt die Flüssigkeit über die Rinne 92 auf die äußere Spirale des untenliegenden Paketes 81. Von der Zwischenspirale 89 gelangt die Flüssigkeit unmittelbar auf die ähnliche Spirale 89 des unte&iegenden Paketes 81. Der Gasstrom dtrchkreuzt die Pakete 81, wobei er mit dem Flüssigkeitsfilm kontaktiert (vol3.e Pfeile).Through the nozzle 79, the starting liquid is in equal currents on the spirals 88 to 90 of the uppermost package 81 verteleilt. From the lower end of the spiral 88 of this package 81, the liquid drains via the gutter 91 onto the inner spiral 90 of the underlying package. At the lower end of the spiral 90 of the upper package 81, the liquid passes via the channel 92 to the outer spiral of the underlying package 81. From the intermediate spiral 89, the liquid passes directly to the similar spiral 89 of the underlying package 81. The gas stream crosses the packages 81 while contacting with the liquid film (vol3.e arrows).
Nach einer weiteren Ausführungsväriante des Gas-Flüssigkeits~Gegenstromkontaktapparat©s ist in den Spalten zwischen den Rinnen ein gewelltes Netzband angebracht.According to another embodiment variant of the gas-liquid countercurrent contact apparatus, a corrugated mesh band is provided in the gaps between the channels.
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In Fig. 12 ist zur anschaulichen Darstellung nur ein Element einer Rinne 94 mit geneigten Bordwänden 95 dargestellt, auf der ein gewelltes Netzband 96 angebracht ist« Die eine der Bordwände 95 ist innerhalb eines kleinen Abschnittes bedingt mit einem Ausbruch dargestellt. Die Wellungen des erwähnten Bandes 96 sind von einer Bordwand 95 der Rinne zur entgegengesetzten Bordwand 95 gerichtet» Die unteren Vorsprünge 97 des gewellten Netzbarides 96 berühren die berieselte Oberfläche, d. h. den Boden der Rinnen 94.In Fig. 12, only one element of a channel 94 is shown with inclined side walls 95 for illustrative presentation, on which a corrugated mesh tape 96 is attached «The one of the side walls 95 is shown within a small portion due to an eruption. The corrugations of the mentioned band 96 are directed from one side wall 95 of the channel to the opposite side wall 95. The lower projections 97 of the corrugated mesh bar 96 touch the sprinkled surface, i. H. the bottom of the gutters 94.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann zumindest die Innenfläche der Rinnen mit einem Schutzfilm aus polymerem Stoff bedeckt werden« Eine Rinne 98 (Fig. 13) mit geneigten Bordwänden 99 ist mit einem Schutzfilm 100 aus Polytetrafluorethylen (Teflon) bedeckt. Die Ränder 101 des Schutzfilms 100 sind hinter die geneigten Bordwände 99 der Rinne 98 abgebogen. Der Schutzfilm 100 wirdan der Rinne mittels Klammern 102 fixiert, die aus einem korrosionsfesten Material gefertigt sind. Der Schutzfilm 100 schützt auf diese Weise nur jene Abschnitte der Rinne 98, die die Flüssigkeit berühren, d. h. unter den schlechtesten (hinsichtlich der Korrosionseinwirkung) Bedingungen stehen.According to a further embodiment variant, at least the inner surface of the gutters can be covered with a protective film of polymeric material. A gutter 98 (FIG. 13) with inclined side walls 99 is covered with a protective film 100 made of polytetrafluoroethylene (Teflon). The edges 101 of the protective film 100 are bent behind the inclined side walls 99 of the channel 98. The protective film 100 is fixed to the groove by means of brackets 102 made of a corrosion-resistant material. The protective film 100 thus protects only those portions of the channel 98 which contact the liquid, d. H. are among the worst (in terms of corrosion) conditions.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Apparates wird vollkommener Schutz der Rinnenoberfläche gegen Einwirkung des aggressiven Mediums gewährleistet. Eine Rinne 103 (Fig. 14) mit geneigten Bordwänden 104 ist in einem Mantel aus einem Schutzfilm 105 eingeschlossen. Die Fixierung des Schutzfilms 105 an der Rinne 103 kann durch AnklebenAccording to a further embodiment variant of the apparatus, complete protection of the channel surface against the action of the aggressive medium is ensured. A channel 103 (FIG. 14) with inclined side walls 104 is enclosed in a jacket of a protective film 105. The fixation of the protective film 105 to the groove 103 may be by gluing
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desselben an der Rinne 103 gewährleistet sein. Da die Klebeschicht zwischen der Außenfläche der Rinne 103 und der Innenfläche des Mantels aus dem Schutzfilm 105 liegt, ist das Auflösen des Klebemittels unter der Wirkung des Arbeitsmediums ausgeschlossen.the same can be ensured on the channel 103. Since the adhesive layer between the outer surface of the groove 103 and the inner surface of the shell is made of the protective film 105, the dissolution of the adhesive under the action of the working medium is excluded.
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Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21634679A DD146689A1 (en) | 1979-10-19 | 1979-10-19 | GAS-liquid countercurrent CONTACT APPARATUS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21634679A DD146689A1 (en) | 1979-10-19 | 1979-10-19 | GAS-liquid countercurrent CONTACT APPARATUS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD146689A1 true DD146689A1 (en) | 1981-02-25 |
Family
ID=5520686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD21634679A DD146689A1 (en) | 1979-10-19 | 1979-10-19 | GAS-liquid countercurrent CONTACT APPARATUS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD146689A1 (en) |
-
1979
- 1979-10-19 DD DD21634679A patent/DD146689A1/en unknown
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