DE1050316B - Verfahren und Einrichtung zum Inberuehrungbringen einer Fluessigkeit mit einem Gas oder Dampf - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Inberuehrungbringen einer Fluessigkeit mit einem Gas oder Dampf

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DE1050316B
DE1050316B DEP12216A DEP0012216A DE1050316B DE 1050316 B DE1050316 B DE 1050316B DE P12216 A DEP12216 A DE P12216A DE P0012216 A DEP0012216 A DE P0012216A DE 1050316 B DE1050316 B DE 1050316B
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rotor
gas
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rotating
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DEP12216A
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Claes Wilhelm Pilo
Sven Dahlbeck
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Heinrich Koppers GmbH
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Heinrich Koppers GmbH
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    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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    • B01D45/12Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/14Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets

Description

  • Verfahren und Einrichtung zum Inberührungbringen einer Flüssigkeit mit einem Gas oder Dampf Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Waschen oder eine aiidere Behandlung von Gasen oder Dämpfen mit Flüssigkeiten.
  • Die bisher bei Gaswaschern, Destillationsapparaten und Wärmeaustauschern angewandten Verfahren und Vorrichtungen gingen im wesentlichen darauf aus, eine große Berührungsfläche pro Volumeinheit zwischen den Medien herbeizuführen. Es zeigte sich jedoch, daß die Berührungsfläche nur eine begrenzte Bedeutung hnt. Vielmehr spielt auch die Fähigkeit des Gases, den @uszuwaschenden Stoff bzw. die zu überführende Wärmemenge schnell zur Berührungsfläche zwischen dem Gas und der Flüssigkeit transportieren zu können, eine wesentliche Rolle für gute Auswasch-, Destillations- bzw. Wärmeübertragungsleistung. Dasselbe gilt auch von der Flüssigkeit.
  • I)as @ransportvermögen des Gases bzw. der Fliissigkeit hängt sowohl von der Diffusion ivie der Turbulenz des Gases hzw. der Flüssigkeit ab. In der Praxis spielt aber die Turbulenz die größte Rolle, so daß man das Transportvermögen von strömenden Medien im folgenden mit der Turbulenz gleichstellen kann.
  • Führt man einen Wascher bzw. Wärmeaustauscher derart aus, daß in ihm nur laminare Strömungen von Gas und Flüssigkeit herrschen - im übrigen aber Gegenstrom -, so ist die Leistung der Einrichtung nicht nur pro Volumeinheit, sondern auch pro Einheit der Berührungsfläche Gasflüssigkeit schlecht.
  • Es wurde nun gefunden, daß man die vergleichsweise besten Ergebnisse erhält, wenn 1. mit so großer Relativgeschwindigkeit wie möglich zwischen Gas und Flüssigkeit gearbeitet wird, 2. durch hohe Geschwindigkeit und Richtungsänderungen des Gases eine größtmögliche Turbulenz in diesem herbeigeführt wird, 3. der Flüssigkeit selbst eine so große Geschwindigkeit gegeben und sie in einer so dünnen Schicht auf einer Unterlage ausgebreitet und bewegt wird, daß die Reibung der Flüssigkeit gegen die Unterlage der Flüssigkeit eine hohe Turbulenz erteilt.
  • Die bisher für Stoff- und Wärmeaustausch benutzten Verfahren und Vorrichtungen erfüllen diese Bedingungen nur teilweise und auch danti nur in unzu -länglichem Maße. Bei der Anwendung von Sieb- und Glockenböden ist das Gegenstromprinzip nur schlecht erfüllt. Die Anwendung von Füllkörpern läßt nur eine geringe Turbulenz, wenn überhaupt eine, der Flüssigkeit zu. Arbeitet man jedoch in bekannter Weise mit einer durch Düsen zerstäubten Flüssigkeit - sei es daß die Flüssigkeit durch ihr eigenes Gewicht, sei es durch Druckpumpen zerstäubt wird -, so kann man keine großen Relativgeschwindigkeiten erreichen, und außerdem herrscht innerhalb der Flüssigkeitströpfchen praktisch keine Turbulenz. an hat deshalb schon vorgeschlagen, den Stoff- und/oder Wärmeaustausch zwischen Gasen und Flüssigkeiten dadurch zu verbessern, daß man die Flüssigkeit der Einwirkung starker Zentrifugalkräfte ausgesetzt hat, so daß die Bewegung der Flüssigkeit durch diese Kräfte erfolgt.
  • Das Gas wird dabei manchmal im Gleichstrom und manchmal im Gegenstrom über bzw. durch die Flüssigkeit geleitet.
  • Ü)as erfindungsgemäße Verfahren arl)eitet im Gegensatz zu den bekannten Verfahren mit einem ringförinigen rotierenden Körper, der mit Durchlässen versehen ist und auf dem sich die Flüssigkeit in dünnen Schichten infolge der Zentrifugalkräfte ausbreitet, während das Gas in turbulenter Strömung über diese Flüssigkeitsschichten geleitet wird.
  • I)as iieue Verfahren arl)eitet in der NNTeise, daß das Gas an dein äußeren Umfang und die Flüssigkeit durch Verteilervorrichtungen der inneren Begrenzungsfläche des mit Durchlässen versehenen ringförmigen rotierenden Körpers zugeführt wird.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung l)esteht tlarin, daß das Gas oder der Dampf in der hauptsächlichen Richtung radial von außen nach innen und die Flüssigkeit in hauptsächlicher Richtung von innen nach außen in dünnen Schichten zwischen bzw. auf einer großen Anzahl kranzförmig auf dem rotierenden Körper angebrachter, Seite bei Seite angeordneter Grenzflächen geführt wird.
  • Durch die Erfindung wird erreicht, insbesondere wenn man Zentrifugalkräfte entstehen läßt, die ein Vielfaches der Erdbeschleunigung betragen, daß erhebliche Relativgeschwindigkeiten der Medien gegeneinander sowie eine solche Schichtdicke der strömenden Flüssigkeit auf den festen Grenzflächen erreicht wird, daß diese ciiie turbulente Strömung ausführt.
  • Eine Erhöhung der Gasgeschwindigkeit ist dal>ei ohne weiteres möglich. da die Gefahr eines Mitreißens der Flüssigkeitsschicht praktisch nicht mehr besteht, ganz im Gegensatz zu den bekannten Wascheinrichtungen.
  • Die Dicke des Flüssigkeitsfilms soll dabei bedeutend gerillger sein als der durchschnittliche Abstand zwischen benachbarten Wandflächen, wobei dieser Abstand jedoch ebenfalls vergleichsweise klein gehalten wird, um durch große Gasgeschwindigkeiten gute Turbulenz des Gases und intensive Berührung zwischen Gas und Flüssigkeit zu erzielen. Auf diese Weise gelangt man zu sehr kurzen Berührungszeiten, was für gewisse Zwecke besonders vorteilhaft ist.
  • Bei Anwendung der Erfindung erhält man einen besonders intensiven Material- bzw. Wärmeaustausch zwischen den beiden Phasen, wenn die Flüssigkeit unter Einwirkung einer ein Alehrfaches der Erdbeschleunigung betragenden Zentrifugalkraft steht und gleichzeitig die Aufenthaltsdauer des Gases zwischen den Wandflächen 6 Sekunden nicht übersteigt und oft 1 Sekunde bedeutend unterschreitet.
  • Bereits wenn die Flüssigkeit auf den Wandflächen eiller etwa 1 Lokal der Erdbeschleunigung entsprechenden Zentrifugalkraft unterworfen wird, erhält man gemäß der Erfindung bedeutend verbesserte Ergebnisse im Vergleich mit den bisher bekannten Verfahrcii. Nls Beispiel kann erwähnt werden, daß man bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Benzolwaschung von Leuchtgas mit Mineralöl und mit einer Drehzahl der Verteilungsflächen, die einen niedrigsten Zentrifugalkraftwert von 13mal der Erdbeschleunigung ergibt, eine 40mal so große Auswaschleistung pro Volumeinheit erreicht hat wie bei Anwendung von Waschkolonnen der üblichen Art.
  • Der Druckalifall des Gases beträgt dal>ci nur ein Viertel des Druckabfalls bei der bekannten Waschkolonne, so daß die mit der Erfindung erzielten Vorteile erheblich sind. Außerdem kommt man mit kleineren Flüssigkeitsmengen aus.
  • Je nach dem Anwendungszweck wird man mit Zentrifugalkräften arbeiten, die 15- bis 200mal größer als die Erdbeschleunigung sind. Mit zweckmäßig ausgebildeten Wandflächen kann man hierbei in gewissen Fällen die Flüssigkeit in sehr dünnen Schichten von 0.1 bis 0.01 mm oder weniger auf den Wandflächen ausbreiten. Die Länge des Strömungsweges in den Zwischenräumen ist dabei mindestens 50mal und zweckmäßig mehrere 100mal so groß wie der durchschnittliche Abstand zwischen den Wandflächen. Dieser Abstand kann z. B. von der Größenordnung 1 mm sein.
  • Auch wenn die Zentrifugalkraft nur 10- bis 15- oder 25mal der Erdbeschleunigung wenigstens auf irgendeiner Stelle der Verteilungsflächen beträgt, werden dennoch so gute Ergebnisse erzielt, daß man sich manchmal aus praktischen Gründen mit diesen vergleichsweise niedrigen Zentrifugalkraftwerten begnügen kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bilden die Wandflächen des rotierenden Körpers, auf denen die Flüssigkeit in dünnen Schichten strömt, wenigstens teilweise einen Winkel mit der Umlaufrichtung des Körpers. Die Vorrichtung, mit der die spezifisch schwerere Flüssigkeit auf den rotierenden Körper auigegeben wird, kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Man kann die Vorrichtung so ausbilden, daß keine nennenswerte Zerstäubung der aufgegebenen Flüssigkeit eintritt. Es wurde ii liii gefundell, daß es unter Umständen für die gleichmäßige Verteilung des schwereren Mediums auf den Wandflächen des rotierenden Körpers in dünnen Schichten von Bedeutung ist. die Flüssigkeit wenigstens teilsweise in einer feintropfigen Form dem rotierende Körper bzw. den Wandflächen zuzuführen. Durch die bereits infolge der bestimmten Ausbildung der Verteilungsvorrichtung erfolgte vorherige feine Zerteilniog der Flüssigkeit wird, wie gefunden wurde, eine besonders gleichmäßige Ausbreitung der Flüssigkeit auf den festen Wandflächen erzielt, wodurch der beabsichtigte Effekt unter Umständen beträchtlich verbessert wird.
  • Bildet man die Verteilungsvorrichtung in dem oben beschriebenen Sinne aus, so ist es jedoch praktisch unvermeidbar, daß ein Teil der feinzerteilten Flüssigkeit Voll dem am inneren Ltiiifang austretenden leichteren Medium mitgerissen und aus der erfindungsgemäßen Behandlungseinrichtung, im folgenden kurz Wascher genannt, herausgeführt wird. Um die auf diese Weise aus dem Wascher herausgeführte schwerere Flüssigkeit wiederzugewinnen, wird gemäß der Erfindung hinter dem Wascher - in Richtung der Strömung des leichteren Mediums gesehen eine Abscheideeinrichtung vorgesehen, in der das mitgerissene schwere Medium von dem leichteren getrennt wird. Handelt es sich bei dem leichteren Medium um ein Gas, so kann die Abscheideeinrichtung beispielsweise die Form eines Zyklons oder einer anderen für die Abscheidung von Tropfeii aus einem Gas geeigneten Vorrichtung haben. Ist das leichtere Medium eine Flüssigkeit so wird man zu diesem Zweck iii an sich bekannter Weise Abscheidevorrichtungen benutzen, die eine Trennung von den hinsichtlich ihres spezifischen Gewichtes verschiedenen Flüssigkeiten bewirken.
  • T)ie iii der Abscheidevorrichtung aus dem Gas liziv. der leichteren Flüssigkeit abgeschiedene schwerere Flüssigkeit wird dann vorteilhafterweise wieder in den Wascher zwecks Behandlung weiterer Mengen des leichteren Mediums zurückgeführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch noch in einer anderen Weise ausgeführt werden. Es kann aus baulichen und betrieblichen Gründen zweckmäßig sein, den Stoff- und/oder Wärmeaustausch zwischen den dem rotierenden Wascher zugeführten Medien nicht in einer Stufe auszuführen, sondern auf mehrere Stufen zu verteilen, wobei jede Stufe aus einem nach dem Grundprinzip der Erfindung arbeitenden rotierenden Wascher besteht und wobei die einzelnen Wascher manchmal mit kleineren Abmessungen ausgeführt werden können als beim Arbeiten mit nur einer Stufe. Die Aufteilung eines einstufig arbeitenden rotierenden Waschers in zwei oder mehrere Einzelwascher kann gemäß der Erfindung auch dazu benutzt werden, um aus den Medien verschiedene Bestandteile in verschiedenem Ausmaß zu entfernen bzw. auszutauschen. Zu diesem Zweck werden den einzelnen Stufen Medien zugeführt, deren Zusammensetzung oder chemische Eigenschaften gegenüber den Ausgangsmedien bei der einstufigen Arbeitsweise verschieden sein können. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, aus dem rohen Koksofengas in aufeinanderfolgenden, nach dem Grundprinzip der Erfindung arbeitenden Stufen nacheinander Ammoniak und Schwefelwasserstoff mit Wasser bzw. Ammoniakwasser und Benzolkohlenwasserstoffe mit Benzolwaschöl auszuwaschen.
  • Es kann für die Entfernung gewisser Bestandteile aus insbesondere dem leichteren Medium zweckmäßig sein, die einzelnen Stufen hinsichtlich der Bewegungsrichtung des leichteren Mediums, z. B. des Gases, in einer bestimmten Reihenfolge, bezüglich des schwereren Mediums aber in einer anderen Reihenfolge zu schalten, wobei die Stufen außerdem noch paar- oder gruppenweise in Parallel- oder Serienschaltung zusammengefaßt werden können. Die Medien können außerdem ganz oder teilweise mehrmals über dieselbe Stufe oder Gruppe von Stufen geführt werden. Innerhalb der Stufen selbst herrscht natürlich unabhängig von der Schaltung der Stufen zueinander das Gegenstromprinzip gemäß dem Hauptarbeitsprinzip der Erfindung.
  • Die zuletzt genannte Arbeitsweise ist z. B. in besonders vorteilhafter Weise für die sogenannte selektive Auswaschung von Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus beispielsweise Koksofengas mit Wasser anwendbar. Unter selektiver Auswaschung von Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus Koksofengas versteht man einen Waschprozeß. bei dem durch das Waschmittel (Wasser) möglichst wenig Kohlensäure, aber möglichst viel Schwefelwasserstoff und Amnoouiak aus dem Gas entfernt wird. Man weiß schon lauge. daß dazu auf jeden Fall eine kurze Berührungsdauer zwischen Koksofengas und Waschmittel gehört, weil nur dann die Bildung von Ammoniumkarbonat (aus CO und x NH3) gegenüber der Bildung von Ammonsulfid (aus H2S und NH3) gering gehalten werden kann. Man war deshalb bisher in erster Linie auf die Verkürzung der Berührungszeiten bedacht, hat dabei aber übersehen, daß mit der Verkürzung der Berührungszeit das Problem der selektiven Schwefelwasserstoffwäsche nicht vollständig gelöst ist, weil nämlich auch sehr unterschiedliche Lösungsgeschwindigkeiten von Schwefelwasserstoff und Ammoniak zu berücksichtigen sind. Die erste Berührung des Rohgases mit dem Waschmittel entfernt nämlich bereits so viel Ammoniak aus dem Gas, daß im weiteren Verlauf des Waschprozesses keine für die vollständige Umwandlung des H2S in Ammonsulfid genügend große Ammoniakkonzentration im Gas bzw. Waschmittel vorhanden ist. Die an sich bekannte Einführung zusätzlichen Ammoniaks in den weiteren Waschprozeß hat aber erst Sinn und Erfolg, wenn man, wie gefunden wurde, die angereicherte Waschlösung nicht erst am Schluß des Waschprozesses, sondern schon vorher aus dem Verfahren entfernt, vorzugsweise an einer Stelle, an der die Konzentration der Waschlösung bzw. des Gases an Ammoniak ein Minimum aufweist. In diesem Fall gelingt es, praktisch das ganze H2S oder den größten Teil davon als Ammonsulfid aus dem Gas zu entternen. Die Rückführung v<oii Ammoniakwasser in einer weiter fortgeschrittenen Stufe des Waschprozesses liziv. der Abzug von ammonsulfidreicherem Wasser in einer mittleren Stufe des Verfahrens ist mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung einfach deshalb zu lösen, weil die erfindungsgemäße Einrichtung gleichzeitig auch eine sehr kurze Berührungszeit ermöglicht. Zu diesem Zweck werden drei rotierende Wascher vorgesehen, die gegebenenfalls innerhalb tles gleichen Gehäuses auf derselben Drehachse angeordnet sein können. Es ist iiatürlich auch möglich, die drei rotierenden Wascher in getrennten Gehäusen mit getrenntem Antrieb vorzuschen. Bezeichnet man die drei Waschstufen mit @.
  • II und III, so durchströmt das zu behandelnde Koksofengas die drei Stufen in der Reihenfolge I, II, III.
  • Die Waschflüssigkeit, in diesem Fall Frischwasser, wird zunächst der Stufe III zugeführt und wäscht in dieser aus dem in den Stufen I und II bereits behandelten Gas im wesentlichen die im Gas verbleibenden restlichen Ammoniakmengen aus. Aus der Stufe III gelangt das einen geringen Ammoniakgehalt aufweisende Waschwasser, nachdem ihm aus dem Ablauf der Stufe I ammoniakreiches Wasser zugesetzt worden ist, in die Waschstufe II. Neben dem Ablauf aus der Waschstufe I oder auch statt dessen kann der Waschstufe II auch ein anderes ammoniakhaltiges Wasser, beispielsweise Gaskühlerkondensat, zugeführt werden. Nachdem in der Stufe II mit Hilfe dieses vergleichsweise ammoniakreichen Wassers der Schwefelwasserstoff weitgehend aus dem Gas entfernt worden ist, zum größten Teil in Form von Ammonsulfid, das sich in dem Waschwasser löst, wird nach der Stufe II ein Teil der Waschflüssigkeit aus dem Verfahren entfernt, während der andere Teil der Waschflüssigkeit der Stufe I zugeführt wird, um aus dem dicser Stufe zugeführten Rohgas den wesentlichen Teil des Ammoniaks auszuwaschen. Der nach der zweiten Stufe aus dem Verfahren abgezweigte Waschmittelstrom sowie der eventuell aus der ersten Stufe abgezogene. eine beträchtliche Menge Ammoniak enthaltende Waschmittelstrom werden in ihrem Verhältnis zueinander und in ihrer Gesamtmenge so bemessen. daß der Schwefelwasserstoff soweit wie möglich in Form von Ammonsulfid aus dem Gas entfernt wird.
  • Es ist gegebenenfalls auch möglich, dem Gas vor Eintritt in die zweite Stufe Ammoniak in gasförmigem Zustand zuzusetzen, um dadurch die Auswaschung des Schwefel wasserstoffs in der zweiten Stufe zu verbessern.
  • III den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen einer Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.
  • Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform und Fig. 2 ein Teilschnitt in größerem Maßstab durch eine andere Ausführungsform; Fig. 3 ist ein waage rechter Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 Fig. 4 bis 11 stellen schematisch verschiedene Ausführungsformen der Verteilungsflächen dar; Fig. 12 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Auswaschung von Schweifelwasserstoff und Ammoniak aus Koksofengas.
  • Das Gas tritt in einen Raum la in eiiiem hauptsächlich zylindrischen Gehäuse 1b durch ein beispielsweise tangentiales Einlaß rohe 1 ein und verläßt den Raum durch ein Auslaßrohr 2. Der Raum la enthält einer liii wesentlichen als zylindrischen Ring ausgeführten Rotor 3, dessen zweckmäßig nicht durch lochter Boden 6 mittels einer Nabe 6 a auf einer Achse 4 befestigt ist. die z. B. mittels einer Riemenscheibe 5 in Drehung versetzt werden kann. Zwischen dem zweckmäßig nicht durchlochten Deckel 3a und dem mittleren Teil des Raumes la befindet sich ein Zwischenraum 3b, der mit dem Gasauslaß 2 in Verbindung steht.
  • Die Mantelwandung 9 des Rotors ist bei Verwendung von Füllkörpern 10 durchbrochen und besteht z. 13. aus Metalldrahtgewebe oder Gittern. Der Boden und der Deckel des Rotors werden durch Bolzen 12 zusammengehalten (Fig. 1 und 3). Wie beispielsweise aus Fig. 2 hervorgeht, können diese Füllkörper auch durch eine Anzahl zweckmäßig paralleler oder annähernd paralleler Lamellen 11 aus Blech od. dgl. ersetzt werden, die nahe aneinander angeordnet sind und ein durch Bolzen 12 und Abstandstücke 12a zusammengehaltenes Lamellenpaket bilden.
  • Im übrigen können die Lamellen sehr verschiedenartig ausgeführt werden. Die Fig. 4 bis 11 zeigen schematisch einige Beispiele. Während die Lamellen gemäß Fib 2 ZU einer zur Achse 4 senkrechten Eliene geneigt sind (die Neigung kann zwischen 0 und 90° schwanken), sind die Lamellen 11 a gemäß Fig. 4 parallel zu dicser Ebene angeordnet. Gemäß Fig. 5 sind die Lamellen 11b zickzackförmig gewellt und bilden zwischen sich zickzackförmige, enge Kanäle. Diese Lamellen können auch gemäß Fig. 2 geneigt verlaufen.
  • Fig. 6 stellt hauptsächlich senkrechte und parallel zur Radialebene durch die Achse 4 verlaufende Lamellen 11c dar. In den Fällen, wo die Lamellen senkrecht oder annähernd senkrecht sind, können die Lamellen zweckmäßig nach dem Umfang zu dicker ausgeführt werden, damit die Zwischenräume zwischen den Lamellen dort nicht größer werden sollen als näher dei Mitte zu. Da die Zentrifugalkraft in der Nähe des Umkreises größer ist, kann es sogar zweckmäßig sein. wie Fig. 7 chematisch l)ei 11 g darstellt. die Lamellen nach dem Umkreis zu so dick auszuführen, daß die Zwischenräume dort enger als näher am Zentrum werden.
  • In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein. die Lamellen gekrümmt oder gebogen auszuführen. Fig. 8 zeigt als Beispiel einen Rotor mit senkrechter Achse und senkrechten Lamellen 11h, bei dem die Flüssigkeit unmittelbar von einer umlaufenden Schale 13 auf die Lamellen in einer etwa auf der halben Höhe dersellien gelegenen Horizontal ebene verteilt wird. Die Flächen 11h sind nach ihrer äußeren Peripherie hin fast radial oder bilden einen mäßigen Winkel zur Radialebene, l>esitzcn jedoch näher dcr Mitte eine zur Umlaufrichtung stärker gebogene Form, so daß die Richtung der Zentrifugalkraft dort einen so großen Winkel zur Fläche bildet, daß die Flüssigkeit schnell über die gesamte Fläche verteilt wird.
  • Gemäß Fig. 9 verlaufen die Lamellen 11d senkrecht, aber entlang von Sehnenbenen zum Umkreise des Rotors. Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform mit gewellten Lamellen 11c, die im wesentlichen senkrecht verlaufen. Auch die Lamellen gemäß Fig. 2, 7, 8, 9 und 11 können derart gewellt sein. Die letztgenannte Figur zeigt, daß die Lamellen 11f zur Vertikalebene geneigt sein können, und sie können dann entweder radial wie gemäß Fig. 6 und 7 oder entlang der Schnenrichtung gemäß Fig. 9 verlaufen. Bei gewellter Ausführung kann auch jede Lamelle aus mehreren im Winkel zueinander verlaufenden Teilen bestehen.
  • Wenn die Flächen im wesentlichen parallel zur Umlaufebene des Rotors verlaufen wie gemäß Fig. 2, 4 und 5, kann man zweckmäßig, beispielsweise durch Ausbuchtungen (Warzen) in den Lamellen, die Beschleunigung der Flüssigkeit auf die Umlaufgeschwindigkeit der Lamellen erleichtern. Diese Warzen tragen gleichzeitig dazu bei, den gegenseitigen Abstand der Lamellen festzulegen.
  • Damit die Einrichtung einwandfrei arbeiten kann, ist es von Bedeutung, daß sämtliche zugeführen Gase und Dämpfe durch die Füllkörper- bzw. Lamellenschicht zwangläufig strömen. Es muß also eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem stationären Gehäuse 1b und dem Rotor herbeigeführt werden. Zu diesem Zweck kann vorteilhaft entlang dem Zwischenraum 3b auf der Oberseite des Deckels 3a ein ring- förmiger Kanal oder eine Rille 7 angeordnet werden, die dadurch einen Flüssigkeitsverschluß bildet, daß eine Wand 8 vom Gehäuse 1b in diese teilweise mit Flüssigkeit gefüllte Rinne einragt. Um das Herausschlendern der Flüssigkeit zu verhindern, sind die Wände der Rinne 7 sowie die Wandung 8 zur Drehachse des Rotors 3 geneigt. Der Winkel kann z. B.
  • 30 bis 45° betragen. Die Sperrhöhe des umlaufenden Flüssigkeitsverschlusses 7, 8 muß wenigstens ebenso groß oder etwas größer als der Druckabfall des Gases durch die Füllkörper- oder Lamellenschicht sein.
  • Die Zufuhr der Flüssigkeit zu den umlaufenden Flächen kann beispielsweise in der folgenden Weise geschehen: An der Nabe 6a ist ein Trog oder eine Schale 13 mit aufwärts gerichtetem Rand 13a befestigt. Durch ein feststehendes Rohr 15 wird die Flüssigkeit zugeführt und rinnt auf eine perforierte Scheibe 16 herah, von der sie auf die inneren Wandungen eines konischen Schirmes 17 verteilt wird und darauf in die Schale 13 herabfließt. Bei der Rotation wird die Flüssigkeit über den Rand 13a herausgeschleudert und von einer Anzahl im wesentlichen radialer, zur Drehachse etwa paralleler Scheiben 18 aufgefangen, auf denen die Flüssigkeit in dünnen, senkrechten Schichten mit zum äußeren Umkreis hin gesteigerter Höhe ausgepreßt und gleichzeitig etwa auf die Geschwindigkeit der Füllkörperschicht 10 bzw. der Lamellen 11 beschleunigt wird. Durch diese Vorrichtung wird erreicht, daß die Flüssigkeit bereits beim Eintreten in die Füllkörperschicht oder auf die Lamellen entlang der gesamten Höhe dieser Elemente an mehreren Stellen des Umkreises verteilt wird.
  • Die Scheiben 18 brauchen nicht parallel zur Axialebene des Rotors zu verlaufen, sondern können auch mehr oder weniger zu dieser Ebene geneigt sein, beispielsweise um völlig oder teilweise die Einwirkung der Schwerkraft auf die Flüssigkeit aufzuheben. Die Scheiben brauchen auch nicht radial zu sein, sondern können zu den Radien im Winkel verlaufen. Die Anzahl der Scheiben 18 ist in der Regel geringer als die der Lamellen 11. In den meisten Fällen werden jedoch zweckmäßig mehr Scheiben 18 vorgesehen, als in der Zeichnung schematisch gezeigt ist. Insbesondere bei Anwendung von senkrechten Lamellen werden die Scheiben 18 mit einer geeigneten Verteilungsvorrichtung an deren zum Umkreis gewandten Kante verschen, so daß sämtliche Lamellen gleichförmig benetzt werden, oder man verzichtet auf die Scheiben 18 und vergrößert statt dessen den Durchmesser der Schale 13, so daß die Kante 13a bis an die Verteilungsflächen ragt.
  • Von großer Bedeutung ist es, daß die Flächen der Füllkörper und Lamellen mit Rücksicht auf die @@genschaften der Flüssigkeit von Fall zu Fall derart angepaßt werden, daß diese Flächen durch die Flüssigkeit wirksam benetzt werden.
  • Gegebenenfalls kann jede Scheibe 18 zusammen mit einer Lamelle 11 usw. eine Einheit bilden. Weiterbin kann der in der Nähe des Zentrums befindliche Teil der Scheiben derart ausgebildet sein, daß er die Flüssigkeit auffängt und verteilt und Spritzer verhindert.
  • Dies ist besonders empfehlenswert, wenn die Flüssigkeit den Scheiben nicht entlang dem gesamten Umkreis einer umlaufenden Schale 13 od. dgl., sondern nur an einer einzigen oder wenigen Stellen zm inneren Umkreis zugeführt wird. Die Lamellen können an sich aus einem beliebigen Material sein, vorausgesetzt, daß es von der Flüssigkeit benetzt wird.
  • Die Erfindung ist für Gaswascher. Destillationsapparate und Wärmeaustauscher, aber auch für Reaktionen zwischen Gas-Flüssigkeit und Flüssigkeit-Dampf verwendbar.

Claims (16)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zum Inberührungbringen einer Flüssigkeit mit einem Gas oder Dampf, insbesontIere zum Auswaschen von Gasen, wobei die Flüssigkeit mittels Zentrifugalkräfte von innen nach außen <lurch einen mit Durchlässen versehenen rotierenden Körper und das Gas von außen nach ilineil lurch reh deii gleichen Körper bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zunächst auf mit dem rotierenden Körper (3) umlaufende Verteilervorrichtungen (18) gebracht wird, ehe sie von diesen auf den rotierenden I(örper übergeht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas oder der Dampf in der hauptsächlicheit Richtung radial von außen nach inneil und die Flüssigkeit in hauptsächlicher Richtung v<)ii innen nach außen in dünnen Schichten zwischen bzw. auf einer großen Anzahl kranzförmig auf dem rotierenden Körper (3) angebrachter.
    Seite l>ei Seite angeordneter Grenzflächen (11, 11 e, 11 b) geführt wird.
  3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandflhchen (11, 11a, 11b, 10) des rotierenden Körpers (3), auf denen die Flüssigkeit in düniien Schichten strömt, wenigstens teilweise einen NVinkel mit der Umlaufrichtung des Körpers bilden.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine drehbare, zentral innerhalb des Kranzes (11, 11 a, 11 b) angeordnete Verteilungsvorrichtung (18) für die Flüssigkeit, die die Flüssigkeit im wesentlichen auf die Umlaufgeschwindigkeit dieser Verteilungsvorrichtung beschleunigt und erst danach an die rotierenden Wandflächen (11, 11a, 11b) abgibt.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverteilungseinrichtung (18) mit einer Anzahl am Rotor (3) iiu wesentlichen radial oder im Winkel zum Radius angeordneten Scheiben (18) od. dgl. versehen ist, die sich von einer Stelle in der Nähe des Flüssigkeitseinlasses (13) nach einer Stelle in der Nähe der von Zentrum des Rotors weiter entfernt außen ordneten XVand- oder Grenzflächen (10, 11, 11a, 11b) des rotierenden Körpers erstrecken, wobei die zugeführte Flüssigkeitsschicht entlang einer Verteilungsfläche (18) mit erheblichen Abmessungen in Axialrichtung des Rotors gleichförmig verteilt wird. ehe sie auf die rotierenden Wandflächen (10, 11, 11a, 11b) gelangt.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5, vorzugsweise mit senkrechten oder annähernd senkrechten rotierenden Wandflächen, dadurch gekennzeichnet. daß die Flüssigkeitsverteilungseinrichtung (13) mit einer drehbaren Schale (13a) od. dgl. versehen ist, aus der die Flüssigkeit im wesentlichen tillmittelbar auf die rotierenden Verteilungsflächen (18) gelangt.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Wandflächen (11b) mit der Axialebene des Rotors einen Winkel bilden (Fig. 11).
  8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandflächen aus einer großen Anzahl von Lamellen (11 c, 11 b, 11,,) bestehen. deren wesentliche Flächenerstreckung eine etwa radiale Richtung hat und zur Axialebene des Rotors (3) parallel sind oder mit dieser einen Winkel bilden (Fig. 6, 7, 11).
  9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandflächen (11h, 11d) im wesentlichen entlang beliebiger Sehnen zum Rotor (3) verlaufeii (Fig. 8, 9).
  10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche3 liis 6, tlatlurch gekennzeichnet. daß die NVandflächen (11, 11a, 11b) parallel zu einer zur Rotationsachse im wesentlichen senkrechten Ebene verlaufen oder einen Winkel mit dieser bilden (Fig. 2, 4 und 5).
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandflächen (11 g) eine nach außen hin zunehmende Dicke besitzen, wobei der Kanal zwischen den einzelnen NVandflächen gleichbleibenden oder nach außen abnehmenden Querschnitt aufweist (Fig. 7).
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wandfläche aus mehreren zueinander im NVinkel verlaufenden Teilen besteht (Fig. 5 und 10).
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet. daß der dem Zentrum des Rotors (3) am nächsten liegende Teil der Wandflächen eine zur Radialebene gekrümmte Form besitzt, während die Wandfläche (117)) zum Umfang des Rotors llill eine im wesentlichen radiale Richtung besitzt (Fig. 8).
  14. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß eine zusammen mit dem Rotor (3) umlaufende schalen- oder trogförmige Sammeleinrichtung (13a) od. dgl. am mittleren Teil des Rotors unterhalh eines festen Flüssigkeitseinlasses (15) angeordnet ist, die die durch den Einlaß zugeführte Flüssigkeit aufnimmt und verteilt.
  15. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsverschluß (7, 8), dessen NVände zur Drehachse des Rotors geneigt sind. zwischen dem Rotor (6) und dem äußeren Gehäuse (1 b) angeordnet ist.
  16. 16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungseinrichtung (18) wenigstens als eine Zerstäubungsvorrichtung für die Flüssigkeit ausgebildet ist und daß der Behandlungseinrichtung eine Abscheideeinrichtung nachgeschaltet ist - im Sinne der Strömung des Gases -, in der die von dem Gas mitgeführte Flüssigkeit abgetrennt wird, die danach zur Behandlungseinrichtung zurückgelangt.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 78 749, 128 870, 193 260, 482 868, 811 451; schweizerische Patentschrift Nr. 228 642.
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