DE1619716A1 - Wasch- oder Rektifiziereinrichtung - Google Patents

Wasch- oder Rektifiziereinrichtung

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DE1619716A1
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washing
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Rudolf Dipl-Ing Becker
Gamal El Din Nasser
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Linde GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Floor Finish (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
H 67/035
Ei/roe ( H 366) 6. Juni 1967
Wasch- oder Rektifiziereinriohtung
Die Erfindung betrifft eine Wasch- oder Rektifiziereinrichtung.
Es ist bereits eine Vielzahl von Wasch- oder Rektifiziereinrichtungen bekannt geworden, die sämtlich die Form einer Säule haben, d. h. die Einrichtungen erstreckten sieh mehr in vertikaler als in horizontaler Richtung.
Der Querschnitt solcher Kolonnen, der die Leistung der Säule bestimmt, kann nicht beliebig vergrößert werden, wenn die Kolonnenteile nach ihrer Herstellung noch zu ihrem Aufstellungsort transportiert werden müssen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wasch- oder Rektifiziereinrichtung derartig zu gestalten, daß sie einerseits auch bei größten Leistungen noch transportiert werden kann und andererseits Kolonnen verschiedener Leistung aus den gleichen Einzelteilen zusammengesetzt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß die Wasch- oder Rektifiziereinrichtung liegend angeordnet ist, d. h. sich mehr in horizontaler als in vertikaler Richtung erstreckt, und daß die Böden der Säule gleichartig ausgebildet, sowohl in einer Reihe nebeneinander, als auch untereinander angeordnet und bei Beschickung mit Flüssigkeit von jedem obersten Boden aus und mit Dampf bzw. Gas unter jedem untersten Boden zur Hälfte durch überlaufschächte treppenartig fallend in einer Richtung und zur Hälfte durch Überlaufschäsite treppenartig fallend in der entgegengesetzten Richtung miteinander für den Flüssigkeitsübertritt verbunden sind, wobei die an den Enden der horizontalen Bodenreihen vorgesehenen Böden die Flüssigkeit jeweils von einer Hälfte der Böden zur anderen übertreten lassen, und sämtliche Böden von Dampf bzw. aufsteigendem Gas von unten nach oben gleichmäßig durchströmt sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die Seitenwände der Wasch- und Rektifiziereinrichtung in Längsund Querrichtung aus ebenen oder gewölbten Mantelblechen, die mit Tragleisten für die Böden versehen sind und an ihren Seiten-
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kanten verschweißt sind, wobei der Boden und die Decke der Säule aus einzelnen nach außen gewölbten etwa teilhohlzylindrlschen Blechabschnitten zusammengesetzt sind, die mit den Seitenwänden verschweißt, an ihren Verschneidungskanten durch Spezialprofile versteift und durch vertikale. Boden- und Decke verbindende Zuganker gegen den Innendruck der Säule zusammengehalten sind« während die Seltenwände durch die an den Tragleisten allseits befestigten Böden gegen Innendruck versteift sind.
Dabei ist es zweckmäßig, daß die Böden mit Ausnahme der Endböden in Jeder horizontalen Reihe in ihrer Mitte durch einen Trennsteg längs unterteilt sind.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Außenwände der Säule, umfassend Seitenwände, Eöden und Decke, in Abständen, die etwa einer Wasch- bzw. Rektifizierbodenfläche entsprechen, von in vertikalen Ebenen liegenden Trägerrahmen abgestützt, die mit den längslaufenden Versteifungsprofilen zwischen den nach außen gewölbten Boden- und Deckenabschnitten ein steifes Gerüst bilden, das den gesamten Kolonnenaufbau stützt.
Bei dem beschriebenen Aufbau der Wasch- oder Rektifiziereinrichtungen können solche großer oder kleiner Durchsatzleistung aus gleichartigen Einzelteilen aufgebaut sein, wobei lediglich die Säulenlänge bzw. Anzahl der Böden in den horizontalen Reihen proportional der gewünschten Leistung der Säule dimensioniert ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäßer Wasch- oder Rektifiziersäulen mit Haubenböden besitzt jeder Boden nur eine sich quer zur Flüssigkeitsströmung erstreckende Haube für den Gas- oder Dampfdurchtritt, die zugleich als Überlaufwehr für die Flüssigkeit über einen Ablaufschacht in den nächst tieferen Boden dient.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß jeder Boden einschließlich Haube bzw. Überlaufwehr und Ablaufschacht aus drei verschieden geforten Blechen besteht, wobei ein Blech den eigentlichen Boden, das zweite Blech die Haube mit mindestens einer Ablaufschachtwand und das dritte Blech mindestens eine weitere Ablaufschachtwand bildet.
. Diese Anordnung hat den beachtlichen Vorteil, daß bei jeder Haube der Böden einer Reihe das gleiche Austauschgefälle vorliegt, so daß ein optimaler Austauschwirkungsgrad pro Boden bzw. Haube erzielt, wird.
Mit besonderem Vorteil bestehen erfindungsgemäß die Seiten- und Endwände mit Bodentragleisten aus Walz- oder Strangpreßprofilen.
Zweckmäßig werden die längslaufenden Verstärkungsprofile des Bodens und der Decke als Hohlprofile mit Vorschweißkanten zum Einschweißen zwischen die nach außen gewölbten Wandabschnitte ausgebildet, die mittig von den erforderlichen Zugankern durchsetzt werden, die an ihren äußeren Enden dicht .eingeschweißt sind.
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S"
Die längslaufenden Verstarkungsprofile des Bodens und der Decke können aber auch als U-Profile ausgebildet sein, die mit ihren Schenkelenden an die Kanten von Auswölbungen des Bodens und der Decke angeschweißt sind, wobei die beiden U-Schenkelenden durch ebene Blechteile des Bodens und der Decke verbunden sind, die von den Zugankern durchsetzt werden, deren Enden an den U-profilstegen diese durchsetztend dicht verschweißt sind.
Mit Vorteil werden dabei die vertikalen Zuganker · zur Abstützung der Böden dienen.
Zweckmäßig werden hierfür auf die Zuganker Distanzrohre zwischen den einzelnen Böden aufgesetzt.
Die Zuganker können aber auch aus einzelnen Teilen unter Einklemmen der einzelnen Böden zusammengeschraubt sein.
Nach einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die die Seitenwände gegen Innendruck versteifende Böden auf ihren Tragleisten mittels Blindnieten vernietet. Hierdurch wird mit geringstem Arbeitsaufwand eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Rektifikationsböden und den Seitenwänden erzielt.
Für Rektifikation- oder Waschaufgaben, bei denen Bedarf für mehr als etwa 35 übereinander angeordnete Böden vorliegt, werden erfindungsgemäß zwei oder mehrere Säulen liegend übereinander unter entsprechender Verbindung der Decke der unteren und des Bodens der oberen Säule angeordnet.
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Zweckmäßig ist dabei zwischen zwei liegend übereinander angeordneten Säulen eine flüssigkeitserfüllte Zone angeordnet, in die Wärmeaustauschflächen eingebaut sind.
Mit Vorteil dient dabei die flüssigkeitsgefüllte Zone zugleich als Sumpf der oberen Säule.
Die Wärmeaustauschflächen in den flüssigkeitserfüllten Zone können dann mit Vorteil dazu dienen, die aus der unteren Kolonne aufsteigenden Dämpfe zu kondensieren.
Um mit geringstmöglichem Materialaufwand auszukommen, bestehen die Endwände der Säule aus nach außen gewölbten Blechteilen mit Bodentragleisten. Mit Vorteil werden die Bodentragleisten in der Weise vorgesehen, daß ihre inneren Endkanten untereinanderliegen, damit man mit einer einzigen Sorte von Wasch- oder Rektifizierboden auskommt.
Die Endwände der Säule können jedoch auch halbhohlzylindrisch mit abgerundetem Übergang zum Boden und zur Decke jeweils mit Bodentragleisten ausgeoj" 3t sein.
In analoger Weise können die Endwände der Säule auch aus teilhohlzylindrischen Abschnitten mit vertikaler Achse mit Bodentragleisten zwischen Verstärkungsprofilen, die mit denen des Bodens und der Decke rahmenartig verbunden sind, bestehen.
Anhand der Figuren 1 bis 6 sollen nunmehr verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise näher erläutert werden.
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Pig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Waschoder Rektifiziereinrichtung ohne Boden und Decke, nach der Linie I-I der Figur 2.
Fig. 2 ist ein Grundriß der Wasch- oder Rektifiziersäule ohne Decke.
Fig. 3 ist ein Grundriß der Gesamteinrichtung.
Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch die Gesarateinrichtung nach der Linie IV-IV der Fig. 3·
Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Rektifiziereinrichtung nach der Linie V-V in Fig. 3·
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt in einer anderen Ausführungsform der Einrichtung ebenfalls analog Fig. 5·
Fig. 7 zeigt einen Teil des Grundrisses einer bevorzugten Haubenboden-Säule im Schnitt nach den Linien VII-VII in den Fig. 8 und 9.
Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Figur 7·
Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie IX-IX der Figur 7·
Die Seitenwände I und die Endwände 2 der Wasch- oder Rektifiziereinrichtung sind mit Bodentragleisten versehen und bestehen aus Walz- oder Strangpreßprofilen. Der Boden der Wasch- oder Rektifiziereinrichtung ist aus gewölbten Wandabschnitten 3 bzw. 3* zusammengesetzt, zwischen die Längsver-
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steifungsträger 311 eingeschweißt sind? gemäi3 Pig. 5 sind diese als Hohlprofile und gemäß Pig. 6 als U-Profile vorgesehen»
Dementsprechend ist die Decke der Einrichtung aus gewölbten Blechabschnitten 4 bzw. 4! zusammengesetzt, die durch Verstärkungsträger 4fI nach Pig. 5.aus Hohlprofilen und nach Fig. 6 aus .U-Profilen versteift sind. Die Kolonne ist mit lauter gleichartigen Böden 5> die als Sieb oder Glockenboden ausgebildet sein können, ausgerüstet. An die Endwände anschliessend, sind Jeweils gleichartige Kolonnenboden 5' vorgesehen. In der Mitte der Böden befindet sich ein Längs-Mittelsteg 511· Zwischen die Böden 5 sind Ablaufschächte 6 eingesetzt, die jeweils halb so breit wie ein Boden sind. Die Schächte lassen die Flüssigkeit von der einen Hälfte der Böden treppenartig auf den nächst unteren Nebenboden abfallen, während die anderen Bodenhälften mit Schächten 6f versehen sind, die in die andere Richtung treppenartig die Flüssigkeit ableiten.
Die Versteifungsträger 5tf und 411 sind in gewissen Abständen durch Zuganker 7 verbunden, die an ihren äußeren Enden eingeschweißt sind und die Innenstege des Hohlprofiles durchsetzen.
Flüssigkeitszulauf erfolgt durch Verteilerleitung 8 mit Stutzen 8* auf alle Böden einer Ebene, vorzugsweise der obersten Ebene.
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Sumpf-Flüssigkeit wird durch Sammelleitung 9 aus den einzelnen Bodenabschnitten mit Stutzen 9* abgezogen.
Die Dampfzufuhr erfolgt von unten unter den untersten Böden aurch gegebenenfalls verteilte seitliche Stutzen 10.
Die Dampfableitung ist über den obersten Böden durch gegebenenfalls verteilte seitliche Stutzen bzw. oben angebrachte Stutzen 11 vorgesehen.
ι Unter den untersten Flüssigkeitsablaufschächten 6,6' ist in an sich bekannter Weise jeweils eine Tauchtasse 12 vorgesehen, die unter Umständen an den Schächten selbst angebracht sein kann.
In Fig. 4 sind noch auf den Deckenversteifungsträgern 4" der Wasch- oder Rektifiziereinrichtung Kondensatorblöcke 14 vorgesehen. Bei Anordnung zweier Wasch- oder Rektifiziersäulen übereinander können diese im Sumpf der oberen Säule eingebaut sein.
In den Figuren 7 bis 9 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Wasch- oder Rektifiziereinrichtung mit Haubenböden dargestellt. Diese Ausführung ist in erster Linie für Niederdrucksäulen geeignet.
Bei Medien, die zu Inkrustierungen neigen, ist die Anwendung von Haubenböden, die leicht demontiert und gereinigt werden können, von Bedeutung.
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Die Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach der Erfindung wird daher in solchen Fällen als Haubenbodenkolonne ausgebildet.
Die Böden 15 dieser Kolonnen besitzen jeweils nur eine sich quer zur Flüssigkeitsströmung erstreckende Haube 16, die gleichzeitig als Überlaufwehr dient und in den Ablaufschacht 17* treppenartig zum nächst tieferen Boden führt. Im übrigen ist die Anordnung der Böden mit Längsmittelsteg und Ausbildung der Wände der Kolonne analog den Figuren 1 bis 6.
Jeder Boden besteht also jeweils aus drei verschieden geformten Blechen, wobei ein Blech 15 den eigentlichen Boden, das zweite Blech 16 die Haube mit mindestens einer Ablaufschachtwand und das dritte Blech 17 mindestens eine weitere Ablaufschachtwand bildet. Die Ablaufschachtwände 18 und 19 können dabei einseitig mit dem Blech 16 oder 17 verbunden (abgekantet oder verschweißt) und andererseits mit Blech I7 bzw. 16 bei der Montage verschraubt sein.
Die Dampfübertritts-Unterkanten der Hauben 16 können dabei gerade, vorzugsweise aber gezackt oder geschlitzt sein» um die Austauschwirkung zu verbessern.
Die Bodenbleche 15 liegen dabei auf den Bodentragleisten der Seitenvfände 1 und der Enclwände 2 und können dort mit wenigen Schrauben befestigt sein. Auf diese Weise entstehen !gleichzeitig noch eine zusätzliche Aussteifung der Wände gegen den Innendruck.
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λ{
Die einzelnen Böden werden nacheinander von unten beginnend montiert und können zwecks Reinigung nach einer gewissen Betriebszeit von oben beginnend auch wieder demontiert werden, wozu einzelne Böden zwecks Herausnehmbarkeit entsprechend unterteilt sein können.
2o Patentansprüche
Zeichnungen
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Claims (1)

  1. -V- 1619716 LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
    η 67·· %«5
    j- Ei/roe
    (H 366) . AJ^ β. Juni 1967
    Patentansprüche
    1. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie liegend angeordnet ist, d. h. sich mehr in horizontaler als vertikaler Richtung erstreckt, und daß die Böden der Säule gleichartig ausgebildet, sowohl in einer Reihe nebeneinander, als auch untereinander angeorndet und bei Beschickung mit Flüssigkeit von jedem obersten Boden aus und mit Dampf bzw. Gas unter jedem untersten Boden zur Hälfte!durch Überlaufschächte treppenartig fallend in einer Richtung und zur Hälfte durch Überlaufschächte treppenartig fallend in der entgegengesetzten Richtung miteinander für den Flüssigkeitsübertritt verbunden sind, wobei die an den Enden der horizontalen Bodenreihen vorgesehenen Böden die Flüssigkeit jeweils von einer Hälfte der Boden zur anderen übertreten lassen und sämtliche Böden vom Dampf bzw. aufsteigenden Gas von unten nach oben gleichmäßig durchströmt sind.
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    2. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände in Längs- und Querrichtung aus ebenen oder gewölbten Mantelblechen bestehen, die mit Tragleisten für die Böden versehen sind und an ihren Seitenkanten versehweißt sind, wobei der Boden und die Decke der Säule aus einzelnen nach außen gewölbten etwa teilhohlzylinderisehen Blechabschnitten zusammengesetzt sind, die mit den Seitenwänden verschweißt; an ihren Verschneidungskanten durch Spezialprofile versteift und durch vertikale, Boden und Decke verbindende Zuganker gegen den Innendruck der Säule zusammengehalten sind, während die Seitenwände durch die an den Tragleisten allseits befestigten Böden gegen Innendruck versteift sind.
    j3. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden mit Ausnahme der Endböden in jeder Horizontalreihe in ihrer Mitte durch einen T.ennsteg längsunterteilt sind.
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    Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände der Säule, umfassend Seitenwände, Boden und Decke in Abständen, die etwa einer Wasch- bzw. Rektifizierbodenfläche entsprechen, von in vertikalen Ebenen liegenden Trägerrahmen abgestützt sind, die mit den längslaufenden Versteifungsprofilen zwischen den nach außen gewölbten Böden- und Deckenabschnitten ein steifes Gerüst bilden, das den gesamten Kolonnenaufbau schützt.
    5· Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß solche großer und kleiner Durchsatzleistung aus gleichartigen Einzelteilen aufgebaut sind, wobei lediglich die Säulenlänge, bzw. Anzahl der Böden in den horizontalen Reihen, proportional der gewünschten Leistung der Säule dimensioniert ist.
    6. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Boden nur eine sich quer zur Flüssigkeitsströmung erstrecken de Haube für den Gas- bzw. Dampfdurchtritt besitzt, die zugleich als Überlaufwehr für die Flüssigkeit über einen Ablaufschacht in den nächst tieferen Boden dient.
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    . ι\d - 1619716 linde Aktiengesellschaft
    7. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Boden einschl. Haube bzw. Überlaufwehr und Ablaufsehacht aus drei verschieden geformten Blechen besteht, wobei ein Blech den eigentlichen Boden, das zweite Blech die Haube mit mindestens einer Ablaufschachtwand und das dritte Blech mindestens eine weitere Ablaufschacht-wand bildet.
    Ö. Wasch- oder Rektifiziereinriehtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 j dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten- und Endwände mit Bodentragleisten aus Walz- oder Strangpreßprofilen bestehen.
    9. Wasch- oder Rektifiziereinriehtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die längslaufenden Verstärkungsprofile des Bodens und der Decke als Hohlprofile mit Vorschweißkanten zum Einschweißen zwischen die nach außen gewölbten Wandabschnitte ausgebildet sind, die mittig von den erforderlichen Zugankern durchsetzt werden, die an ihrem äußeren Ende dicht eingeschweißt sind.
    10. Wasch- oder Rektifiziereinriehtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die längslaufenden Verstärkungsprofile des Bodens und der Decke als U-Profile ausgebildet sind, die mit ihren Schenkelenden an die Kanten von Auswölbungen des Bodens und der Decke
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    angeschweißt sind, wobei die beiden U-Schenkelenden durch ebene Blechteile des Bodens und der Decke verbunden sind, die von den Zugankern durchsetzt werden, deren Enden an den U-Profil-Stegen diese durchsetzend dicht verschweißt sind.
    11. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Zuganker zur Abstützung der Böden dienen.
    12. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zuganker Distanzrohre zwischen den einzelnen Böden aufgesteckt sind.
    13. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker aus einzelnen Teilen unter Einklemmen der einzelnen Böden zusammengeschraubt sind.
    14. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1j5* dadurch gekennzeichnet, daß die die Seitenwände gegen Innendruck versteifenden Böden auf ihren Tragleisten mittels Blindnieten vernietet sind.
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    15· Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12I-, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf von mehr als etwa 35 übereinander angeordneten Böden zwei oder mehrere Säulen liegend übereinander unter entsprechender Verbindung der Decke der unteren und des Bodens der oberen Säule angeordnet sind.
    16. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei liegend übereinander angeordneten Säulen eine flüssigkeitserfüllte Zone angeordnet ist, in die Wärmeaustauschflächen eingebaut sind.
    17· Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeitserfüllte Zone zugleich als Sumpf der oberen Säule dient. ,
    16. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach einem, oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwände der Säule aus nach außen gewölbten Bleche teilen mit Bodentragleisten bestehen-
    19· Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwände der Säule halbhohlzylindrisch mit abgerundetem Übergang zum Boden und zur Decke jeweils mit Bodentragleisten ausgebildet sind.
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    1619716 LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
    20. Wasch- oder Rektifiziereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwände der Säule aus teilhohzylinderischen Abschnitten mit vertikaler Achse mit Bodentragleisten zwischen Verstärkungsprofilen, die mit denen des Bodens und der Decke rahmenartig verbunden sind, bestehen.
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DE19671619716 1967-06-10 1967-06-10 Liegende Stoffaustauschkolonne Expired DE1619716C3 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3330454A1 (de) * 1983-08-24 1985-03-07 Schwelm Verwaltungs-GmbH, 5830 Schwelm Reaktionskolonne fuer die chemische und/oder physikalische verfahrenstechnik

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3330454A1 (de) * 1983-08-24 1985-03-07 Schwelm Verwaltungs-GmbH, 5830 Schwelm Reaktionskolonne fuer die chemische und/oder physikalische verfahrenstechnik

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