DE1071051B

DE1071051B - Immersion tray for columns where a long contact time between the media in exchange is desired

Info

Publication number: DE1071051B
Application number: DENDAT1071051D
Authority: DE
Inventors: Gmundien Dipl.-Ing. Walter Kittel (Osterreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-03-07
Publication date: 1959-12-17
Also published as: GB738414A; BE518215A; NL94354C; NL222269A; NL104122C; FR1075487A; GB756540A

Description

DEUTSCHESGERMAN

ANMELDETAG: 6.MÄRZ1953REGISTRATION DATE: MARCH 6, 1953

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 17. DEZEM B ER 1959NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE EDITORIAL: DECEMBER 17, 1959

Die Erfindung betrifft eine Austauscheinrichtung, deren Zweck es ist, Flüssigkeiten mit Gasen oder Dämpfen, die zueinander im Gegenstrom geführt sind, in möglichst innigen Kontakt zu bringen.The invention relates to an exchange device, the purpose of which is to mix liquids with gases or Bringing vapors, which are conducted in countercurrent to each other, into as intimate contact as possible.

Einrichtungen dieser Art sind bereits in mannigfachen Ausführungsformen bekanntgeworden. Insbesondere liegt der Erfindung aber die Aufgabe zugrunde, eine möglichst lange Berührungszeit zwischen den beiden im Austausch befindlichen Medien zu erreichen, ίοDevices of this type have already become known in various embodiments. In particular However, the invention is based on the object of the longest possible contact time between to reach the two media in exchange, ίο

Es sind Austauschböden mit getaucht angeordneten Schlitzplatten bekanntgeworden, die mat schräg durch sie hindurchführenden, einheitlich um die Mittelachs« in radialem Sinn ausgerichteten Schlitzöffnungen versehen sind, durch welche hindurch die Gase bzw. Dämpfe vermittels Umlenkblechen in die aufgestaute Flüs'sigkeitsschicht eingeleitet werden. Dabei sind sie oberhalb der Schlitzplatte zufolge der durch die Schlitze aufsteigenden Gase spiralförmig nach außen .bewegt. Die Flüssigkeit wind sodann vom ao Rand über die Rinne und der von dort aus abgehenden Rohre zum nächst tiefer gelegenen Boden geführt, so daß der Machteid eintritt, daß keine mehrmalige Umwädzung der Flüssigkeit auf jiedem Boden eintritt.There are replacement floors with submerged slotted plates have become known, the mat diagonally through through them, uniformly aligned around the central axis in a radial sense are provided, through which the gases or vapors by means of baffles into the pent-up Liquid layer are introduced. They are above the slotted plate according to the through the slits moving upward gases spirally outwards. The liquid then winds off the ao Edge led over the channel and the pipes going out from there to the next lower floor, so that the oath of power takes place, that no repeated umwadzung of the liquid occurs on each soil.

Erfindungsgemäß wird hingegen vorgeschlagen, die obige Aufgabe daidurch zu lösen, daß durch entsprechende Einleitung der Gase bzw. Dämpfe in die Flüssigkeit nicht mir eine intensive Rotationsbewegung derselben erzeugt wird, wobei die zufolge der auftretenden Zentrifugalkräfte'bei entsprechender Flüssigkeitszuführung von der Flüssigkeit auf dem Boden auch in radialer Richtung ausgeführte Zirkulationsströmung au einer mehrfachen Umwälzung des gesamten auf dem Boden befindlichen Flüssigkeitsvohimens benutzt wird.According to the invention, however, it is proposed that to solve the above problem by means of appropriate Introduction of the gases or vapors into the liquid does not result in an intense rotational movement the same is generated, with the result of the occurring Centrifugal forces' with appropriate liquid supply Circulation flow carried out by the liquid on the bottom also in the radial direction on a multiple circulation of the whole liquid on the floor is used.

Dies wird bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Tauchhordenboden für Kolonnen, bei denen eine Lange Berührungszeit zwischen den im Austausch befindlichen Böden erwünscht ist, mit erhöht über der Grundfläche des Bodens angeordneten Gaszuführungs- bzw. Flüssigkeitsablaufstutzen dadurch erreicht, daß auf dem Boden eine an sich bekannte Umlenkvorrichtung mit waagerecht angeordneter getauchter Schlitzplatte vorgesehen ist, die mit schräg durch dieselbe hindurchführenden, einheitlich um ihre Mittelachse in radialem und tangentialem Sinne ausgerichteten Schlibzöffnungen ausgestattet ist, und daß auf dem Boden ein zentrales Ablaufrohr angeordnet ist sowie konzentrisch um das zentrale Ablaufrohr eine Öffnung vorgesehen ist, die von einem Wehr bzw. Rohrstück umgeben ist.This is in the case of the dip tray base designed according to the invention for columns in which one Long contact time between the floors in exchange is desirable, with increased over the Base area of the bottom arranged gas supply or liquid discharge nozzle achieved in that on the floor a known deflection device with horizontally arranged submerged slotted plate is provided with the obliquely passing through the same, uniformly around its central axis in radial and tangential sense is equipped Schlibzöffnungen, and that on the A central drain pipe is arranged on the bottom and an opening concentrically around the central drain pipe is provided, which is surrounded by a weir or pipe section.

Zar Verstärkung der bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auftretenden Flüssigkeitsumwälzung können am Umfang der Austauschzone vorteiihafter-Taudihordenboden für Kolonnen,Zar reinforcement of the invention Facility occurring fluid circulation can be advantageous on the circumference of the exchange zone-Taudihordenboden for columns,

bei denen eine lange Berührungszeitwhere a long contact time

zwischen den im Austausch befindlichenbetween those in exchange

Medien erwünscht istMedia is encouraged

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Walter Kittel,
Gmunden (Österreich)Dipl.-Ing. Walter Kittel,
Gmunden (Austria)

Vertreter: O. Schubert, Patentanwalt,
Berlin-Friedenau, Rubensstr. 15Representative: O. Schubert, patent attorney,
Berlin-Friedenau, Rubensstr. 15th

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom. 7. März 1952Claimed priority:
Switzerland from. March 7, 1952

Dipl.-Ing. Waltex Kittel, Gmunden (Österreich),
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Waltex Kittel, Gmunden (Austria),
has been named as the inventor

weise gleichmäßig verteilte Öffnungen vorhanden sein, durch die die Flüssigkeit ablaufen kann, wobei diese Öffnungen zur Verhinderung eines Gasdurchtritts von nach unten bis wenig oberhalb der Bodengrunrifläche geführten Wehren bzw. Rohren umgeben werden.wise evenly distributed openings are available, through which the liquid can drain, these openings to prevent gas from passing through weirs or pipes running downwards to a little above the ground surface are surrounded.

Auf diese Weise wird die Flüssigkeit veranlaßt, entweder der durch die äußeren Schlitze der Schlitzplatte oder aber durch die an der Randzone vorgesehenen Öffnungen unter die Schlitzplatte zu gelangen und gegen die Bodenmitte zurückzuströmen, wo sie durch die zentrale Öffnung der Schutzplatte schließlich wieder aufsteigen. Damit ist der gewallte Kreislauf vollendet.In this way the liquid is induced, either through the outer slots of the slotted plate or to get under the slotted plate through the openings provided in the edge zone and flow back towards the middle of the floor, where they finally pass through the central opening of the protective plate rise again. This completes the full cycle.

Weiter kann die Flüssigkeitsumwälzung dadurch verstärkt werden, daß auf der Innenseite der die Austauschzone umgebenden Umlenkvorrichtung radiale, zur Horizontalebene schräggestellte Leitschaufeln, zur Rückführung der Flüssigkeit in den unterhalb der gern M9/513Furthermore, the liquid circulation can be increased by the fact that the exchange zone on the inside surrounding deflection device radial guide vanes inclined to the horizontal plane, for Return of the liquid in the below the gladly M9 / 513

tauchten Schutzplatte befindlichen Raum angeordnet werden.submerged protective plate located in the space will.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel darstellen. Es zeigt The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, which represent an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines erfindungsgemäßen Tauchhordenbodens nach der Linie [-1 der Fig. 2.Fig. 1 is a vertical section of a dip tray according to the invention along the line [-1 of the Fig. 2.

Fig. 2 einen Horizontalschnitt des gleichen Bodens nach -der Linie II-II der Fig. 1 undFIG. 2 shows a horizontal section of the same floor along line II-II of FIGS. 1 and

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Tauchhorde in vergrößertem Maßstab.3 shows a cross section through the immersion tray on an enlarged scale.

Die in den Fig. I und 2 gezeigte Vorrichtung besteht aus dem eigentlichen Boden 1, auf welchem die Flüssigkeit in bekannter Weise durch die erhöht über der Bodenfläche angeordnete obere Kante des zentralen Ablaufrohres 3 auf konstanter Höhe gebalten wird. Wie man aus den Fig. 1 und 2 weiter erkennt, wird der zwischen dem Umfang des Bodens 1 und der Kolormerrwand 6 für die aufsteigenden Gase bzw. Dämpfe verbleibende Ringquerschnitt von einer Umlenkvorrichtung 2 überdeckt, deren zylindrische Innenwand nach unten geführt ist und in den Boden 1 einmündet, wobei die Unterkante der Umlenkvorrichtung 2 etwas tiefer liegt als die Oberkante des zentralen Ablaufrohres 3.The device shown in Figs. I and 2 consists from the actual floor 1, on which the liquid is increased in a known manner by the over the bottom surface arranged upper edge of the central drain pipe 3 is kept at a constant height will. As can be seen from FIGS. 1 and 2 further, between the circumference of the bottom 1 and the Kolormerrwand 6 for the rising gases resp. Vapors remaining ring cross-section covered by a deflection device 2, the cylindrical Inner wall is guided downwards and opens into the bottom 1, the lower edge of the deflection device 2 is slightly lower than the upper edge of the central drain pipe 3.

An die Unterkante der Umlenkvorrichtung 2 schließt sich in gleicher Höhe eine mit öffnungen, wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, versehene Platte 7 an, welche demzufolge im Betriebszustand von dem durch die Oberkante des Ablaufrohres 3 festgelegten Flüssigkeitsspiegel überdeckt wird und daher nachfolgend als »Tauchhorde« bezeichnet werden soll.On the lower edge of the deflecting device 2 closes at the same height with openings, such as For example, shown in Fig. 3, provided plate 7, which consequently in the operating state of the by the upper edge of the drain pipe 3 fixed liquid level is covered and therefore subsequently to be referred to as "diving horde".

In den Fig. 1 und 2 ist der durah die beschriebene Anordnung in der Flüssigkeit sich ausbildende Strömungszustand an Hand der eingezeichneten Pfeile, deren ausgezogene Linien die Bewegungsrichtung der Flüssigkeit angeben, während die gestrichelten Linien sich auf die Strömung der Gase bzw. Dämpfe beziehen, kenntlich gemacht. Man ersieht daraus vor allem den spiraJigen Weg, welchen d\ie Flüssigkeit über die Tauchhorde 7 auszuführen gezwungen ist. Die Flüssigkeit strömt aus einer in unmittelbarer Umgebung des Afolaufrohres zum Zwecke ihres ungehinderten Durchtrittes frei gelassenen Ringfläche und wind anschließend durch die tangential und radial nach außen a-us der Tauchhorde austretenden Gase bzw. Dämpfe beeinflußt (Fig. 2). Die Rückführung der Flüssigkeit nach der Bodenmitte erfolgt unterhalb der Tauchhorde, indem die Flüssigkeit in der äußeren Randzone infolge des Nachlassens der Zentrifugalwirkung entweder direkt durch die Schlitze der Horde hindurchregnet oder aber — insbesondere bei mitgeführten Festsubstanzen, wie diese als Folge von chemischen Reaktionen entstehen können — durch besondere, unmittelbar am Rand der Umlenkvorrichtung 2 angeordnete Ablauf rohre 8, welche in diesem FaJIe mit ihrer Oberkante bündig mit der Oberseite der Tauchhorde 7 abschließen, wieder auf den eigentlichen Boden 1 abgeführt wird.In FIGS. 1 and 2, the arrangement described in the fluid is the flow state that is being formed on the basis of the arrows drawn in, the solid lines of which indicate the direction of movement of the Indicate liquid, while the dashed lines refer to the flow of gases or vapors, marked. From this one can see above all the spiral path which the liquid takes is forced to perform over the immersion tray 7. The liquid flows out of an immediate Environment of the Afolaufrohres for the purpose of their unhindered Pass through the ring area left free and then wind through the tangential and radial outwardly from the immersion tray exiting gases or vapors influenced (Fig. 2). The repatriation the liquid after the middle of the bottom takes place below the immersion tray, by the liquid in the outer Edge zone as a result of the decrease in the centrifugal effect either directly through the slots of the Horde rains through or else - especially with entrained solid substances, such as these as a result of chemical reactions can occur - due to special, directly at the edge of the deflection device 2 arranged drain pipes 8, which in this case with their upper edge flush with the top the immersion tray 7 complete, is discharged again to the actual floor 1.

Obwohl, wie bereits gesagt, die Zentrifugalwirkung innerhalb der Flüssigkeit als Folge ihrer mit wachsendem Radius stark abnehmenden Winkelgeschwindigkeit bei größeren Bodenabmessungen in der äußeren Randzone der Tauchhorde erheblich nachläßt und damit die Rückführung derselben ermöglicht, kann es, insbesondere bei kleineren Durchmessern, unter Umständen zweckmäßig sein, den letzteren Vorgang durch radial nach innen gerichtete und zur Horizontalebene schräg geneigte Leitschaufeln 9, welche am zylindrischen Teil der Umlenkvorrichtung 2 unmittelbar über der Tauchhorde umlaufen bzw., wie in Fig. 2 angedeutet, unmittelbar hinter den Flüssigkeitsabläufen 8 angeordnet sind, zusätzlich zu verstärken. Although, as already said, the centrifugal effect within the liquid as a result of its increasing Radius sharply decreasing angular velocity with larger soil dimensions in the outer edge zone of the immersion tray decreases considerably and thus enables the return of the same, it may be useful, especially with smaller diameters, to carry out the latter process by radially inwardly directed and inclined to the horizontal plane guide vanes 9, which or, as in FIG Fig. 2 indicated, are arranged directly behind the liquid drains 8, in addition to reinforce.

Desgleichen erscheint es zweckmäßig, ein Austreten der Gase bzw. Dämpfe durch die zur Flüssigkeitsumwälzung in der Umgebung des Ablaufrohres frei • gelassene innere Kreisringfläche durch AnbringungIt also appears expedient to prevent the gases or vapors from escaping through the circulating fluid in the vicinity of the drain pipe • inner circular area left free by attachment

to einer nach unten ragenden Leiste 10 an der inneren Begrenzung der Tauchhonde zu verhindern (Fig. 1). Schließlich ist aus Fig. 1 auch noch zu erkennen, daß sich bei einem Boden laut vonstehend beschriebenem Strömungsbild die Frage der Flüssigkeitszu- und -abführung ganz besonders einfach gestalten läßt, da es in diesem Fall möglich ist, die Flüssigkeit in unmittelbare Nähe der Ablaufstelle an der inneren Begrenzung der Ta-uchhorde aufzugeben, was in Fig. 2 durch den nings um die Oberlaufkante der Tauch-to prevent a downward protruding bar 10 on the inner boundary of the immersion probe (Fig. 1). Finally, it can also be seen from Fig. 1 that a floor according to what is described above Flow picture the question of the liquid inflow and -Discharge can be made very easy, since it is possible in this case to direct the liquid Close to the drainage point at the inner boundary of the diving horde, which is shown in Fig. 2 through the nings around the upper edge of the diving

ao tasse 4 geführten Schirm 5 erreicht wird.ao cup 4 guided screen 5 is reached.

Es ist ganz selbstverständlich, daß die Anordnung bzw. Ausrichtung der Durchtrittsschditze innerhalb der die Rotation der Flüssigkeit bewirkenden Tauchhorde 7 die mannigfachsten Variationen zuläßt, ohneIt goes without saying that the arrangement or orientation of the passage openings within the immersion tray 7 causing the rotation of the liquid allows the most diverse variations without

»5 daß sich hierdurch irgendwelche grundsätzliche Änderungen des dargelegten Arbeitsprinzips ergeben wunden. Wesentlich für die vorstehend aufgezeigte Erkenntnis ist einzig der Umstand, daß bei entsprechender Tauchung der Honde 7 die durch tangentiaJes Einleiten der Gase bzw. Dämpfe in Drehung versetzte Flüssigkeiisschicht als Folge der dadurch ausgelösten Zentrifugalwirkung über die die gewünschte Ausrichtung der Gase bzw. Dämpfe bewirkende TauchhortLe von innen nach außen wandert unfci hierbei wahlweise durch entsprechende Ausrichtung der eineelnen Schlitze in radialem Sinne beschleunigt bzw. abgebremst werden kann.»5 that this will result in any fundamental changes of the working principle outlined result in wounds. Essential for the one shown above The only knowledge is the fact that when the Honde 7 is properly immersed, the tangentiaJes Introduction of the gases or vapors set in rotation as a result of the resulting liquid layer Centrifugal effect over the the desired orientation The diving shelter, which produces gases or vapors, migrates from the inside to the outside and is optional accelerated or decelerated in the radial direction by appropriate alignment of the individual slots can be.

Es liegt auf der Hand, daß Boden gemäß dem soeben entwickelten Arbeitsprinzip infolge ihres großen Flüssigkeitsvokimens bei gleichzeitig geringem Strömungswiderstand vor allem für solche Prozesse geeignet sind, bei welchen eine möglichst lange Verweilzeit der Flüssigkeit erwünscht ist, zumal das Flüss-igkeitsvolumen auf dem Baden durch entsprechenden Abstand des Auffangbodens 1 von der Tauchhorde 7 in praktisch 'beliebigen Grenzen variiert wenden kann. Aus diesem Grund läßt sich die beschriebene Einrichtung auch für Absorptionsprozesse mit nur einmaliger Berührung von Gas bzw. Dampf und Flüssigkeit anwenden, wie dies z. B. für die NH₃-Absorption durch Schwefelsäure zutrifft, wobei in diesem Fall der Auffangboden 1 unmittelbar durch den Behälter selbst unter Einhaltung eines entsprechend hohen Flüssigkeitsspjegels ersetzt wird.It is obvious that, according to the working principle that has just been developed, soils are particularly suitable for processes in which the longest possible retention time of the liquid is desired due to their large liquid vokimens and at the same time low flow resistance, especially since the liquid volume on the bath is appropriate Distance of the collecting tray 1 from the immersion tray 7 can be varied in practically 'any limits. For this reason, the device described can also be used for absorption processes with only one contact of gas or vapor and liquid, as z. B. applies to the NH ₃ absorption by sulfuric acid, in which case the collecting tray 1 is replaced directly by the container itself while maintaining a correspondingly high liquid level.

Claims

Patent claims:

1. Immersion tray for columns where there is a long contact time between the exchanges located media is desired, with raised above the base of the floor Gas supply or liquid discharge nozzle, characterized in that on the bottom (1) a known deflection device- (2) with horizontally arranged submerged protective plate (7) is provided with the obliquely passing through it, uniformly around its central axis in the radial and tangential sense aligned Schli-tzöff-openings is equipped, and that on the Bottom (1) a central drain pipe (3) is arranged

is and concentrically around the central drain pipe (3) an opening is provided which is from a Weir or pipe stucco (10) is surrounded.

2. Immersion tray base according to claim 1, characterized in that the circumference of the exchange zone there are evenly distributed openings which are surrounded by weirs or pipes (8) will.

3. Immersion tray base according to claim 1, characterized in that on the inside of the Bottom (1) radial guide vanes (9) guided obliquely to the horizontal plane are arranged.

For this purpose, 1 sheet of drawings