DE10051523A1 - Vorrichtung zur Verteilung einer Flüssigkeit in einer Gegenstrom-Kolonne - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung einer angebotenen Flüssigkeitsmenge auf eine Mehrzahl von Leitelementen (20). Es wird eine Vorrichtung bereitgestellt, bei der die Flüssigkeitsverteilung hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Verteilung optimiert ist. Erreicht wird dies durch eine Vorrichtung, bei der die Leitelemente (20) unter Ausbildung eines Umfangsspaltes (7) durch einen gemeinsamen Lochkörper (1) hindurchgeführt sind, wobei sämtliche den Leitelementen (20) zugeordnete Spalte (7) von im wesentlichen gleichgroßem Querschnitt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung einer angebotenen Flüssigkeitsmenge auf eine Mehrzahl von Leitelementen für den Ablauf der Flüssigkeit im wesentlichen an deren Oberflächen, insbesondere für den Einsatz in einer zum Stoff und/oder Energieaustausch verwendeten Kolonne.

Die Begriffe "Kolonne" und "Stoff und/oder Energieaustausch" stehen als Sammelbegriff und stellvertretend für Einrichtungen, wie sie für eine Mehrzahl von Operationen in der chemischen Technologie Anwendung finden.

Bei Stoffänderungsprozessen werden vielfältig Stoffe in Form von Flüssigkeiten und/oder Dämpfen bzw. Gasen miteinander so vermischt, daß bestimmte Komponenten durch Stoffübertragung an der Phasengrenzfläche aus einer oder mehreren Phasen in die andere übergehen. Neben der Vermischung und dem Stoffaustausch erfolgt gleichzeitig ein Energie- und Wärmeaustausch. Bei diesen Prozessen müssen sowohl die Strömungswege als auch die Phasengrenzflächen der Gase bzw. Flüssigkeiten bestimmte Bedingungen erfüllen, um optimale wirtschaftliche Ergebnisse zu erzielen.

Wesentlich für einen hohen Wirkungsgrad des Stoff und/oder Energieaustausches ist bei möglichst großer Phasengrenzfläche die Vermeidung einer Ungleichverteilung der Phasen (Maldistribution) in der Kolonne und somit ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal der Kolonne die Einhaltung eines exakten Gegenstromes und eine optimierte, gleichmäßige Verteilung der angebotenen Flüssigkeitsmenge auf die einzelnen Leitelemente.

Zur Veranschaulichung des Funktionsprinzips einer Rieselkolonne zur Verteilung einer ablaufenden Flüssigkeit im Gegenstrom zeigt Fig. 1 in schematischem Längsschnitt bzw. schematischer Seitenansicht den oberen Teil einer Kolonne 13, wie sie Gegenstand der prioritätsbegründenden Patentanmeldungen ist, mit einem Flüssigkeits-Verteiler 24, und darunter befindlichen Verteil-Adaptern 26 für die weitere Aufteilung der Flüssigkeit in eine Vielzahl von Teilströmen, die dann einer dreidimensional strukturierten Reaktionspackung 18 zugeführt werden.

Der dargestellte Flüssigkeitsverteiler 24 weist ein System von Verteilerrinen 15 auf, denen Flüssigkeit über einen Einlaufstutzen 12 zugeführt wird. Die Verteilerrinnen 15 weisen eine begrenzte Anzahl von Flüssigkeits-Ablauftellen 14 auf.

Die Speisung dieser Ablaufstellen 14 mit über den Einlaufstutzen 12 in den Flüssigkeits-Verteiler 24 eingeleiteter Flüssigkeit erfolgt bei Einhalten bestimmter Voraussetzungen gleichmäßig, d. h. die pro Ablaufstelle 14 eingespeisten Flüssigkeitsmengen unterscheiden sich nur wenig voneinander bzw. idealerweise gar nicht. Angestrebt wird eine Abweichung die kleiner als ± 5% über sämtliche Ablaufstellen 14 ist. Voraussetzungen für die gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf die einzelnen Ablaufstellen 14 sind eine Mindeststauhöhe in den Verteilerrinnen 1 und das Unterbinden eines Strömungsgefälles im Flüssigkeits-Verteiler 24.

Der weiteren Aufteilung der aus den Ablaufstellen 14 austretenden Flüssigkeit dienen die nachgeschalteten Verteil-Adapter 26, mit denen die aus den Ablaufstellen 14 austretende Flüssigkeit in eine Vielzahl von Teilströmen aufgeteilt wird, deren Anzahl die Anzahl der Ablaufstellen 14 um ein Vielfaches überschreitet.

Jeder Adapter 26 weist eine Anzahl linearer Flüssigkeit-Leitelemente 20 auf, die gebündelt einer Flüssigkeitsablaufstelle 14 des Verteilers 24 zugeordnet sind. Ein solches lineares Flüssigkeits-Leitelement kann wiederum aus einzelnen Teil-Leitelementen 20 bestehen, wobei die einzelnen Leitelemente 20 beispielsweise durch Drähte oder Fäden gebildet werden. Die auf die Leitelemente 20 aufgegebene Flüssigkeit strömt bevorzugt an der Oberfläche der Leitelemente 20 ab, so daß ein Leitelement 20 nicht dahingehend zu verstehen ist, daß es die Flüssigkeit ähnlich wie eine Rohrleitung im Innern leitet.

Die Leitelemente 20 der Adapter 26 teilen sich in mehreren Stufen an Verzweigungspunkten 21 in beliebig viele Leitelemente 20. In der Praxis wird bevorzugt eine Aufteilung der Leitelemente 20 in drei, vier, sechs, sieben oder acht Teil-Leitelemente 20 vorgenommen.

Mit der Aufteilung der Leitelemente 20 in Teil-Leitelemente an den Verzweigungspunkten 21 erfolgt ebenfalls eine Aufteilung des vom Leitelement 20 geführten Flüssigkeitsstromes in entsprechend viele Teilströme, die dann ihrerseits von den Teil-Leitelementen 20 weitergeführt werden. Nach Aufteilung in mehreren Stufen innerhalb des Verteil Adapter 26 erreicht die Flüssigkeit in mehreren Teilströmen die unteren Enden des Verteil Adapters 26, die die Aufgabepunkte 22 der Reaktionspackung 18 bilden.

Ausgehend von den Ablaufstellen 14 des Flüssigkeits-Verteilers 24 wird die angebotene Flüssigkeitsmenge an einer Vielzahl von Verzweigungspunkten 21 aufgeteilt. Dies erfolgt sowohl innerhalb der Verteil Adapter 26, in welchen zusätzlich eine Vervielfachung der Teilströme realisiert wird, als auch in der Reaktionspackung 18, in der die Leitelemente 20 unter Beibehaltung der Gesamtanzahl an Leitelementen aufgeteilt und wieder zusammengeführt werden.

Wie bereits oben erwähnt, ist für einen hohen Wirkungsgrad der in der Rieselkolonne 13 ablaufenden Prozesse eine möglichst gleichmäßige Verteilung der angebotenen Flüssigkeitsmenge erforderlich. Bereits die erste Aufteilung der Flüssigkeitsmenge auf die Abströmstellen 14 hat Einfluß auf die erreichbare Toleranz der Flüssigkeitsaufteilung. Auftretende Mengenunterschiede bei der Flüssigkeitsaufteilung können in den sich anschließenden Verteil-Adaptern 26 nicht mehr ausgeglichen werden. Eine fehlerhafte Mengenverteilung könnte sich ausgehend von den Abströmstellen 14 nur teilweise bis hin zum Ende der Reaktionspackung 18 ausgleichen.

Die mehrstufige Aufteilung der Leitelemente im Verteil-Adapter und damit der Flüssigkeit kann ebenfalls zu einer ungleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung führen und dabei eine anfänglich eingeleitete Ungleichverteilung verstärken oder auch erst erzeugen.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verteilung einer angebotenen Flüssigkeitsmenge auf eine Mehrzahl von Leitelementen bereitzustellen, bei der die Flüssigkeitsverteilung hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Verteilung optimiert ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, bei der die Leitelemente einzeln unter Ausbildung eines Umfangsspaltes durch einen gemeinsamen Lochkörper hindurchgeführt sind, wobei die den Leitelementen zugeordneten Spalte von im wesentlichen gleich großem Querschnitt sind.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt das Prinzip zugrunde, daß durch gleichgroße Strömungsquerschnitte - gleiche Randbedingungen, insbesondere gleiche Drücke und gleiche Konturen, vorrausgesetzt - gleich große Massenströme bzw. gleichgroße Mengen an Fluid in gleich großen Zeitabschnitten durchgesetzt bzw. durchgelassen werden.

Jedem Leitelement wird ein Spalt zugeordnet. Dieser Spalt ist der für die Flüssigkeit dieses Leitelementes bereitgestellte Strömungsqueschnitt. Da erfindungsgemäß jedes Leitelement über einen Spalt von im Idealfall gleich großem Querschnitt verfügt, bietet jedes Leitelement der angebotenen Flüssigkeitsmenge einen gleichgroßen Strömungsquerschnitt. Da wie bereits erwähnt die Flüssigkeitsmenge direkt vom Strömungsquerschnitt abhängt, wird jedes Leitelement mit einer gleichgroßen Flüssigkeitsmenge beaufschlagt, was die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe darstellt.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen jeder Spalt über den Umfang jedes Leitelementes im wesentlichen eine gleichgroße Breite aufweist, die je nach Anwendungsfall etwa 0,3 bis 1,5 mm beträgt, kann bevorzugt im Bereich von 1 mm liegen.

Eine derartige Ausbildung des Spaltes als Ringspalt konstanter Breite führt zu einer sofortigen, gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung auf der Oberfläche des jeweiligen Leitelementes. Damit hat der von dem Leitelement an dessen Oberfläche geführte Flüssigkeitsfilm eine annähernd gleichmäßige Filmdicke über den Umfang des Leitelementes. Dies wirkt sich in der Art positiv auf die Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes aus, daß die Flüssigkeitsoberfläche und somit die Phasengrenzfläche maximiert wird, was wiederum den Wirkungsgrad des durchzuführenden Prozesses steigert.

Günstig sind Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen Mittel zum Positionieren eines Leitelementes in dessen Loch vorgesehen sind. Diese Mittel zum Positionieren fixieren die Leitelemente unterstützend in der Art, daß der das Leitelement umgebende Spalt eine über den Umfang konstante Breite aufweist.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen das zentrierende Mittel im Spalt angeordnete Abstandshalter umfasst.

Günstig bei diesen Ausführungsformen sind Vorrichtungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Abstandshalter aus mindestens einem um das Leitelement gewickelten Draht oder Faden bestehen. Dieser Draht oder Faden wird vorzugsweise schraubenförmig und mit möglichst großer Steigung um das jeweilige Leitelement gewickelt. Er steht auf der einen Seite mit dem Leitelement in Kontakt und berührt auf der anderen Seite die Spaltwandungen. Durch den konstanten Durchmesser des Abstandshalters ergibt sich eine über den Umfang des Leitelementes gleichgroße Spaltbreite.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen der Lochkörper zweiteilig ausgebildet ist und einen Außenring und ein Innenstück umfaßt, wobei die Teilungslinie zweckmäßigerweise durch die Löcher verläuft. Ein modularer Aufbau des Lochkörpers ist hilfreich bei Aufteilung einer angebotenen Flüssigkeitsmenge auf ein Bündel von mehreren, insbesondere vier, sechs, sieben oder acht Leitelementen. Zudem erweist es sich als günstig, daß den einzelnen Lochkörperelementen aufgrund ihrer Entkoppelung unabhängig voneinander weitere Aufgaben zugewiesen werden können, wie im weiteren noch deutlich werden wird.

Dabei sind Vorrichtungen zu bevorzugen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Innenstück als Stab ausgebildet ist, der im Querschnitt gesehen, kreisbogenförmige Ausnehmungen entsprechend den Lochkonturen enthält. Zweckmäßigerweise ist der Stab an demjenigen Ende, an dem die Leitelemente weitergeführt sind, konisch erweitert, um eine Spreizung der an ihm anliegenden Leitelemente einzuleiten. Solange die Leitelemente vom Stab geführt an diesem anliegen, ist die spaltbildende Fortführung der Abstandshalter sinnvoll. Bei Lochkörpern innerhalb eines Adapters sind zweckmäßigerweise beide Enden konisch erweitert. Da bei einer derartigen Positionierung der Lochkörper allgemein von einer Hülse umgeben ist, fixiert die beidseitige Erweiterung des Stabes zusätzlich die Position der das Leitelementebündel umgebenden Hülse. Für den Fall, daß sich die Verteilvorrichtung am Aufgabeende eines Leitelementestranges befindet, ist der Stab an seinem dem weiteren Verlauf der Leitelemente entgegengesetzten Ende vorteilhafterweise mit Aufhängemitteln für den gesamten Strang versehen.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen der Lochkörper bzw. dessen Außenring im wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildet ist und mehrere konzentrisch um die Mittelachse angeordnete kreisförmige Ausnehmungen aufweist.

Günstig sind Ausführungsformen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Vorrichtung ein rohrförmiges Element umfaßt, in dem der Lochkörper aufgenommen ist. Mittels des rohrförmigen Elementes wird ein Vorratsbecken für die angebotene und zu verteilende Flüssigkeitsmenge gebildet, in dem diese sich stauen kann. Auf diese Weise wird - eine ausreichende Flüssigkeitsversorgung des rohrförmigen Elementes vorausgesetzt - ein oberhalb des Lochkörpers befindliche Flüssigkeitssäule erzeugt, so daß einerseits der gesamte durch die Summe der Spalte gebildete Strömungsquerschnitt mit Flüssigkeit beaufschlagt wird und andererseits diese Spalte an ihren Eingängen denselben statischen Druck aufweisen.

Idealerweise weist die Flüssigkeitssäule eine zeitlich konstante Höhe auf, wodurch ein zeitlich konstanter Flüssigkeitsstrom durch die Spalte durchgesetzt wird. Diese Kontinuität sorgt wiederum für einen zeitlich konstanten Gesamtstrom in der Rieselkolonne. Bei zeitlich konstantem Flüssigkeitszulauf bestimmter Größe stellt sich eine bestimmte Flüssigkeitssäule automatisch ein.

Für die erste Stufe der Flüssigkeitsaufteilung an den Ablaufstellen eines Flüssigkeits-Verteilers sind Ausführungsformen der Vorrichtung vorteilhaft, bei denen das rohrförmige Element eine an einer Verteilerrinne vorgesehene Abströmtülle ist. Diese Ausführungsform verbindet bzw. vereinigt das zum Anstauen eines gewissen Flüssigkeitsspiegels notwendige rohrförmige Element mit der bei Verteilerrinnen vorzusehenden Abströmtülle in einem Bauteil.

Auch für die weiteren Verteilpunkte im Adapter kann die erfindungsgemäße Art der Flüssigkeitsaufteilung vorteilhaft sein. Dabei wird an den Verzweigungspunkten eine gezielte Anordnung rohrförmiger Elemente zum Aufstauen eines Flüssigkeitsspiegels erforderlich, da hier in der Regel keine Elemente, wie die Verteilerrinnen am Anfang, vorgesehen sind, die diese Aufgabe zusätzlich übernehmen könnten. Gleiches gilt für die eventuelle Anwendung der Erfindung auf Verzweigungspunkte innerhalb der sich an den Verteil Adapter anschließenden Reaktionspackung.

Günstig bei der Anfangsverteilung aus den Verteilerrinnen sind Vorrichtungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß um die freien Enden der durch den Lochkörper hindurchgehenden und in die Abströmtülle hineinragenden Leitelemente Filterkerzen angeordnet sind.

Diese Filterkerzen dienen zur Vermeidung von Verstopfungen der Spalte, indem durch die Poren des Filtermaterials beispielsweise Feststoffteilchen zurückgehalten werden. Hierdurch wird eine Veränderung der Strömungsquerschnitte der Spalte vermieden, die zu einer ungleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung führen würden.

Günstig sind Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen oberhalb des Lochkörpers Öffnungen in der Ablauftülle angeordnet sind, die zu einem Rücklaufkanal führen. Hierdurch können die von der Filterkerze zurückgehaltenen Feststoffteilchen von Zeit zu Zeit weggespült werden, wodurch eine ausreichende Durchlässigkeit der Filterkerze für die zu verteilende Flüssigkeit gewährleistet wird.

Günstig sind Vorrichtungen, bei denen im Rücklaufkanal Prallplatten angeordnet sind. Diese Prallplatten verhindern, daß sich die aus einer Vielzahl von Ablauftüllen in den Rücklaufkanal eintretenden Strömungen gegenseitig beeinflussen.

Vorteilhafterweise sind diese Ausführungsformen der Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß Prallplatten zwischen den Öffnungen von auf einer Seite des Flüssigkeits-Verteilers angeordneten Ablauftüllen angeordnet sind.

Vorteilhafterweise sind diese Ausführungsformen der Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand zwischen den Öffnungen von auf verschiedenen Seiten des Flüssigkeitsverteilers angeordneten Abströmtüllen angeordnet ist.

Günstig sind Vorrichtungen, bei denen im Zulaufkanal des Flüssigkeitsverteilers unterhalb von im Flüssigkeitsverteiler vorgesehenen Ablauföffnungen eine flüssigkeitsdurchlässige horizontale Zwischenwand angeordnet ist. Diese Zwischenwand vermindert ein sonst im Flüssigkeits- Verteiler auftretendes Flüssigkeitsströmungsgefälle.

Die erfindungsgemäße optimierte Flüssigkeitsverteilung auf die Oberflächen einer Vielzahl von linearen Leitelementen aus Einzeldrähten bzw. Einzelfäden ist nicht nur für den Flüssigkeitsablauf durch Schwerkraft im Gasgegenstrom sondern auch im Flüssigkeits-Flüssigkeitsgegenstrom anwendbar und dies auch zur Verteilung einer aufsteigenden leichteren Flüssigkeit in einer herabströmenden schwereren Flüssigkeit. Für die zuletzt genannte Anwendung ist der gesamte beschriebene Flüssigkeitsverteiler mit Verteilerrinnen und den aus Flüssigkeitsleitelementen bestehenden Verteiladaptern einschließlich der darin enthaltenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen praktisch genau auf den Kopf gestellt anzuordnen. Voraussetzung dabei ist, daß die betroffene Kolonne mit der von oben nach unten strömenden schwereren Flüssigkeit vollständig angefüllt ist. Die den auf den Kopf stehenden Verteilerrinnen am unteren Ende der Kolonne zugeführte leichte Flüssigkeit hängt innerhalb der schwereren Flüssigkeit durch ihren Auftrieb praktisch unter den Böden der umgedrehten Verteilerrinnen, läuft aus den Verteilerrinnen aufsteigend in die Abströmtüllen und aus diesen erfindungsgemäß verteilt als Film um die Leitelemente aufsteigend durch die schwerere Flüssigkeit. Diese Verfahrensweise kann beispielsweise für die Flüssigkeits-Flüssigkeitsextraktion bzw. den Stoffaustausch zwischen Flüssigkeiten angewendet werden. Statt der bisher gebräuchlichen Aufteilung der leichteren Flüssigkeit in aufsteigende Tropfen innerhalb der schwereren Flüssigkeit wird durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise bzw. die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in auf den Kopf gestellte Anordnung eine maximale Phasengrenzfläche gebildet. Dies ist in jedem Fall gewährleistet, wenn die leichtere Flüssigkeit eine verhältnismäßig geringe Oberflächenspannung aufweist, so daß sie filmbildend an den Leitelementen haftet und sich nicht in Tropfenform ablöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem Flüssigkeitsverteiler ist nicht nur für die Erstverteilung der Flüssigkeit in einer Kolonne sondern ebensogut auch für eventuelle Zwischenverteiler einsetzbar.

Die Vorrichtung wird anhand eines Ausführungsbeispieles gemäß den folgenden Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch den oberen Teil einer Reaktions- bzw. Rieselkolonne mit einem Flüssigkeits-Verteiler, einem sich an diesen anschließenden Verteil Adapter für die Flüssigkeit und dem oberen Aufgabeteil einer strukturierten Reaktionspackung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Flüssigkeits-Verteiler mit seinen zugehörigen Verteilkanälen und den gleichmäßig verteilten Ablauftüllen;

Fig. 3a einen schematischen Querschnitt durch einen Lochkörper mit den darin angeordneten vier Leitelementen;

Fig. 3b einen schematischen Querschnitt durch den Außenring des Lochkörpers nach Fig. 3a ohne die darin plazierbaren Leitelemente;

Fig. 3c einen schematischen Querschnitt durch einen Lochkörper mit den darin angeordneten sechs Leitelementen;

Fig. 3d einen schematischen Querschnitt durch den Außenring des Lochkörpers nach Fig. 3c ohne die darin plazierbaren Leitelemente;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Ablauftülle mit Leitelementen und Lochkörper, teilweise geschnitten;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Verteilerrinne des Flüssigkeits-Verteilers mit beidseitig angeordneten Ablauftüllen, teilweise geschnitten;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht eines Verteil-Adapters.

Fig. 2 zeigt schematisch in einer Draufsicht den Flüssigkeits-Verteiler 24 mit einem mittig angeordneten Hauptzulaufkanal 28, an den und seinen seitlichen Verteilerrinnen 15. Gleichmäßig über den Hauptzulaufkanal 28 sind zahlreiche Abströmtüllen 8' verteilt, wohingegen die den Verteilerrinnen 15 zugeordneten Ablauftüllen 8 seitlich von diesen angeordnet sind.

Fig. 3a zeigt schematisch einen Querschnitt eines zweiteiligen Lochkörpers 1 mit in diesem angeordneten Leitelementen 20. Der Lochkörper 1 besteht aus einem Außenring 2 und einem Innenstück 3, das zentrisch im Außenring 2 angeordnet ist. Durch diesen modular aufgebauten Lochkörper 1 sind vier Leitelemente 20 unter Ausbildung von vier diesen Leitelementen 20 zugeordneten Spalten 7 hindurchgeführt. Dabei ist jedem Leitelement 20 ein Spalt 7 zugeordnet, der den für die zu verteilende Flüssigkeitsmenge bereitgestellten Strömungsquerschnitt bildet.

Bei der in Fig. 3a dargestellten Ausführungsform weisen die Spalte 7 bedingt durch die zentrale Anordnung der Leitelemente 20 über den gesamten Umfang des Leitelementes 20 eine konstante Breite auf. Hierdurch bildet sich ein Flüssigkeitsfilm von konstanter Filmdicke auf den Leitelementen 20 aus. Diese bestehen in Fig. 3a aus mehreren verdrillten Einzelleitelementen.

Fig. 3b zeigt einen Querschnitt des in Fig. 3a dargestellten Außenringes 2 ohne Leitelemente 20 und ohne das Innenstück 3. Der Außenring 2 weist konzentrisch um die Mittelachse 4 angeordnete kreisförmige Ausnehmungen 5 auf, wobei entsprechend den vier durch den Lochkörper 1 hindurchzuführenden Leitelementen vier Ausnehmungen 5 vorgesehen sind. Die Fig. 3c und 3d zeigen eine entsprechende Anordnung für sechs Leitelemente. Mit 32 ist eine Nut für das Einsetzen der in Fig. 4 gezeigten Filterkerze 9 bezeichnet.

Fig. 4 zeigt in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, einen aus einem Außenring 2 und einem Innenstück 3 bestehenden Lochkörper 1, der in einer Abströmtülle 8' plaziert ist. Das Innenstück 3 ist als Stab 3' ausgebildet, der sich im unteren Teil kegelig erweitert und dadurch das Bündel an Leitelementen 20 spreizt bzw. die Leitelemente 20 auffächert. Mit seinem oberen Ende ist der Stab 3' mittels einer Lagerung 10 fixiert, welche über ein in der Abströmtülle 8' angeordnetes Dreibein 11 abgestützt ist. Zusätzlich ist eine Filterkerze 9 vorgesehen, die über die in die Abströmtülle 8' hineinragenden Enden der Leitelemente 20 glockenförmig angeordnet ist.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Verteilerrinne 15 des in Fig. 2 dargestellten Flüssigkeits-Verteilers 24. Seitlich an diesen Verteilerrinnen 15 sind Abströmtüllen 8' angeordnet, wobei die Verteilerrinnen über Ausströmöffnungen 23 mit den Abströmtüllen 8' verbunden ist. Bei der Abströmtülle 8' handelt es sich um das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel. Der Lochkörper ist modular aufgebaut und besteht aus einem Außenring 2 und einem als Stab 3' ausgebildeten Innenstück 3. Der Stab 3' verläuft an seinem unteren Ende konisch, wodurch die Leitelemente 20 nach außen aufgefächert werden. Über ein auf einem Dreibein 11 abgestützten Lager 10 wird der Stab 3' an seinem oberen Ende fixiert. Oberhalb des in der Abströmtülle 8' angeordneten Lochkörpers 1 weist die Abströmtülle 8' Öffnungen 30 auf, die zu einem unter der Verteilerrinne 15 des Flüssigkeits-Verteilers angeordneten Rücklaufkanal 25 führen. Im Rücklaufkanal 25 selbst sind Prallplatten 29 und eine Trennwand 29' angeordnet, die verhindern sollen, daß sich die aus der Vielzahl von Ablauftüllen 8' durch die Öffnungen 30 austretenden Strömungen gegenseitig beeinflussen.

In den Verteilerrinnen 15 sind unterhalb der Ausströmöffnungen 23 flüssigkeitsdurchlässige horizontale Zwischenwände 27 angeordnet, die ein sonst im Flüssigkeits-Verteiler 24 auftretendes Strömungsgefälle vermindern.

Fig. 6 zeigt einen Verteil-Adapter 26, der sich in vier Stufen verzweigt und dann in eine Reaktionspackung 18 übergeht, innerhalb derer die Anzahl an Leitelementen 20 konstant bleibt. An den Verzweigungspunkten 21 des Verteil- Adapters 26 sind rohrförmige Elemente 8 angeordnet, die einerseits zur Aufnahme von Lochkörpern und anderseits zum Anstauen einer an diesem Verzweigungspunkt 21 zu verteilenden Flüssigkeit dienen.

Bei der Verteilung in der ersten Stufe können zur Aufnahme größerer Flüssigkeitsablaufmengen zusätzlich Ummantelungen 31 an den Leitelementen vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1

Lochkörper

2

Außenring

3

Innenstück

3

' Stab

4

Mittelachse

7

Spalt

8

rohrförmiges Element

8

' Abströmtülle

9

Filterkerze

10

Lager

11

Dreibein

12

Einlaufstutzen

13

Kolonne

14

Ablaufstelle

15

Verteilerrinne

18

Reaktionspackung

21

Verzweigungspunkt.

22

Aufgabepunkt

23

Ausströmöffnung

24

Flüssigkeits-Verteiler

25

Rücklaufkanal

26

Verteil Adapter

27

Zwischenwand

28

Hauptzulaufkanal

29

Prallplatte

30

Öffnung

31

Ummantelung

32

Nut für Filterkerze

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Verteilung einer angebotenen Flüssigkeitsmenge auf eine Mehrzahl von Leitelementen (20) für den Ablauf der Flüssigkeit im wesentlichen an deren Oberflächen, insbesondere für den Einsatz in einer zum Stoff und/oder Energieaustausch verwendeten Kolonne, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente (20) einzeln unter Ausbildung eines Umfangs-Spaltes (7) durch je ein Loch eines gemeinsamen Lochkörpers (1) hindurchgeführt sind, wobei die den Leitelementen (20) zugeordneten Spalte (7) von im wesentlichen gleich großem Querschnitt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spalt (7) über den Umfang jedes Leitelementes (20) im wesentlichen eine konstante Breite aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Positionieren eines Leitelementes (20) in dessen Loch vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das positionierende Mittel im Spalt (7) angeordnete Abstandshalter aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter aus mindestens einem um das Leitelement (20) gewickelten Draht oder Faden bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochkörper (1) zweiteilig ausgebildet ist und einen Außenring (2) und ein Innenstück (3) aufweist, wobei die Teilungslinie durch die Löcher verläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenstück (3) durch einen Stab (3') gebildet ist, der im Querschnitt gesehen kreisbogenförmige konkave Auswölbungen aufweist und mit Befestigungsmitteln (10) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochkörper (1) bzw. dessen Außenring (2) im wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildet ist und mehrere konzentrisch um die Mittelachse (4) angeordnete kreisförmige Ausnehmungen (5) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein rohrförmiges Element (8) umfaßt, in dem der Lochkörper (1) aufgenommen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 für die Aufgabe von Flüssigkeit auf das Ende eines Stranges aus Leitelementen (20), dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Element (8) eine an einem Flüssigkeits-Verteiler (24) vorgesehene Abströmtülle (8') ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß um die freien Enden der durch den Lochkörper (1) hindurchgehenden und in die Abströmtülle (8') hineinragenden Leitelementen (20) eine Filterkerze (9) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 für einen Flüssigkeitsverteiler mit Schwerkraftablauf, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Lochkörpers (1) Öffnungen (30) in der Abströmtülle (8') angeordnet sind, die zu einem Rücklaufkanal (25) führen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Rücklaufkanal (25) Prallplatten (29) zwischen den Öffnungen (30) der auf einer Seite des Flüssigkeits-Verteilers (24) angeordneten Abströmtüllen (8') angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Rücklaufkanal eine Trennwand (29') zwischen den Öffnungen (30) der auf beiden Seiten des Flüssigkeits-Verteilers (24) angeordneten Abströmtüllen (8') angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeits-Verteiler (24) unterhalb der im Flüssigkeitsverteiler (24) vorgesehenen Ausströmöffnungen (23) eine flüssigkeitsdurchlässige horizontale Zwischenwand (27) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente (20) eine Ummantelung (31) aufweisen.

17. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 10 in invertierter Anordnung für eine Flüssigkeitsströmung von unten nach oben.