DE1114169B - Vorrichtung zum Inberuehrungbringen von Gasen, Daempfen und Fluessigkeiten, in einem vertikalen Stroemungsraum, wie z.B. einer Kolonne - Google Patents

Description

Es sind mit paarweise angeordneten Austauschböden ausgestattete Vorrichtungen bekannt, welche über die Bodenfläche verteilte, in schräger Richtung durch diese Böden geführte Durchtrittsstellen für die Gase bzw. Dämpfe aufweisen, wobei diese Durchtrittstellen von Boden zu Boden wechselnd in umlaufend gleichem Drehsinn zur Mittelachse des oberen der beiden Böden bzw. in rein radialem Sinne zur Mittelachse des unteren der beiden Böden ausgerichtet sind, sowie mit gesonderten Flüssigkeitsabläufen von Boden zu Boden vorgesehen sind, die auf Grund der Erkenntnis aufgebaut sind, daß durch die Verwendung der kinetischen Energie der in einer Destillier- bzw. Absorptions- oder Waschkolonne aufsteigenden Gase bzw. Dämpfe beim Durchtritt durch die bei der Apparatur in verschieden großer Zahl übereinander angeordneten Austauschböden zwangläufig an die über diese in umgekehrter Richtung strömenden Flüssigkeit ein mehr oder weniger großer gasseitiger Strömungswiderstand verursacht wird.

Bei diesen aus Horden zusammengesetzten Austauschböden sind die Gasaustrittsschlitze der oberen, d. h. der sogenannten Deckhorde rings um die Mittelachse des Bodens in der Weise angeordnet, daß die auf dem Boden befindliche Flüssigkeit durch die austretenden Gase bzw. Dämpfe in Rotation versetzt und damit infolge der Zentrifugalkraft an die Peripherie der Horde geleitet wird, während die Gasaustrittsschlitze der darunter angeordneten sogenannten »Grundhorde« zentral zur Mittelachse des Bodens ausgerichtet sind, so daß in diesem Fall außen aufgegebene Flüssigkeit durch die austretenden Gase bzw. Dämpfe wieder zur Bodenmitte zurückgeführt wird.

Dabei ist der Nachteil zu beobachten, daß nämlich ein Teil der Flüssigkeit, die von einer Horde zu der darunterliegenden abregnet, beim Auffallen auf der letzteren von den durch ihre Öffnungen hindurchtretenden Gasen bzw. Dämpfen nicht abgefangen werden kann, sondern durch eben diese Öffnungen abermals hindurchfällt.

Daraus folgt, daß bei einem nach dem oben beschriebenen Prinzip arbeitenden Kolonnenboden bzw. Hordenpaar ein Großteil der Flüssigkeit die angestrebte, radiale Hin- und Herbewegung derselben von der Bodenmitte zum Umfang und wieder zurück nicht ausführt, sondern vielmehr am Bodenumfang wie auch in der Bodenmitte von oben nach unten durch die Kolonne hindurchfällt und damit mit den aufsteigenden Gasen bzw. Dämpfen überhaupt nicht in Berührung kommt.

Durch die Erfindung ist erkannt worden, daß entsprechend der auf den einzelnen Böden zufolge der Vorrichtung zum Inberührungbringen

von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten,

in einem vertikalen Strömungsraum,

wie z. B. einer Kolonne

Anmelder:

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

Vertreter: O. Schubert, Patentanwalt,
Berlin-Friedenau, Rubensstr. 15

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 31. Mai 1958

Dipl.-Ing. Walter Kittel, Gmunden (Österreich),
ist als Erfinder genannt worden

Ausrichtung der Gasdurchtrittsschlitze vorherrschenden Strömungswiderstände besondere Flüssigkeitsabläufe für das Hordenpaar ausgebildet werden müssen, die von Boden zu Boden vorgesehen sind.

Erfindungsgemäß sind diese Flüssigkeitsabläufe derart gestaltet, daß sie entsprechend der Ausrichtung der Durchtrittsstellen für die Gase bzw. Dämpfe abwechselnd als Ringkanal am Umfang des oberen Bodens bzw. als zentrales Ablaufrohr in der Mitte des unteren Bodens ausgebildet sind und mit ihrer oberen Begrenzung bündig, d. h. in gleicher Ebene mit der jeweiligen Bodenfläche abschließen, wobei die unterhalb der Ausmündungen der Flüssigkeitsabläufe befindlichen Zonen der jeweils nächstfolgenden Böden als gas- und flüssigkeitsundurchlässige Flächen ausgebildet sind.

Auf diese Weise wird erreicht, daß dadurch, daß die Flüssigkeit am äußeren Bodenrand glatt ablaufen kann, keinerlei Aufstauung der Flüssigkeit auf der jeweiligen Bodenfläche hervorgerufen wird. Durch die flüssigkeitsundurchlässigen Flächen unterhalb der Ausmündungen der Flüssigkeitsabläufe wird die Flüssigkeit gezwungen, daß diese den sich hieran anschließenden Grund- bzw. Deckböden zwangläufig zugeleitet wird. Um die Flüssigkeit den Böden in möglichst gleicher Intensität zuleiten zu können, sind

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die Flüssigkeitsabläufe an ihrem unteren Ende in an sich bekannter Weise mit Leitschaufeln zum Durchtritt der Flüssigkeit versehen, oder es können die Flüssigkeitsabläufe an ihrem unteren Ende in an sich bekannter Weise durch Tauchvorrichtungen gasseitig abgeschlossen werden.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei beispielsweise!! Ausführungsformen dargestellt, und zwar veranschaulicht ^:

Fig. 1 den Vertikalschnitt durch die Kolonne der einen Ausführungsform,

Fig. 2 den Vertikalschnitt durch die Kolonne der zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 die Draufsicht auf den Boden nach Fig. 1, Fig. 4 die Draufsicht auf den Boden nach Fig. 2,

Fig. 5 die Draufsicht auf den Boden zur besseren Erläuterung des Erfindungsgedankens mit verschiedenen Schnitthälften.

Nach Fig. 1 bzw. der zugehörigen Draufsicht laut Fig. 3 erfolgt in bekannter Weise die Zuleitung der Flüssigkeit, die abwechselnd über das zentral angeordnete Ablaufrohr a_t bzw. den am Bodenumfang angeordneten Ringkanal a_% von einem Boden zum nächsttieferen geführt wird, in horizontaler Richtung und in möglichst weitgehender Übereinstimmung mit der Austrittsrichtung der schräg durch die Bodenfläche hindurchgeführten Durchtrittsstellen für die Gase bzw. Dämpfe, indem der vertikal ankommenden Flüssigkeit durch die waagerecht unterhalb des Flüssigkeitszulaufes angeordneten Kreis- bzw. Kreisringebenen b₁ bzw. b.₂ in Zusammenwirkung mit den Leitschaufeln C₁ und c₂ eine entsprechende Ausrichtung aufgezwungen wird, mit welcher sie sodann in die eigentliche Austauschzone e_x bzw. e₂ gelangt.

Der grundsätzlich gleiche Effekt läßt sich mit der Anordnung gemäß Fig. 2 bzw. 4 oder 5 erzielen, wobei lediglich die Leitschaufeln C₁ und c₂ durch die üblichen Tauchtassen bzw. Tauchkanäle d_x und J₂ ersetzt sind.

Die Draufsichten laut Fig. 3 und 4 weisen außer der Veranschaulichung des Strömungsbildes die Anordnung der Leitschaufeln C₁, c₂ bzw. die Anordnung der Tauchvorrichtung d_v d.₂ auf.

Die Draufsichten laut Fig. 3 bis 5 zeigen jeweils auf ihrer linken Hälfte (Sicht AA) den Boden, bei welchem die in der Mitte aufgegebene und infolge ihrer Umlenkung in die Horizontale radial nach außen strömende Flüssigkeit durch entsprechende Ausrichtung der Gasaustrittsschlitze in der eigentlichen Austauschzone C₁ in Rotation versetzt und zu dem zwisehen dem Bodenumfang und dem Kolonnenmantel angeordneten ringförmigen Flüssigkeitsabläufen a.₂ geführt wird, während die rechten Hälften der Fig. 3 bis 5 (Sicht BB) den nächstfolgenden Boden darstellen, bei welchem die am Bodenumfang aufgegebene Flüssigkeit entweder mit Hilfe der horizontalen Umlenkvorrichtung b₂ und den Leitschaufeln C₂ oder aber über einen Tauchring d.₂ durch die in diesem Falle ausschließlich radiale Ausrichtung der Gasaustrittsschlitze über die Austauschzone e₂ bis zu dem zentral angeordneten Ablaufrohr a_t gelenkt wird.

Die Leitschaufehl C₁, durch welche die Flüssigkeit von innen und außen austritt, sind im Sinne der auf diesen Boden bestehenden Rotation geneigt, wogegen die am äußeren Bodenumfang angeordneten Leitschaufeln c₂ entsprechend dem auf diesem Boden sich ausbildenden Strömungszustand wohl zweckmäßigerweise rein radial ausgerichtet sind.

Das sich in beiden Fällen ergebende Strömungsbild ist durch die eingetragenen Pfeile kenntlich gemacht, wobei sich die ausgezogenen Linien auf den Strömungsverlauf der Flüssigkeit beziehen, während die gestrichelten Linien die Strömungsrichtung der durch die Öffnungen der Böden hindurchtretenden Gase bzw. Dämpfe veranschaulichen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Inberührungbringen von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten in einem vertikalen Strömungsraum, wie z. B. einer Kolonne, mit paarweise übereinander angeordneten Böden, welche über die Bodenfläche verteilte, in schräger Richtung durch diese Böden geführte Durchtrittsstellen für die Gase bzw. Dämpfe aufweisen, wobei diese Durchtrittstellen von Boden zu Boden wechselnd in umlaufend gleichem Drehsinn zur Mittelachse des oberen der beiden Böden bzw. in rein radialem Sinne zur Mittelachse des unteren der beiden Böden ausgerichtet sind, sowie mit gesonderten Flüssigkeitsabläufen von Boden zu Boden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Flüssigkeitsabläufe entsprechend der Ausrichtung der Durchtrittsstellen für die Gase bzw. Dämpfe abwechselnd als Ringkanal (a„) am Umfang des oberen Bodens (e_a) bzw. als zentrales Ablaufrohr (O₁) in der Mitte des unteren Bodens (e₂) ausgebildet sind und mit ihrer oberen Begrenzung bündig, d. h. in gleicher Ebene mit der jeweiligen Bodenfläche abschließen, wobei die unterhalb der Ausmündungen der Flüssigkeitsabläufe (a_v a₂) befindlichen Zonen der jeweils nächstfolgenden Böden als gas- und flüssigkeitsundurchlässige Flächen (Jb₁, b₂ bzw. d_v J₂) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsabläufe (a_v a.₂) an ihrem unteren Ende in an sich bekannter Weise mit Leitschaufehl (C₁, c₂) zum Durchtritt der Flüssigkeit versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsabläufe (a_v a.₂) an ihrem unteren Ende in an sich bekannter Weise durch Tauchvorrichtungen (d_v d.₂) gasseitig abgeschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 194 374;
belgische Patentschrift Nr. 524 527.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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