DD276813A1 - Abstreiferboden fuer feststoffpartikel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Boden mit Fluessigkeitszu- und -ablauf sowie Gasdurchtrittskaminen fuer die Abtrennung von Feststoffpartikeln aus dem Fluessigkeitsstrom. Bevorzugtes Einsatzgebiet sind Stoffaustauschkolonnen mit Querstromboeden. Der Abstreiferboden fuer Feststoffpartikel besteht aus solchen Fluessigkeitszu- und -ablaeufen, die in Form von Kreisabschnitten seitlich an der Kolonnenwand jeweils um 90 versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der Fluessigkeitszulauf, von einem 350 mm bis 700 mm hohen Zulauftrog umgeben ist. An die Begrenzung des Zulauftroges grenzt beidseitig eine Laengswand an. Eine die Laengswaende verbindende Querwand weist einen symmetrischen V-foermigen Ausschnitt mit einer max. Tiefe von 150 mm bis 250 mm auf. An der Querwand des Zulauftroges ist eine Vorabscheidekammer sowie diese und Gasdurchtrittskamine umgebende Feinabscheidekammer angeordnet. Die unmittelbare technische Wirkung besteht darin, dass durch entsprechende Behandlung die Feststoffpartikel zum Absetzen gezwungen werden. Fig. 2

Description

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Dio Erfindung betrifft einen Boden mit Flüssigkeitszu- und ablauf sowie Gasdurchtrittskaminen für die Abtrennung von Feststoffpartikeln aus dem Flüssigkeitsstrom, speziell in Kolonnen mit Querstromböden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Gemäß DD-PS 238 504 ist ein Boden mit Flüssigkeitszu- und -ablauf sowie Gasdurchtrittskaminen zur Abtrennung von Feststoffpartikeln aus einem Flüssigkeitsstrom in Bodenkolonnen bekannt.

Dieser Bodsn ist aus Segmenten zusammengesetzt, in Strömungsrichtung der Flüssigkeit vom Zulauf zum Ablauf mit einem Gefälle von 1 bis 3% geneigt und vor dem Ablaufwehr mit Abschlämmbohrungen in einem Durchmesser von 10 bis 20mm versehen.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß zwar durch das Einfügen eines Bodens ohne Gas-Flüssigkeits-Kontaktierung zwischen die Stoffaustauschböden der Kolonne eine Beruhigung der Flüssigphase und damit eine gewisse Abscheidung des Feststoffes erfolgt, diese aber aufgrund der abscheidungsunspezif ischen Gestaltung des Bodens auf sehr grobe Feststoff partikel beschränkt

B9sonders ungünstig ist, daß die bereits abgeschiedenen Feststoffpartikel mit der Flüssigkeitsströmung über die Abschlämmbohrungen auf die unterhalb dieses Bodens angeordneten Stoffaustauschböden gelangen und hier zu den bekannten Verstopfungsproblemen führen.

Von Nachteil ist weiterhin, daß die Größe der Abschlämmbohrungen in der gleichen Größenordnung wie die Gasdurchtrittsöffnungen in den oberhalb bzw. unterhalb des erfindungsgemäßen Bodens angeordneten Stoffaustauschböden liefen. Das hat zur Folge, daß die Abschlämmbohrungen nach kurzer Betriebsdauer durch die Feststoffpartikel zugesetzt und damit unwirksam werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Abstreiferboden zur vollständigen Abscheidung des gesamten Spektrums der in der Flüssigkeitsströmung enthaltenen Feststoffpartikel mit weitestgehender Rückhaltung des abgeschiedenen Feststoffes von den darunter angeordneten Stoffaustauschböden bei hoher spezifischer Gas- und Flüssigkeitsbelastbarkeit zu schaffen und dabei die durch Verstopfung der Stoffaustauschböden entstehenden Probleme -von einem erheblichen Druckverlustanstieg bis hin zum Fluten der Böden und damit Funktionsuntüchtigkeit der Kolonne - zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstreiferboden mit zweckentsprechenden Vorrichtungen zur wesentlichen Erhöhung der Verweilzeit der feststoffhaltigen Flüssigphase so zu gestalten, daß dadurch gleichzeitig ausreichend großer und tiefen- sowie höhengestaffelter Raum für die Aufnahme der abgeschiedenen Fesistoffpartikel gebildet wird, aus dem die Flüssigphase an vielen Stellen durch geeignete Vorrichtungen abgeführt wird.

Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Flüssigkeitszulauf und die beiden Flüssigkeitsabläufe in Form von Kreisabschnitten seitlich an der Kolonnenwand jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei ist der Flüssigkeitszulauf von einem Zulnuftrog, der eine Höhe von 350 bis 750mm aufweist, umgeben. Die hintere Begrenzung des Zulauftroges ist gebildet durch die Kolonnenwand, an die entsprechend des Wehrverhältnisses des Flüssigkeitsablaufes des Abstreiferbodens beidseitig eine Längswand als seitlicher Abschluß angrenzt. An der der Kolonnenlängsachse zugewandten Seite ist der Zulauftrog durch eine die beiden Längswände verbindende Querwand geschlossen. Diese Querwand weist einen zur Bodenlängsachse symmetrischen V-förmigen Ausschnitt mit einer max. Tiefe von 150 bis 250 mm auf. An die Querwand des Zulauftroges schließt sich eine zur Bodenlängsachse symmetrisch angeordnete und bis über die Bodenmitte hinaus reichende Vorabscheidekammer so an, daß diese den gesamten Raum zwischen den beiden beiderseits der Bodenlängsachse mit ihren Längswänden parallel dazu und mit Distanz zueinander angeordneten, rechteckigen Gasdurchtrittskaminen einnimmt.

Dabei ist diese Vorabscheidekammer gebildet durch die jeweils innere Längswand der Gasdurchtrittskamine sowie durch die mit Flüssigkeitsdurchtrittsoffnungen von 20 bis 40mm Durchmesser versehenen Verbindungswände zwischen Zulauftrog und den vom Zulauftrog aus gesehenen vorderen Längskanten der Gasdurchtrittskamine sowie zwischen den beiden hinteren Längskanten derselben. Die Verbindungswege weisen eine Höhe von 250 bis 600 mm auf. Eine Feinabscheidekammer mit einer Wandhöhe von 300 bis 700mm umgibt die Vorabscheidekammer sowie die Gasdurchtrittskamine. Die Feinabscheidekammer ist begrenzt von den Ablaufwehren der beiden seitlich angeordneten Flüssigkeitsabläufe, dem Zulauftrog und teilweise durch die Kolonnenwand. Vor den beiden Ablaufwehren sind in einem Abstand von 100 bis 300mm dazu Schikanen angeordnet, deren Höhe gleich der der Feinabscheidekammer ist und die mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen im Durchmesserbereich von ?0 bis 40mm verse'.on sind.

Eine besond arc Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schikanen in de; Draufsicht zickzackförmig gestaltet sind, wobei dio Tiefe de Abkantungen etwa 100mm und die Teilung etwa 200mm betragen.

Der Bohrungsdurchmesser in den Verbindungswänden der Vorabscheidekammer ist im oberen Drittel derselben 1,3- bis 1,6:nal größor ausgeführt als im unteren Teil der Verbindungswände. Die gleiche Ausgestaltung ist für die Schikanen vorgesehen. Die Kamindächer der Gasdurchtrittskamine sind mit Gasdurchtrittsöffnungen im Durchmesöerbereich von 15 bis 40 mm versehen. Dor Durchmesser der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen der Schikanen ist im oberen Diitto! derselben 1,3- bis 1,6mal größer ausgeführt als im unteren Teil dieser Schikanen.

•Ausführungsbolsplel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutort.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1: Draufsicht auf don erfindungsgemäßen Abstreiferboden (ohne Kamindächer gezeichnet)

Fig.2: Schnitt A-A aus Fig. 1

Fig.3: Schnitt B-B aus Fig. 1

Fig.4: Schnitt C-C aus Fig. 1

Fig.5: Schnitt D-Daus Fig. 1.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß der Abstreiferboden aus dem Flüssigkeitszulauf 1, den beiden Flüssigkeitsabläufen 2, den beiden Gasdurchtrittskaminen 3, dem Zulauftrog 4, der Vorabscheidekammer 5 und der Feinabscheidekammer 6 bestehen.

Die rechteckigen Gasdurchtrittskamine 3 sind mit ihren Längswänden 7 parallel zur Bodenlängsachse 8 und mit Distanz dazu angeordnet.

Die Kamindächer 9 sind mit Gasdurchtrittsöffnungen 10 von 30 mm Durchmesser als zusätzliche Öffnungen versehen, wie in Fig.2 und 4 dargestellt ist.

Aus Fig. 1 geht weiterhin hervor, daß der Flüssigkeitszulauf 1 und die beiden Flüssigkeitsabläufe 2 in Form von Kreisabschnitten seitlich an der Kolonnenwand 11 um jeweils 90" versetzt zueinander angeordnet sind.

Der Flüssigkeitszulauf 1 ist vom Zulauftrog 4, dessen Wandhöhe 700 mm beträgt, umgeben. Die mit dem V-förmigen Ausschnitt versehene Querwand 12 des Zulauftroges 4 begrenzt diesen zur Bodenmitte hin. Die maximale Tiefe des V-förmigen Ausschnittes beträgt 150mm.

An den Zulauftrog 4 schließt sich, symmetrisch zur Bodenlängsachse 8 angeordnet, die Vorabscheidekammer 5 an. Diese wird durch die von der Bodenlängsachse aus gesehenen inneren Längswände 7 der beiden Gasdurchtrittskamina 3 sowie durch perforierte Verbindungswände 13 gebildet, die zwischen Zulauftrog 4 und den vom Zulauftrog aus gesehenen, vorderen Längskanten 1<? der Gasdurchtrittskamine 3 und den, ebenfalls vom Zulauftrog 14 aus gesehenen, beiden hinteren Längskanten 14 der Gasdurchtrittskamine 3 angeordnet sind. Die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen 15 in den Verbindungswänden 13 haben einen Durchmesser von 20 mm, die Höhe der Verbindungswände 13 beträgt 500 mm (siehe hierzu

Ebenfalls aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Feinabscheidekammer 6 die Vorabscheidekammer 5 sowie die beiden Gasdurchtrittskamine 3 umschließt und durch die mit dem V-förmigen Ausschnitt versehene Querwand 12 des Zulauftroges 4, durch die Ablaufwehre 16 der beiden seitlich angeordneten Flüssigkeitsabläufe 2 sowie einen Teil der Kolonnenwand 11 begrenzt wird. Die Höhe der Feinabscheidekammer 6 beträgt 600mm.

Aus Fig. 1 und 5 ist zu entnehmen, daß perforierte, in der Draufsicht W-förmige Profilform aufweisende Schikanen 17 in einem Abstand von 150 mm vor den beiden Ablaufwehren 16 angeordnet sind.

Der Durchmesser der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen 15 in den Schikanen 17 beträgt im oberen Drittel 30mm und im unteren Bereich derselben nur 20mm. Die beiden Schikanen 17 weisen eine Höhe von 600mm auf.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist wie folgt:

Die zulaufende feststoffhaltige Flüssigkeit wird ohne Kontaktierung mit der Gasphase in den Zulauftrog geleitet und aufgestaut.

Dadurch wird deren hohe Strömungsgeschwindigkeit sehr stark gedrosselt. Weiter gelangt die Flüssigkeit über die Überströmkante des V-förmigen Ausschnittes in der zur Bodenmitte hin angeordneten Querwand des Zulauftroges gleichmäßig und mit infolge der geringen Neigung dieser Überströmkante minimaler Strömungsgeschwindigkeit in die Vorabscheidekammer. In dieser Vorabscheidekammer erfolgt der Flüssigkeitsaufstau durch die Rückstauwirkung der Äblaufwehre der beiden Flüssigkeitsabläufe. Infolge der hier weiter verringerten Strömungsgeschwindigkeit setzen sich in dieser Kammer die groben Feststoffpartikel ab. Die von groben Feststoffpartikeln befreite Flüssigkeit wird aus der Vorabscheidekammer durch die große Anzahl der in deren Verbindungswänden vorhandenen Flüssigkeitsdurchtrittsöttnungen in die diese Kammer umgebende Feinabscheidekammer geleitet. Infolge der hier vorhandenen größeren Strömungsquerschnitto und Absetzräume ist die Strömungsgeschwindigkeit in dieser Kammer noch weitaus niedriger als in der Vorabscheidekammer, und die Verweilzeit ist entsprechend länger. Wegen dieser günstigen Bedingungen scheiden sich in dieser Kammer die feineren Feststoffpartikel ab. Die von Feststoffen weitestgehend befreite Flüssigkeit strömt aus der Feinabscheidekammer über die Ablaufwehre der beiden seitlich an der Kolonnenwand angeordneten Flüssigkeitsabläufe auf den darunter angeordneten Stoffaustauschboden.

Dadurch, daß zwei Flüssigkeitsabläufe vorgesehen sind, ergeben sich optimale, niedrige Strömungsgeschwindigkeiten und damit günstige Absetzverhältnisse für die Feststoffpartikel.

Auf diese Weise wird eine hohe spezifische Flüssigkeitsbelastbarkeit des erfindungsgemäßen Abstreiferbodens auch bei hoher Feststoffbeladung erreicht.

Ein Aufwirbeln und damit eine Wiederaustragung der feinsten Feststoffpartikel beim Abströmen der Flüssigkeit aus der Feinabscheidekammer wird verhindert, weil vor den Ablaufwehren mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen versehene Schikanen angeordnet sind und dadurch der Raum zwischen Schikane und Ablaufwehr in der Feinabscheidekammer weitestgehend feststofffrei bleibt.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung, der durch die besondere v-förmige Gestaltung des Ausschnittes im Zulauftrog und durch die gezielte Höhenstaffelung der einzelnen Abscheidoräume erreicht wird, ist, daß die feststoffbeladene Flüssigkeit kontinuierlich r»uf 'jovorzugtem Strömungsweg in den Abscheidekammern geführt wird, so daß beidseitig dieses Strömungsweges Boruhigungszonen für die Abstreifung der in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffpartikel ohne weitere Bauelemente geschaffen werden. Dadurch wird die hohe Abscheideleistung dieses Bodens bei geringem apparativem Aufwand gewährleistet.

Claims (6)

1. Abstreiferboden für Feststoffpartikel mit Flüssigkeitszu- und -ablauf sowie Gasdurchtrittskaminen, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitszulauf (1) und die beiden Flüssigkeitsabläufe (2) in Form von Kreisabschnitten seitlich an der Kolonnenwand (11) jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der Flüssigkeitszulauf (1) von einem Zulauftrog (4), der eine Höhe von 350 bis 750mm aufweist, umgeben ist, dessen von der Kolonnenlängsachse (18) abgewandte hintere Begrenzung durch die Kolonnenwand (11) gebildet ist, an die entsprechend des Wehrverhältnisses des Flüssigkeitsablaufes (2) des Abstreiferbodens beidseitig eine Längswand (19) als seitlicher Abschluß angrenzt und der Zulauftrog an der der Kolonnenlängsachse (18) zugewandten Seite durch eine die beiden Längswände (19) verbindende Querwand (12) mit zur Bodenlängsachse (18) symmetrischen V-förmigen Ausschnitt, dessen größte Tiefe 150 bis 250 mm beträgt, geschlossen ist und daß sich an der Querwand (12) des Zulauftroges (4) bis über die Bodenmitte hinaus eine zur Bodenlängsachse (8) symmetrisch angeordnete Vorabscheidekammer (5) so anschließt, daß diese den gesamten Raum zwischen den beiden beiderseits der Bodenlängsachse (8) mit ihren Längswänden (7) parallel dazu und mit Distanz zueinander angeordneten, rechteckigen Gasdurchtrittskaminen (3) einnimmt, wobei diese Vorabscheidekammer (5) durch die jeweils innere Längswand (7) der Gasdurchtrittskamine (3) sowie durch die mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen

(15) von 20 bis 40 mm Durchmesser versehenen Verbindungswände (13) mit einer Höhe von 250 bis 600mrr. zwischen Zulauftrog (4) und den vom Zulauftrog (4) aus gesehenen vorderen Längskanten (14) der Gasdurchtrittskamine (3) sowie zwischen den beiden hinteren Längskanten (14) derselben gebildet ist und daß eine Feinabscheidekammer (6) mit einer Wandhöhe von 300 bis 700mm die Vorabscheidekammer (5) sowie die Gasdurchtrittskamine (3) umgibt und von den Ablaufwehren

(16) der beiden seitlich angeordneten Flüssigkeitsabläufe (2), dem Zulauftrog (4) und teilweise durch die Kolonnenwand (11) begrenzt ist und daß bei erforderlich feiner Feststoffabscheidung vor den beiden Ablaufwehren (16) in einem Abstand von 100 bis 300mm dazu mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen (15) im Durchmesserbereich von 20 bis 40mm Schikanen (17), deren Höhe gleich der der Feinabscheidekammer (6) ist, senkrecht angeordnet sind.

2. Abstreiferboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikanen (17) in der Draufsicht zickzackförmig gestaltet sind, wobei die Tiefe der Abkantungen etwa 100 mm und die Teilung etwa 200 mm betragen.

3. Abstreiferboden nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daL der Bohrungsdurchmesser in den Verbindungswänden (13) der Vorabscheidekammer (5) im oberen Drittel derselben 1,3- bis 1,6mal größer ausgeführt ist als im unteren Teil der Verbindungswände (13).

4. Abstreiferboden nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamindächer (9) der Gasdurchtrittskamine (3) mit Gasdurchtrittsöffnungen (10) im Durchmesserbereich von 15 bis 40mm versehen sind.

5. Abstreiferboden nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen ('.5) der Schikanen (17) im oberen Drittel derselben 1,3-bis 1,6mal größer ausgeführt ist als im unteren Teil dieser Schikanen (17).

6. Abstreifbrboden nach Anspruch 1,2,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen (15) in den Verbindungswänden (13) in der oberen Hälfte derselben 1,1- bis 1,5mal ausgeführt ist als im unteren Teil derselben.