DE1667327B2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zustromverteiler für ein Fallstrom-Kontaktgefäß mit einem oberhalb einer
Kontaktzone angeordneten vertikalen Einlaßstutzen von wesentlich kleinerem Durchmesser als der der
Kontaktzone und mehreren ebenen Lochplatten, die in Abständen unter dem Einlaßstutzen horizontal
angebracht sind.
Die USA.-Patentschrift 2 713 £95 zeigt einen Zustromverteiler
zum Verteilen von Flüssigkeiten mit einem vertikalen Einlaß oberhalb einer Kontaktzone
und mehreren im Abstand voneinander angebrachten horizontalen Lochplatten. Eine ähnliche Lösung ist
in der österreichischen Patentschrift 70 352 beschrieben, die sich mit einem Verfahren zur Enteisenung
des Grundwassers befaßt.
Das in ein übliches Kontaktgefäß einströmende Medium kann gasförmig oder flüssig oder auch eine
Mischphase von Gas und Flüssigkeit sein. Das eintretende Medium strömt entweder direkt zur Kontaktzone
oder trifft auf einen unmittelbar über der Kontaktzone angeordneten Verteilerboden, der die
Strömung gleichmäßiger über die horizontale obere Begreiizungsfläche der Kontaktzone verteilt. In jedem
Fall strömt das Medium beim Eintritt in das Gefäß mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit abwärts und
prallt mit erheblicher Kraft auf den Vc. icilerboden
oder direkt auf die obere Begrenzungsfläche der Kontaktzone. Insbesondere beim Vorliegen einer Mischphase
aus Flüssigkeit und Gas kann dies zu einer schlechten Verteilung, vor allem der Flüssigkeitsphase, führen.
Ferner durchströmt das zugefüorte Medium üblicherweise zunächst eioen horizontalen Rohrast
und dann ein Knie, das unmittelbar oberhalb des vertikalen Einlaßstutzens angeordnet ist. Wenn es sich
um eine Mischphase aus Gas und Flüssigkeit handi.lt,
werden vor allem die schweren, flüssigen Teilchen in dem Knie nach außen geschleudert, so daß sich in
dem Einlaßstutzen eine ungleichmäßige, einseitige
ίο Verteilung von Flüssigkeits- und Gasphase ergibt
Diese Schwierigkeiten lassen sich weitgehend dadurch beseitigen, daß der Abstand zwischen dem
Austritt des Einlaßstutzens und der oberen Grenzfläche des Kontaktbettes oder des Verteüerbodens
vergrößert wird, jedoch führt dies angesichts der kostspieligen, korrosionsfesten Materialien zu einer
erheblichen Verteuerung der Vorrichtung.
Weiterhin ist es üblich, unmittelbar unter dem Einlaßstutzen eine kompakte, meist runde Platte mit
ao etwa dem Durchmesser des Einlaßstutzens in einer horizontalen Lage zu befestigten. Bei einer derartige«
Anordnung prallt das einströmende Medium auf die Platte und strömt dann in einer etwa radialen Richtung
zur Gefäßwand, trifft auf die Gefäßwand und
as wird zurück zur Mitte des Gefäßes umgelenkt. Dies
ergibt keine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit, weil diese an einer Seite des Einlaßstutzens herabfließt
und sich überwiegend auf dieser einen Seite des Gefäßes verteilt. Zudem kann die durch die AWenkplatte
hervorgerufene radiale Strömung zu einer Wanderung der Kontaktteilchen vom Außenumfang
des Kontaktbettes zum Zentrum führen, so daß sich in der Mitte der Kontaktbettoberseite große Partikelmengen
ansammeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zustromverteiler am Einlaß von Kontaktgefäßen
mit abwärts gerichteter Strömung zu schaffen, bei dem der Zustrom so gesteuert wird, daß
das eingeleitete Medium nicht mit hoher Geschwin-
digkeit auf die obere Grenzfläche der Kontaktzune oder auf das Verteilerblech auftrifft und die radiale
Strömung des am oberen Ende des Kontaktgefäßes eintretenden Mediums möglichrt herabgesetzt wird.
Dabei soll es zur Kostenersparnis möglich sein, die obere Grenzfläche der Kontaktzone relativ nahe am
Einlaßstutzen anzuordnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zustromverteiler der eingangs genannten Art gelöst,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß im Einlaßstutzen eine horizontale, sich im wesentlichen über den ganzen
Querschnitt des Einlaßstutzens erstreckende Grundplatte mit einer zentralen öffnung befestigt ist,
wobei sich von der Grundplatte aus vertikal nach oben ein die zentrale öffnung umschließender und
oben mit einer Deckwand geschlossener Kamin erstreckt, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als
der des Einlaßstutzens und in dessen Seitenwand sidi
in gleichem Abstand voneinander Durchlaßöffnungen befinden, und daß die mit freiem Umfang abgestützten
Lochplatten einen gleich großen oder etwas kleineren Durchmesser als die Grundplatte besitzen.
Der erfindungsgemäße Zustromverteiler wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch den Zustromverteiler nach der Linie 1-1 der Fig. 2;
Fig. 1 einen Schnitt durch den Zustromverteiler nach der Linie 1-1 der Fig. 2;
F i g. 2 eine Seitenansicht der kombinierten Strömungsausgleichs- und Verteilungsvorrichtung (Zustromverteiler)
mit weggebrochenen Teilen:
F i g. 3 eine SchnUtansicht nach der Linie 3-3 der
Fig. 1, in der die Vorrichtung in einem Einlaßstutzen eines Kontaktgefäßes eingebaut dargestellt ist;
F i g. 4 eine Schnittansicht, welche die obere Lochplatte zeigt, geschnitten nadi der Linie 4-4 der
Fig. 2;
F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 2,
welcher die untere Lochplatte veranschaulicht.
In dea Fig. 1 bis 5 ist eine Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Zustromverteilers dargestellt, in dem das Strömungsausgleichsglied und das Strömungsverteilungsglied
kombiniert sind. Das Strömungsverteilungsglied umfaßt bei diesem Beispiel eine
Vorrichtung, welche das nach unten strömende Medium gleichmäßig in der Mitte des vertikalen Einlaßstutzens
konzentriert. In der Grundkonstruktion weist das Strömungsausgleichglied eLie Grundplatte 1
mit einer öffnung 2 in der Mitte, durch weiche das Medium nach unten strömen kann, sowie einen
Kamin 3 auf, der an der Grundplatte 1 festgemacht »o
ist und rund um die Öffnung 2 nach üben sieht. Die
Grundplatte 1 ist eine plane Platte von solcher Größe und Form, daß sie lose in den Einlaßstutzen 40 paßt
und dessen horizontale Querschnittsfläche in etwa ausfüllt. Gewöhnlich ist die Grundplatte eine runde «5
Scheibe, die in den Kreisquerschnitt eines üblichen Einlaßstutzens paßt. Wenn der Zustromverteiler in
den Einlaßstutzen eingesetzt ist, liegt die Grundplatte horizontal und bedeckt annähernd den horizontalen
Querschnitt des Einlaßstutzens. Ein zu großer Spielraum zwischen der Grundplatte 1 und der Wand des
Stutzens ist zu vermeiden, um möglichst kein Medium an dem Zustromverteiler vorbeiströmen zu lassen, es
sei denn, daß anderweitig für eine Abdichtung gesorgt ist.
Der Kamin 3 hat eine ziemlich dünne Wand und ist unten offen. Sein horizontaler Querschnitt ist
wesentlich kleiner als derjenige der Grundplatte 1, so daß er seitlich nicht über den Umfang der Grundplatte
1 vorsteht. Seine Seitenwände 4 und seine Deckwand 5 umschließen eine Kammer im Inneren.
Der Kamin 3 kann mehrere Seitenwände 4 haben, die ein Gebilde irgendeines beliebigen horizontalen
Querschnittes ergeben, etwa ein Quadrat, ein Rechteck, ein Trapez, ein Dreieck usw. In der in den Fig.
1 bis 5 veranschaulichten zweckmäßigen Ausführungsform hat der Kamin 3 eine einzige Steitenwand
in der Form eines regelmäßigen Zylinders mit Kreisquerschnitt. In jedem Fall ist der Kamin 3 so an der
Grundplatte 1 angefügt, daß er deren Mittenöffnung 5" vollständig umschließt.
Ungeachtet der gewählten Querschnittsform hat der Kamin 3 in seinen Seitenwänden 4 mehrere öffnungen
6. Bei dem gezeigten Beispiel bestehen die öffnungen 6 aus zwei vertikalen Schlitzen, die im
Winkelabstand von 180° am Umfang des Kamins 3 angeordnet sind und vom unteren Ende dei Seitenwand
4 ein Stück weit nach oben reichen. Zweck dieser öffnungen ist es, das nach unten strömende
Medium von der Außenseite des Kamins 3 in dessen Innenraum passieren zu lassen, worauf die Strömung
durch die Mittenöffnung 2 in der Grundplatte 1 tritt. Vertikale Leitbleche 7, die aus innerhalb der öffnungen
6 angebrachten, an der Grundplatte 1 und der Seitenwand 4 befestigten Platten bestehen, unterstütz- 6S
ten die Umlenkung der Strömung durch die öffnungen, indem sie das Medium radial zur Mitte des
Kamins 3 leiten Im dargestellten Beispiel sind die
öffnungen rechteckige Schlitze, doch kann jede beliebige Form gewählt werden, solange genügend Strömungsquerschnitt
gegeber, ist. Die öffnungen auf dem Kamin 3 sind gleichförmig auf dem Umfang verteilt.
Bei dem dargestellten Beispiel mit zwei öffnungen liegen diese vorzugsweise im Abstand von 180° auf
dem Umfang; bei drei öffnungen haben diese vorzugsweise einen Wirikelabsiand von 120°, usw.
Das Strömungsausgleichsglied kann in der einfachsten Form aus der beschriebenen Grundplatte 1 und
dem Kamin 3 bestehen; vorzugsweise ist jedoch dieses Gebilde noch in einem äußeren. Mantel 8 befestigt,
so daß eine topfartige Konstruktion entsteht. Der Mantel 8 ist eine senkrechte Seitenwand, die am Umfang
der Grundplatte 1 starr angefügt ist. In den Zeichnungen ist die Grundplatte 1 am unteren Ende
des Mantels 8 befestigt, jedoch kann sie auch an einer anderen Stelle auf der Höhe des Mantels 8 angefügt
sein. Vorzugsweise ist die Verbindungsstelle so gewählt, daß die Grundplatte 1 und der Mantel 8 eine
topfartige Struktur bilden, die das nach unten strömende
Medium aufnimmt. Stützplatten 9 sind an dem Kamin 3 und dem Mantel 8 festgemacht, um das Gefüge
zu versteifen und auch um die Verteilervorrichtung in dem Einlaßstutzen zu haltern. Hierzu dient
ein über den Mantel 8 vorzusehender Absatz der Stützplatten 9, der auf einen ringsum vorstehenden
Ring in dem Hinlaßstutzen 40 aufsetzbar ist, wie noch beschrieben wird.
Das Strömungsverteilungsglied zum Verteilen des Mediums über das Gefäßinnere besteht in der vorliegenden
Ausführungsform aus mehreren ebenen Lochplatten, die in Abständen unter der Grundplatte 1
horizontal angeordnet sind. In dem gewählten Beispiel sind zwei runde Lochplatten vorhanden. Eine
Lochplatte 20 ist mittels Stützen 10 über einer zweiten Lochplatte 30 gehaltert. Die Lochplatte 20 ist
gewöhnlich zwischen etwa 5 und 30 ct. unter dem unteren Ende des Einlaßstutzens 40 angebracht; die
Lochplatte 30 liegt etwa 5 bis 30 cm unter der Lochplatte 20. Vorzugsweise liegt die Lochplatte 20 zwischen
etwa 5 und 15 cm unter dem Stutzenrand und die Lochplatte 30 ist zwischen etwa 5 und 10 cm
unter der Lochplatte 20 angebracht. Wenn der Zustromverteiler als ein Stück ausgebildet ist, sind die
Lochplatten 20 und 30 gleichgroß wie die Grundplatte 1 zu machen oder etwas kleiner, so daß sich
die Vorrichtung bequem durch den Einlaßstutr>?n
einführen und herausnehmen läßt. Die gezeigte Lochplatte 20 ist ein wenig kleiner als die Grundplatte 1,
und die Lochplatte 30 ist etwas kleiner als die Lochplatte 20.
Die Lochplatten 20 und 30 können in beliebiger Weise perforiert sein; eine günstige Strömungsverteilung
erzielt man jedoch, wenn der mittlere Auftreffbereich ohne Löcher bleibt und wenn die Perforationen
jeder Lochplatte so orientiert sind, daß das durch die Perforationen der Lochplatte 20 tretende
Medium nicht unmittelbar durch die Löcher der Lochplatte strömt, sondern auf die Lochplatte 30
aufschlägt. Eine passende Anordnung der Perforationen besteht auch darin, daß die Löcher der Lochplatte
30 direkt unter einem entsprechenden Loch in der Lochplatte 20 gefluchtet sind. Günstige Perforationsmuster
für die Lochplatten 20 und 30 sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die obere Lochplatte 20 ist
mit einer inneren Lochreihe 21 versehen, die auf einem Kreisbogen mit dem Radius /?, um die Platten-
1 667
mitte gleichmäßig verteilte Löcher hat; eine mittlere zentriert werden.
Lochreihe 22 hat einen Radius R., und eine äußere Die oben beschriebene Verteilervorrichtung führt
Lochreihe 23 liegt auf einem Kreis mit dem Radius eine nach unten gerichtete Strömung eines Mediums
RT Die Löcher können von beliebiger Form und in ein Kontaktgefäß ein. Das nach unten durch den
Größe sein; für die meisten Zwecke sind jedoch 5 vertikalen Einlaßstutzen strömende Medium wird
runde Löcher günstig. Die Löcher der Lochreihe 21 durch die Grundplatte 1 blockiert, die sich über den
haben einen Durchmesser zwischen etwa 2,2 bis Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens erstreckt,
3,8 cm; die Löcher der beiden anderen Lochreihen und durch die öffnungen 6 des Kamins 3 geleitet. Die
22 und 23 sind etwas größer mit Durchmessern zwi- umgelenkten Ströme treten durch die einander gegenschen
etwa 2,5 bis 5,1 cm. Die untere Lochplatte 30 io überliegenden Öffnungen in radialer Richtung in den
hat zwei Reihen gleichgroßer Löcher, deren Durch- Innenraum des Kamins 3 und treffen hier aufeinanmesser
im Bereich von etwa 1,9 bis 5,1 cm liegt. Diese der. Die wiedervereinigte Strömung geht nach unten
Lochreihen 31 und 32 liegen auf Kreisen mit den durch die Mittenöffnung 2 in der Grundplatte 1 als
Radien R1 bzw. R3, wobei die Löcher der Reihen 31 ein gedrängter Strom, der symmetrisch um den Mit-
und 32 vertikal gefluchtet direkt unter den Löchern 15 telpunkt des Einlaßstutzens 40 angeordnet ist. Der
der Reihen 21 und 22 angeordnet sind. Der Radius nach unten gerichtete Strom prallt auf den ungeder
Lochplatte 30, K3, entspricht dem Radius der löcherten Mittelteil der Lochplatte 20 auf und wird
äußeren Lochreihe 23 auf der Lochplatte 20. An entlang deren Oberfläche radial nach außen gelenkt.
Stelle der runden Löcher können auch radial gerich- Ein Teil des Mediums tritt durch die Löcher 21, 22
tete rechteckige Schlitze vorgesehen sein. 20 und 23; der Rest strömt nach außen weiter und um
Bei einem speziellen Beispiel eines Zustromvertei- den Rand der Lochplatte 20; die flüssige Komponente
lers, der für einen vertikalen Einlaßstutzen mit einem des Mediums ist in der Form von dispergierten Tröpfinnendurchmesser
von 46 cm ausgebildet ist, hat die chen. Das durch die Löcher 21 und 22 tretende Meobere
Lochplatte 20 einen Durchmesser von 41 cm, dium strömt zum größten Teil nicht direkt nach
die untere Lochplatte 30 einen von 36 cm. In der 25 unten zur Lochplatte 30, sondern besitzt eine radial
Lochreihe 21 sind Löcher mit einem Durchmesser nach außen gerichtete Strömungskomponente, so daß
von 2,9 cm auf einem Kreis mit einem Radius von zum Beispiel das durch die Löcher 21 tretende
9,5 cm angeordnet; die Löcher der Lochreihen 22 und Medium im allgemeinen auf die Lochplatte 30 an
23 haben einen Durchmesser von 3,5 cm und liegen einer Stelle zwischen den Löchern 31 und 32 aufauf
Kreisen mit den Radien 13,8 cm bzw. 17,8 cm. In 30 schlägt. Das Medium verläßt dann die Lochplatte 30
den Lochreihen 31 und 32 haben die Löcher einen entweder durch die Löcher 31 und 32 oder über den
Durchmesser von 2,2 cm und die Kreise haben Radien Rand der Lochplatte 30 weg. Die flüssige Kompovon
9,5 cm bzw. 13,8 cm. nente des die verteilenden Lochplatten 20 und 30
Fig. 3 veranschaulicht die Installation des be- verlassenden Mediums ist in Tröpfchen und Ströme
schriebenen Zustromverteilers in einem vertikalen 35 mit wesentlich verringerter Geschwindigkeit und Be-Einlaßstutzen
40, der an der Decke 41 eines Fall- wegungsgröße aufgespalten und über den Verteilerstromkontaktgefäßes
mit Hilfe eines Verstärkungs- boden oder die obere Fläche des Kontaktbettes verpolsters
42 und üblicher Schweißnähte angefügt ist. teilt.
An der Innenwand des Einlaßstutzens ist ein Stütz- Die verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen
ring 43 angebracht, der eine vorstehende Kante bil- 40 Verteilervorrichtung können auf irgendeine übliche
det, gegen welche sich die Ansätze der Stützplatten 9 Weise miteinander verbunden sein, etwa durch
legen, um so die Verteilervorrichtung zu tragen. Die Schweißen, Verbolzen, Verschrauben, Festklemmen
Verteilervorrichtung ist in dem Einlaßstutzen 40 so usw. Wegen der Haltbarkeit und der niedrigen Fabrigehalten,
daß die Platten 1, 20 und 30 horizontal lie- kationskosten ist das Festschweißen im allgemeinen
gen. Die Grundplatte 1 liegt innerhalb des Einlaß- 45 vorzuziehen. Dabei werden voll dichtende Schweißstutzens
und die Lochplatten 20 und 30 sind an der nähte überall dort verwendet, wo eine gasfeste AbGrundplatte
1 in Abständen untereinander aufge- dichtung erfolgen soll.
hängt. Bei der dargestellten Bauart in Topfform mit Die Vorrichtung kann in dem vertikalen Einlaßdem
Mantel 8 kann die Grundplatte I auch nach stutzen auf beliebige Weise montiert werden, solange
Wunsch in dem Gefäß unterhalb des Einlaßstutzens 5° nur die Platten in horizontaler Stellung gehalten werzu
liegen kommen, wenn nur der Mantel 8 nach oben den. Zweckmäßig ist es, die Vorrichtung in dem Einbis
in den Einlaßstutzen reicht, so daß das herab- laßstutzen so zu haltern, daß sie leicht herausnehmströmende
Medium durch die öffnungen 6 in den bar ist. Zwei geeignete Halterungen sind vorstehend
Kamin 3 gelenkt wird. Die Verteilervorrichtung wird beschrieben. Jedoch können auch andere Arten von
in dem Einlaßstutzen vorzugsweise in eine solche 55 Halterungen den gleichen Dienst tun. Das Strömungs-Stellung
gebracht, daß die öffnungen 6 im rechten Verteilerglied wird vorzugsweise in dem Gefäß ausWinkel
zur Strömungsrichtung in dem horizontalen reichend weit unter der Gefäßdecke installiert, so daß
Rohrast liegen, der mit dem Einlaßstutzen 40 über das nach außen gelenkte Medium eine ungestörte
ein Knie (nicht gezeigt) verbunden ist. Auf diese Bahn findet, ohne an der Decke des Gefäßes aufzu-Weise
verteilt sich jede Ungleichförmigkeit der Strö- 60 treffen. Wie weit das Strömungsverteilerglied an das
mung gleichmäßig auf die beiden öffnungen im Gefäß herunterhängt, ist also durch die Krümmung
Kamin 3 und kann nicht an nur einer öffnung kon- der Gefäßdecke bedingt.
Hier/u 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche:I. Zustromverteiler für ein Fullstrom-Kontaktgefäß mit einem oberhalb einer Kontaktzone angeordneten vertikalen Einlaßstutzen von wesentlich kleinerem Durchmesser als der der Kontaktzone und mehreren ebenen Lochplatten, die in Abständen unter dem Einlaßstutzen horizontal angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaßstutzen (40) eine horizontale, sich im wesentlichen über den ganzen Querschnitt des Einlaßstutzens (40) erstreckende Grundplatte (1) mit einer zentralen öfj&nung (2) befestigt ist, wobei sich von der Grundplatte (1) aus vertikal nach oben ein die zentrale öffnung (2) umschließender und oben mit einer Deckwand (5) geschlossener Kamin (3) erstreckt, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als der des Einlaßstutzens (40) und in dessen Seitenwand (4) sich in gleichem Abstand voneinander Durchlaßöffnungen (6) befinden, und daß die mit freiem Umfang abgestützten Lochplatten (20, 30) einen gleichgroßen oder etwas kleineren Durchmesser als die Grundplatte (1) besitzen.
- 2. Zustromverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Durchlißöffnungen in der Seitenwand (4) des Kamins (3) durch zwei vertikale Schlitze (6) gebildet werden, die in einem Winkelabstand von 180° auf dem Umfang des Kamins angeordnet sind und vom unteren Ende des Kamins ein Stück nach oben reichen.
- 3. Zustromverteiler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch je ein vertikales Leitblech (7) in jedem vertikalen Schütz (6), das rechtwinkelig zur Wand des Kamins (3) steht.
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- 1965-04-26 US US450934A patent/US3363843A/en not_active Expired - Lifetime
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1967
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1164674A (en) | 1969-09-17 |
US3363843A (en) | 1968-01-16 |
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