DE1124014B

DE1124014B - Fluid compensation device for exchange floors with flow-pointing introduction of gases or steams

Info

Publication number: DE1124014B
Application number: DEK30805A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Kittel
Original assignee: WALTER KITTEL DIPL ING
Current assignee: WALTER KITTEL DIPL ING
Priority date: 1956-01-16
Filing date: 1957-01-14
Publication date: 1962-02-22
Also published as: NL104083C; CH355437A; GB853296A; BE554181A

Description

Austauschböden mit sogenannter »strömurigsweisender« Einleitung der Gase bzw. Dämpfe sind schon seit längerem bekannt. Ihre wesentlichen Merkmale bestehen darin, daß die kinetische Energie, welche die in einer mit derartigen Austauschboden ausgerüsteten Apparatur aufsteigenden Gase bzw. Dämpfe an die auf eben diesen Böden befindliche Flüssigkeit zu übertragen gezwungen sind, nicht wie z. B. bei den bekannten Glocken- oder Siebboden ohne eine bestimmte Impulsrichtung, sondern als Folge einer entsprechenden Anordnung der Austrittsöffhungen für die Gase bzw. Dämpfe möglichst horizontal und in einheitlich ausgerichtetem Sinne an die Flüssigkeit abgegeben wird, zu dem Zweck, in der letzteren einen genau definierten Bewegungszustand zu erzeugen.Replacement floors with so-called »flow-pointing« The introduction of gases or vapors has been known for a long time. Their essential characteristics consist in the fact that the kinetic energy which the in one with such exchange soil equipped apparatus rising gases or vapors to those located on these soils Fluid are forced to transfer, not like z. B. in the known bell or sieve tray without a specific pulse direction, but as a result of a corresponding arrangement of the outlet openings for the gases or vapors as horizontally as possible and in a uniformly aligned sense the liquid is released for the purpose of giving the latter a well-defined state of motion to create.

Auch hinsichtlich der Art des auf die vorbeschriebene Weise in der Flüssigkeit hervorgerufenen Bewegungszustandes sind bereits die verschiedenartigsten Vorschläge, vom einfachen Querstrom über eine Mehrfachurnlenkung bis zur Rotationsbewegung, gemacht worden.Also with regard to the type of state of motion brought about in the liquid in the manner described above are already the most diverse proposals, from a simple cross flow to a Multiple turning up to the rotational movement has been made.

Es wurde darüber hinaus auch bereits erkannt, daß es bei einer derartigen strömungsweisenden Einleitung der Gase bzw. Dämpfe in die auf den Böden befindliche Flüssigkeit infolge der in letzterer dadurch erreichten Stabilisierung des Strömungszustandes möglich ist, auf besondere Zu- bzw. Ablauforgane, über welche die Flüssigkeit normalerweise von einem Boden zum nächstfolgenden gelangt, zu verzichten und statt dessen die Flüssigkeit von den Böden über die entsprechend geformten Durchtrittsöffnungen für die Gase bzw. Dämpfe unmittelbar abregnen zu lassen, was nicht nur eine außerordentliche Vereinfachung in konstruktiver Hinsicht bedeutet, sondern außerdem gestattet, den Bodenabstand völlig unabhängig vom jeweiligen Durchmesser der Kolonne zu wählen, da die mit steigendem* Kolonnendurchmesser gleichfalls wachsenden Abmessungen der Flüssigkeitszu- bzw. -ablaufe in diesem Falle nicht mehr berücksichtigt werden müssen.It has also already been recognized that there is such a flow-pointing introduction the gases or vapors in the liquid located on the floors as a result of the result in the latter achieved stabilization of the flow condition is possible, on special inlet and outlet organs, over which the liquid normally passes from one floor to the next, to do without and instead the liquid from the floors via the correspondingly shaped through openings for to let rain off the gases or vapors immediately, which is not only an extraordinary simplification in constructive terms means, but also allows the ground clearance completely independent to be selected from the respective diameter of the column, since the column diameter increases with * likewise increasing dimensions of the liquid inflow or outflow no longer in this case must be taken into account.

Die Arbeitsweise derartiger Böden besteht darin, daß die Flüssigkeit, die von einem Boden innerhalb einer bestimmten Zone abregnet, den nächstfolgenden Boden durch die strömungsweisend eingeleiteten Gase oder Dämpfe in horizontaler Richtung überquert und sich schließlich am Ende des zurückgelegten Weges bis zu einer Schichtstärke aufstaut, die es ihr ermöglicht, den unterhalb des Bodens vorhandenen Überdruck der in der Apparatur aufsteigenden Gase bzw. Dämpfe, welcher gleichbedeutend ist mit dem Druckabfall des Bodens, zu Flüssigkeits-AusgleichsvorrichtungThe operation of such floors is that the liquid flowing from a floor within rains down in a certain zone, the next floor through the flow-wise introduced Gases or vapors crossed in a horizontal direction and finally settled at the end of the covered area The path is dammed up to a layer thickness that enables it to remove the existing beneath the ground Overpressure of the gases or vapors rising in the apparatus, which is equivalent is with the pressure drop of the soil, to fluid balancing device

für Austauschboden mit strömungsweisender Einleitung der Gase bzw. Dämpfefor exchange floor with flow-oriented introduction of gases or vapors

Anmelder:Applicant:

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

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

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 16. Januar 1956 (Nr. 272)Claimed priority:
Austria of January 16, 1956 (No. 272)

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

überwinden und damit von diesem Boden erneut abzuregnen.overcome and rain again from this soil.

Der beschriebene Vorgang wiederholt sich von Boden zu Boden, wobei dessen Regenzone durch entsprechende Ausrichtung der in die Flüssigkeit eingeleiteten Gase bzw. Dämpfe abwechselnd links und rechts bzw. am Rande und in der Mitte, auf alle Fälle aber in der Weise wechselnd angeordnet ist, daß die gesamte Flüssigkeit die ganze Bodenfläche überqueren muß.The process described is repeated from floor to floor, with its rain zone passing through corresponding alignment of the gases or vapors introduced into the liquid alternately to the left and is arranged on the right or on the edge and in the middle, but in any case alternately, that all of the liquid must cross the entire floor area.

In der Praxis hat es sich aber gezeigt, daß diese angetriebene Überquerung der ganzen Bodenfläche durch die gesamte Flüssigkeit, die ja durch die strömungsweisende Einleitung der Gase bzw. Dämpfe erreicht werden soll, schwierig bzw. sogar unmöglich wird, wenn der Durchmesser der Apparatur ein bestimmtes Größtmaß überschreitet, da sich — in gewisser Analogie zu der bei Füllkörperkolonnen schon bei wesentlich geringerem Durchmesser zu beobachtenden Erscheinung — die Wechselbeziehung zwischen den in der Apparatur aufsteigenden Gasen bzw. Dämpfen und der auf den Böden hierdurch aufgestauten bzw. getragenen Flüssigkeit zu labil gestaltet, als daß ein unkontrollierbares, vorzeitiges Abregnen der Flüssigkeit von den Böden zu verhindern wäre.In practice, however, it has been shown that this driven crossing of the entire floor area through the entire liquid, which is caused by the flow-directing introduction of the gases or vapors is to be achieved, becomes difficult or even impossible if the diameter of the apparatus is a certain Largest size exceeds because - in a certain analogy to that in packed columns A phenomenon that can be observed even with a much smaller diameter - the interrelationship between the gases or vapors rising in the apparatus and the resulting build-up on the floors or carried liquid designed too unstable for uncontrollable, premature rain the liquid from the floors would be prevented.

Der vorstehend aufgezeigte Nachteil läßt sich jedoch gemäß der Erfindung auf sehr einfache WeiseThe disadvantage indicated above can, however, according to the invention, be solved in a very simple manner

209 510/391209 510/391

dadurch vermeiden, daß bei derartigen Kolonnenboden mit strömungsweisender Einleitung der Gase bzw. Dämpfe eine Vorrichtung angebracht wird, über welche Beginn und Ende des Weges, den die Flüssigkeit auf dem Boden als Folge ihrer Beeinflussung durch die Gase bzw. Dämpfe nimmt, miteinander verbunden werden.thereby avoid that in such a column tray with flow-wise introduction of the gases or vapors, a device is attached through which the beginning and end of the path that the liquid takes on the ground as a result of its influence through which gases or vapors take, are connected to each other.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, daß um den Boden, der entweder aus The idea underlying the invention is that around the floor, which is made of either

überlaufende Flüssigkeit den Boden 1 am Strömungsende b in entgegengesetzter Richtung umfließt und damit wieder an die Ausgangsstelle a am selben Boden zurückgelangt. ,Overflowing liquid flows around the bottom 1 at the flow end b in the opposite direction and thus returns to the starting point a at the same bottom. ,

Durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird dasselbe Prinzip auf einen Boden mit mehreren, und zwar verschieden ausgerichteten Strömungsfeldern angewendet. Dieser Boden besteht aus vier im Flächenmaß kreisausschnittförmigen BodenteilstückenThe embodiment according to FIG. 3 applies the same principle to a floor with several, and applied to differently oriented flow fields. This floor consists of four im Area measure circular section-shaped floor sections

einem oder mehreren Feldern besteht, die mit einheit- io la, Ib, Ic und Id, welche aus Streckmetall gebildet lieh ausgerichteten Durchtrittsöffnungen für die Gase sein können und mit den Schlitzöffnungen 2 radial bzw. Dämpfe versehen sind, eine offene Rinne ange- nach außen weisen. Zwischen diesen Bodenteilstücken ordnet ist. Indem sich auf diese Weise zwischen la bis Id sind die oben offenen Rückführungs-Beginn und Ende des Flüssigkeitsweges automatisch kanäle 5 vorgesehen, die sich in der Bodenmitte vernein Niveauausgleich einstellt, wird nämlich erreicht, 15 einigen und ein Kanalkreuz bilden, dessen äußere daß die ganze Bodenfläche in jedem Fall stets mit Kanalenden in einen ringförmigen Auffangkanal einer gleichmäßig hohen Flüssigkeitsschicht überdeckt münden, mit dessen Grund sie in einer gemeinsamen ist. Ebene unter der Bodenfläche abschließen. Die von An Stelle der ursprünglich angestrebten Abreg- unten radial nach außen unter Druck strömenden nungszone eines Bodens, deren genaue Fixierung bei 20 Gase oder Dämpfe lenken einen Teil der Flüssigkeit größeren Durchmessern jedoch erfahrungsgemäß radial nach außen ab, so daß sie über die kreisnicht zu erreichen ist, wird auf die vorbeschriebene ausschnittartigen Bodenteilstücke la bis Id in den Weise ein gleichmäßiges Abregnen der Flüssigkeit als Strömungsende b dienenden ringförmigen Aufinnerhalb der gesamten Bodenfläche gewährleistet, fangkanal 4 abfließt und durch die Rückführungswomit die bereits bekannten Vorteile des durch die 25 kanäle 5 radial in die Bodenmitte, also den Strömungsströmungsweisende Einleitung der Gase bzw. Dämpfe beginn α zurückgeführt wird.consists of one or more fields, which with unit la, Ib, Ic and Id, which can be formed from expanded metal lent aligned passage openings for the gases and are provided with the slot openings 2 radially or vapors, an open channel to the outside point. Is arranged between these floor sections. By moving in this way between la to Id , the open-top recirculation beginning and end of the liquid path are automatically provided channels 5, which is set in the middle of the bottom negative level compensation, namely, 15 unite and form a channel cross, the outer one that the whole Bottom surface always open with channel ends covered in an annular collecting channel of a uniformly high liquid layer, with the bottom of which it is in a common. Complete the level below the floor area. However, experience has shown that instead of the originally intended de-energizing zone of a floor flowing radially outwards under pressure, its precise fixation at 20 gases or vapors deflect part of the liquid with larger diameters radially outwards, so that it cannot be reached via the circle is, on the above-described section-like base sections la to Id in the manner of a uniform raining of the liquid as the flow end b serving annular inside of the entire base area is guaranteed, catching channel 4 flows off and through the return what the already known advantages of the 25 channels 5 radially into the Bottom center, so the flow directional introduction of the gases or vapors beginning α is returned.

erzielten Strömungsbildes voll zur Auswirkung In den Fig. 4 und 5 ist schließlich die Anwendung gelangen können. des Erfindungsgedankens auf einen Kolonnenboden In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in gezeigt, bei dem die Flüssigkeit durch die in tangenmehreren beispielsweisen Ausführungsformen darge- 30 tialer Richtung erfolgende strömungsweisende Einstellt, und zwar veranschaulicht leitung der Gase bzw. Dämpfe in Rotation um die Fig. 1 den Vertikalschnitt durch die Vorrichtung, Bodenmittelachse versetzt wird, was gegenüber der Fig. 2 die Draufsicht einer zweiten Ausführungs- vorbeschriebenen linearen Flüssigkeitsbewegung erform, hebliche Vorteile aufweist. Auch in diesem Fall Fig. 3 die Draufsicht auf den Boden einer dritten 35 besteht der Boden aus mehreren, z. B. sechs kreis-Ausführung, ausschnittförmigen Bodenteilstücken la bis If, die Fig. 4 den Vertikalschnitt durch einen aus Sektoren von einer ringförmigen Ablaufrinne 4 umschlossen zusammengesetzten Boden, sind und in der Mitte des Bodens eine Einlauf stelle a Fig. 5 die dazugehörende Draufsicht. belassen, die unterhalb des Bodens mit einer Anzahl Nach dem Beispiel gemäß Fig. 1 ist der Boden 1 40 radial angeordneter Rücklaufrohre 6 kommuniziert, mit über seine gesamte Fläche in einheitlicher Rieh- die in die Ablaufrinne 4 münden und die Aufgabe tung verlaufenden Gasdurchtrittsschlitzen 2 versehen, haben, die den über die Bodenteilstücke la bis 1/ wobei unter ihm Rückführungskanäle 3 angeordnet ablaufenden Teil der rotierenden Flüssigkeit wieder sind. Der Boden 1 ist z. B. aus Streckmetall herge- vom Strömungsende b zur Bodenmitte, also zum stellt, durch dessen Schlitze das Gas von unten unter 45 Strömungsbeginn α zurückzuführen. Druck in Richtung der gestrichelten Pfeile, in diesem In diesem Falle wird also der Flüssigkeitsausgleich Fall von rechts nach links, schräg nach oben hin- zwischen dem an der Peripherie des Bodens gelegenen durchströmt und dabei einen Teil der am Boden 1 Ende des Flüssigkeitweges und seinem in der Bodenbefindlichen Flüssigkeit gegen das eine Ende b des mitte befindlichen Beginn durch eine Reihe von Bodens treibt, wo sie in einen oder mehrere kommu- 50 radial angeordneten kommunizierenden Rohren hernizierende röhrartige Kanäle 3 abfällt und in diesen gestellt, wie dies aus den Fig. 4 und 5 deutlich zu zum Beginn α der Strömung auf den gleichen Boden 1 ersehen ist. wieder zurückgeführt wird, so daß ein Flüssigkeitskreislauf zum Teil auf, zum Teil unter dem Boden 1
entsteht, durch den nicht nur ein hohes Maß an 55
Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Höhe der am Boden
befindlichen Flüssigkeitsschicht, sondern vor allem
hinsichtlich des Abregnens der Flüssigkeit durch die
Gasdurchtrittsschlitze erreicht wird.The flow pattern achieved is fully effective. Finally, the application can be made in FIGS. 4 and 5. In the drawing, the subject matter of the invention is shown in FIG. 1, in which the liquid adjusts to flow through the several exemplary embodiments shown in several exemplary embodiments, namely the conduction of gases or vapors in rotation around FIG Vertical section through the device, bottom center axis is offset, which has considerable advantages compared to FIG. In this case, too, FIG. 3 shows the top view of the bottom of a third 35, the bottom consists of several, e.g. B. six circular design, cutout- shaped floor sections la to If, Fig. 4 is a vertical section through a composed of sectors of an annular drainage channel 4 composed floor, and in the middle of the floor an inlet point a Fig. 5 is the associated top view. According to the example according to FIG , which are again the part of the rotating liquid running over the base sections la to 1 / with return channels 3 arranged below it. The bottom 1 is z. B. made of expanded metal from the flow end b to the center of the bottom, so to the provides, through the slots of the gas from below under 45 start of flow α returned. Pressure in the direction of the dashed arrows, in this case the liquid balance case is flowed through from right to left, diagonally upwards between the one located on the periphery of the bottom and part of the bottom 1 end of the liquid path and its in the liquid located in the bottom drives against the one end b of the beginning located in the middle through a series of bottoms, where it falls into one or more communal, radially arranged, communicating tubular channels 3 and placed in these, as shown in FIGS 5 can be seen clearly at the beginning α of the flow on the same floor 1. is returned again, so that a liquid cycle is partly on, partly under the bottom 1
arises, through which not only a high level of 55
Uniformity in terms of height on the ground
located liquid layer, but above all
regarding the raining of the liquid by the
Gas passage slots is achieved.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein 60 Kolonnenboden dargestellt, bei welchem die durch die Schütze schräg nach oben gerichtete Einleitung der Gase bzw. Dämpfe eine Überquerung der gesamten Bodenfläche durch die Flüssigkeit in ein und derselben Richtung bewirkt. In diesem Falle genügt es, 65 die äußere Begrenzung des Bodens 1 durch eine Flüssigkeitsrinne 4 zu bilden, wodurch, wie dies in Fig. 2 durch die ausgezogenen Pfeile angedeutet ist, dieIn the embodiment of FIG. 2, a 60 column tray is shown in which the through the contactors obliquely upward initiation of the gases or vapors a crossing of the whole Floor area caused by the liquid in one and the same direction. In this case it is sufficient to 65 to form the outer boundary of the floor 1 by a liquid channel 4, whereby, as shown in FIG is indicated by the solid arrows, the

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Liquid compensation device for exchange floor with flow-oriented introduction of the gases or vapors, characterized in that around the floor (1), which consists of either one or more fields (la to id or labisl /), with uniformly aligned through openings for the gases or vapors are provided, an open channel (4) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in a floor divided into several fields (la to Id or la to If) between these fields open connecting channels (5) are arranged in the floor plane.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the liquid channel (4) below the bottom (1) parallel to Direction of flow of the liquid one or more tubes (3) are arranged.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that a plurality of tubes (6) are arranged radially between the annular channel (4) and the concentric liquid collecting cup (α) below the floor segments (la to If).

1 sheet of drawings