-
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.