DE1557203A1

DE1557203A1 - Vorrichtung,um Fluessigkeiten und Gase in Beruehrung zu bringen

Info

Publication number: DE1557203A1
Application number: DE19671557203
Authority: DE
Inventors: Cornelis Trouw
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1966-06-22
Filing date: 1967-06-20
Publication date: 1970-04-02
Also published as: AT271398B; NL151263B; ES342035A1; NL6608631A; GB1194203A; CH469505A; US3498028A

Description

• SHELI IUTERlTATIOIiALE ÜESEARCH MAATSCHAPPIJ JJ.V.,

Haag, Niederlande

betreffend
Vorrichtung, um Flüssigkeiten und G-ase in Berührung zu bringen.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, um Flüssigkeiten und Gase in Berührung miteinander zu bringen, wobei die Vorricntungen eine Kammer umfassen, die von einer rohrför- · migen Seitenwand umschlossen, an beiden Enden offen und an einem Ende mit Mitteln versehen ist, die es ermöglichen, der ■

Hammer eine Flüssigkeit und ein Gas getrennt zuzuführen, während am anderen Ende der Kammer Mittel vorgesehen sind, um die ! Flüssigkeit und das Gas getrennt abzugeben? hierbei ist es möglich, daß die flüssigkeit und das Gas die Kammer in der gleichen Richtung durchströmen, und daß das Gas innerhalb der j Kammer während des Austauschprozesses die kontinuierliche Phase bildet, während innerhalb der Kammer ein oder mehrere Bauteile vorhanden sind, die es ermöglichen, dem Gemisch aus Flüssigkeitströpfchen und Gas eine Drehbewegung zu erteilen·

Die Berührung zwischen der Flüssigkeit und dem Gas in einer Vorrichtung der genannten Art wird im wesentlichen dadurch herbeigeführt, daß die Flüssigkeit innerhalb der rohrförmigen

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ORIGINAL EMSPECTED

Kammer weitgehend oder vollständig zerstäubt wird. Zu diesem Zweck werden besondere Mittel vorgesehen, z.B. ein Zerstäuber, der am Ende einer Flüssigkeitszuführungsleitung angeordnet ist, die zentral in der Kammer mündet. Es ist auch möglich, die Flüssigkeit am Einlaßende über die Innenwand der Kammer zu verteilen, von wo aus die Flüssigkeit durch die Einwirkung der an ihr vorbeiströmenden Dämpfe zerstäubt wird, wobei dieser Zerstäubungsvorgang durch eine Aufrauhung der Oberfläche der Wand unterstützt werden kann_e Auf diese Weise wird die Berührungsfläche zwischen der Flüssigkeit und dem Gas sehr groß gemacht, so daß ein hoher Massenübergang zwischen den beiden Phasen ermöglicht wird. Nachdem die beiden Phasen in Berührung miteinander gebracht worden sind, müssen sie wieder getrennt werden} zu diesem Zweck wird dem Gemisch aus Flüssigkeitströpfchen und Gas eine Drehbewegung erteilt; dies geschieht z.B. mit Hilfe eines sich aus Umlenkorganen zusammensetzenden ortsfesten Zwischenbodens. Die Tröpfchen werden dann durch Fliehkräfte gegen die Wand der rohrförmigen Kammer gescnleudert, und die sich hierbei bildende Flüssigkeitsschicht kann dann über Öffnungen oder Schlitze in der Kammerwand oder über den Rand der Wand aufi der üeite des Auslasses abströmen» Die erwähnten Umlenkorgane können in der rohrförmigen Kammer an den verschiedensten Stellen angeordnet werden, i'erner ist es möglich, innerhalb jeder solchen Vorrichtung zwei Aggregate aus Umlenkorganen vorzusehen.

Ferner ist es möglich, zwei oder mehr Vorrichtungen der erwähnten Art, die an eine gemeinsame Flüssigkeitszuführung sowie an eine gemeinsame Gaszuführung angeschlossen sind, in

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paralleler Anordnung innerhalb einer sie umsenließenden Wand ■vorzusehenj diese Anordnung kann sich als vorteilhaft erweisen, da eich hierbei die Leistungsfähigkeit der Anlage erhöht. Um den Trennungswirkungsgrad zu steigern, kann man eine Säule oder Kolonne aus Vorrichtungen der genannten Art aufbauen, die gleichachsig hintereinandergeschaltet sind, so daß das Gas jeweils der nächstfolgenden Stufe augeführt wird? während die Flüssige keit einer der vorangehenden Stufen.zugeführt wird. Eine Säule dieser Art kann auch zwei oder mehr Platten oder Böden umfassen, die parallelgeschaltete Vorrichtungen der erwähnten Art tragen. Wenn Vorrichtungen, mittels deren eine Flüssigkeit in Berührung mit einem Gas gebracht wird, gleichachsig hintereinandergeschaltet sind, wird das Gas ständig in einer drehenden Bewegung gehalten«

Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art können in hohem Maße mit flüssigkeit und Dämpfen belastet werden· Der Betrieb mit einer hohen Dampfbelastung bietet Vorteile bezüglich der Zerstäubung der Flüssigkeit, da die Zerstäubung durch eine hohe Dampfbelastung·gefördert wird. Auch die Abtrennung von Flüssigkeitströpfchen infolge der Drehbewegung wird durch eine hohe Dampfbelastung gefördert, da die Fliehkräfte sich mit zunehmender Dampfbelastung vergrößern.

BeimBetrieb mit hoher Belastung müssen besondere Maßnahmen getroffen weraen, um die Flüssigkeit auf geeignete v/eise zuzuführen; die Erfindung sieht ±ür diesen Zweck geeignete Mit el vor.

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Gemäß der Erfindung wird die Flüssigkeit über eine oder mehrere Leitungen oder Kanäle zugeführt, die gegenüber der rohrförmigen Seitenwand der Vorrichtung aus nach innen vorspringen, und zwar über eine Strecke, die mindestens 309ε des Durchmessers des Raums innerhalb der rohrförmigen Wand entspricht.

Die Flüssigkeitsmenge, die einer Kontaktvorrichtung der genannten Art zugeführt werden kann, richtet sich nach dem verfügbaren Flüssigkeitsdruck, dem in der Kontaktvorrichtung herrschenden Druck und dem Widerstand, auf den die Flüssigkeit in dem Zuführungskanal trifft. Da die bei der drehenden Bewegung des Gases entstehenden Fliehkräfte nahe der Mitte der Vorrich-

tung kleiner sind als im Bereich der Wand, ist die zugeführte Flüssigkeit einem geringeren Gegendruck ausgesetzt, so daß das Ausströmen der Flüssigkeit erleichtert wird. Gleichzeitig ist darauf zu achten, daß der dem Strömen der Dämpfe entgegengesetzte Widerstand nicht übermäßig vergrößert wird. Die Kanäle oder Leitungen zum Zuführen der Flüssigkeit, die sich in Richtung auf den inneren Teil der Vorrichtung erstrecken, liegen in dem Dampfstrom. Wenn gemäß der Erfindung die Strecke, längs deren die Leitungen nach innen vorspringen, auf höchstens 50% des .Durchmessers des Raums innerhalb der rohrförmigen Seitenwand begrenzt wird, verbleibt eine genügend große Öffnung, die von den Dämpfen durchströmt werden kann.

Im Rahmen der Erfindung ist es stets möglich, einen günstigen Kompromis zwischen der gewünschten Steigerung der ausströmenden Flüssigkeitsmenge und der gewünschten Verringerung des dem Dampfstrom entgegenwirkenden Widerstandes zu erreichen.

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Wenn zur Erreichung eines gewünschten Austausches der verfügbare Dampf strom die Zufuhr einer größeren Flüssigkeitsmenge zuläßt, und wenn die Leitungen zumnZufuhren der Flüssigkeit weiter nach innen in die Kammer hineinragen, nimmt die Flüssigkeitszufuhr zu, während sich der Dampfstrom verkleinert, so daß das optimale Verhältnis zwischen dem Flüssigkeitsstrom und dem Dampf strom mit einem höheren G-rade der Annäherung oder tatsächlich erreicht wird. Wenn der Dampfstrom zu klein ist, so daß der gewünschte Austausch nicht erreicht wird, und wenn die leitungen zum Zuführen der Flüssigkeit weniger weit in die Kammer hineinragen, verringert sich die zugeführte Flüssigkeitsmenge, während der Dampfstrom zunimmt, wodurch wiederum die Erreichung eines optimalen Verhältnisses zwischen dem Flüssigkeitsstrom und dem Dampfstrom gefördert wird, so daß eine Annäherung an einen optimalen Wert erfolgt oder der optimale Wert tatsächlich erreicht wird.

natürlich lassen sich günstige Ergebnisse erzielen, wenn diejenigen Teile der Leitungen zum Zuführen der Flüssigkeit, welche in den Dampfstrom hineinragen, auf geeignete Weise stromlinienförmig ausgebildet werden. Ferner können diese Leitungsabschnitte so geformt werden, daß dem über sie hinwegstreichenden Dampf eine Drehbewegung erteilt wird» Weiterhin kann man die Form des Auslasses der Strömungsrichtung des Dampfes so anpassen, daß ein leichtes Ausströmen der Flüssigkeit gewährleistet wird.

Bei der Anordnung, bei welcher die Leitungen zum Zuführen der Flüssigkeit in das Innere der Kammer hineinragen, trägt

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dazu bei, zu verhindern, daß die Flüssigkeit längs der Wand der Kontaktvorrichtung nach unten strömt. Diese günstige Wirkung zeigt sich insbesondere bei niedrigen Werten der Dampfbelastungo

Es ist vorteilhaft, wenn das untere Ende des Auslasses einer Zuführungsleitung mindestens auf gleicher Höhe mit der Oberseite des Einlasses des Zuführungskanals liegt. Um dies zu erreichen, kann man eine solche Zuführungsleitung so anordnen, daß sie gegenüber der Waagerechten unter einem Winkel nach oben geneigt istj ferner ist es möglich, gekrümmte Zuführungsleitungen zu verwenden. Auf diese Weise wird das Entweichen von Dampf über die Zuführungsleitungen verhindert. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, am Eingang einer Zuführungsleitung eine gesonderte Flüssigkeitsdichtung vorzusehen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausfünrungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen in einem Längsschnitt bzw. im Querschnitt eine Ausbildungsform der Erfindung, wobei Fig. 1 ein Schnitt längs der linie B-B in Fig. 2 und Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 ist.

Fig. 3 und 4 ähneln Fig. 1 und 2, zeigen jedoch eine andere Ausbildungsform der Erfindung.

Fig. b und 6 sowie Fig. 7 und 8 veranschaulichen in einander entsprechenden Darstellungen zwei weitere Ausbildungsformen der Erfindung, die jedoch jeweils nur teilweise im Längsschnitt bzw. im Querschnitt dargestellt .sind.

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Fig. 9 und 10 zeigen im Längsschnitt bzw. im Querschnitt eine weitere Ausbildungsform der Erfindung, wobei Mg· 9 nur einen Teil eines Längsschnitts bildet.

In Hg. 1 und 2 erkennt man bei 1 die Seitenwand einer rohrförmigen Kontaktvorrichtung. Bei 2 ist ein Satz vom llmlenkorganen zu erkennen· Der Dampf wird der Vorrichtung über die Öffnung 3 zugeführt und verläßt die rohrförmige Kammer über die Öffnung 4 am oberen Ende. Die Flüssigkeit wird über Leitungen 5 zugeführt, die durch die Seitenwand 1 hindurch in das Innere der Kammer ragen·

In Pig. 3 und 4 ist eine Kontaktvorrichtung mit einer Seitenwand 6 und einem Satz von Umlenkorganen 7 dargestellt} die Seitenwand 6 ist von einer zweiten Wand 8 umschlossen. Der Dampf tritt in die Vorrichtung über die Öffnung 9 ein und entweicht bei 10 .aus dem oberen Ende der Vorrichtung. Die herausgeschleuderte Flüssigkeit wird in dem Kaum 11 zwischen den beiden Wänden 6 und 8 gesammelt und kann auf diese Weise über die untere Öffnung 12 abgeführt oder zu einem darunter angeordneten Zwischenboden geleitet werden. Die flüssigkeit wird der Vorrichtung über die Leitungen 13 zugeführt. Diese Leitungen sind gegenüber der Waagerechten unter einem Winkel nach oben geneigt, so daß die Unterseite des Auslasses jeder Leitung auf gleicher Höhe mit der Oberseite des Einlasses liegt. Den Leitungen 13 kann Flüssigkeit aus einem Vorrat zugeführt werden, der sich auf dem Zwischenboden außerhalb der äußeren Wand 8 befindet·

Fig. b und 6 zeigen einen Teil einer rohrförmigen Kontaktvorrichtung. In diesem Fall ist eine Zuführungsleitung ,14

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mit einem Flüssigkeitsspeicherbehälter 15 verbunden. Die Leitung 14 ist etwas nach oben gekrümmt. Mg. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausbildungsform, bei der eine Zuführungsleitung 16 so stark gekrümmt ist, daß ihre Austrittsöffnung in einer
waagerechten Efeene liegt. Die Leitungen 14 und 16 sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie das Ausströmen der Flüssigkeit erleichtern und das Entweichen von Dampf über die Leitungen
erschweren. ♦

Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausbildungsform mit drei Leitungen 17 zum Zuführen von flüssigkeit. Diese Leitungen haben eine stromlinienförmige Querschnittsform_β

Patentansprüche:

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Claims

1A-33 PAIEITAISPHÜCHE

1. Vorrichtung, um Flüssigkeiten und Gase in Berührung miteinander zu bringen, umfassend eine Kammer, die von einer rohrförmigen Seitenwand umschlossen ist, wobei die Kammer an beiden Enden offen ist, wobei die Kammer an einem Ende mit Mitteln zum getrennten Zuführen von Flüssigkeit und Gas versehen ist, wobei die Kammer am anderen Ende Mittel zum getrennten Abgeben von Flüssigkeit und Gas aufweist, wobei die Flüssigkeit und das Gas die Kammer in der gleichen Richtung durchströmen können, und wobei innerhalb der Kammer das Gas während des Austauschprozesses die kontinuierliche Phase bildet, wobei in der Kammer ein oder mehrere Bauteile vorgesehen sind, mittels deren dem Gemisch aus Flüssigkeitströpfchen und Gas eine Drehbewegung erteilt werden kann, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung eine oder mehrere Leitungen zum Zuführen von Flüssigkeit umfaßt, wobei diese Leitungen von der Innenfläche der rohrförmigen Seitenwand aus in Richtung auf das Innere der Kammer über eine Strecke vorspringen, die mindestens 30$ des Durchmessers des Raums innerhalb der rohrförmigen Seitenwand entspricht.

•2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Auslasses einer Zuführungsleitung (13),mindestens auf gleicher Höhe mit der Oberseite, des Einlasses der Zuführungsleitung liegt, ■ . 0 0 9-8 U/15 95

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