DE1794020A1

DE1794020A1 - Verfahren und Vorrichtung,um eine Fluessigkeit in unmittelbare Austauschberuehrung mit einer oder mehreren anderen Fluessigkeiten oder Gasen zu bringen

Info

Publication number: DE1794020A1
Application number: DE19681794020
Authority: DE
Inventors: Asriel Osdor
Original assignee: Hydro Chemical and Mineral Corp
Current assignee: Hydro Chemical and Mineral Corp
Priority date: 1967-08-25
Filing date: 1968-08-24
Publication date: 1971-10-07
Also published as: GB1245646A; IL28565A; US3496996A; NL6812043A; CA938216A; FR1584789A; BE719913A

Description

Professor Dr.-Ing.

ROBERTMELDAU 483 GDTERSIOH/W., den 23. August.. 1968..

D i ρ I -ing Cari-Bertal*nann-Str. 4

GUSTAV* MELDAU w*. mMi-a*«

Patentanwälte 1794020

B 394 Prof

Euro-Can Investment Corporation Ltd., Bank of Bermuda Building Hamilton, BERMUDA

Verfahren und Vorrichtung, um eine Flüssigkeit in unmittelbare Austauscht)erührung mit einer oder mehreren anderen Flüssigkeiten oder Gasen zu bringen.

Die Priorität der Anmeldung in Israel Ur.28 565 vom 25.August 1967

wird beansprucht»

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verfahren zur Herstellung ' einer direkten Austauschberührung zwischen einer Flüssigkeit und einem oder mehreren anderen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen, sowie von Vorrichtungen zur Ausübung dieses Verfahrens.

Besonders nützlich ist die Erfindung im Zusammenhang mit Wärmetauschern, wie sie in Destillationsanlagen zum Bitsalzen von Salzwasser oder zur Anreicherung von Salzsole benutzt werden. Sie sei daher im Zusammenhang mit dieser besonderen Anwendungsart beeohrieben, Jeäooh läßt eich die Abfindung auch für andere

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Austauschzwecke anwenden, wie z.B. für FlüBaigkelt/flüsaigkeit-Extraktionen und für Absorptionen Flussigkeit/Sas, die im folgenden beschrieben werden.

Bs gibt bereits viele Verfahren - insbesondere für Wärmetauscher' die durch eine unmittelbare Austauschberührsng zwischen einer Flüssigkeit und einem anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff wirken, z.B. indem man die Flüssigkeit veranlaßt, an Führungsteilen, wie Platten oder Stäben, entlangzufließen, und bei denen der andere flüssige oder gasförmige Stoff in direkter Berührung mit der Flüssigkeit strömt (vgl. z.B. die eigene ältere Patentanmeldung Nr. P 14 51 177·4·)

Aufgabe dieser Erfindung ist, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur unmittelbaren Austauschberührung zwischen einer Flüssigkeit und einem oder mehreren anderen flüssigen oder gasförmigen Stoffen zu schaffen, die gegenüber den bisher bekannten Verfahren wesentliche Vorzüge aufweisen.

Haoh einer Ausführung der Erfindung wird eine Vorrichtung zur unmittelbaren großflächigen Austauechberührung zwischen einer ersten Flüssigkeit und einem anderen flüeiigen oder gasförmigen Stoff gesohaffen, die eine Kammer mit SLnIaß und Auslaß für die erste Flüssigkeit umfaßt, ferner einen Einlaß und einen Auslaß für den anderen flüssigen oder gaaförmigen Stoff, sowie mehrere senkrechte und waagerecht im Abstand voneinander angebrachte Führungβteile mit der Besonderheit, daß jedes dieser Führungeteilt duroh die trete ?lüe*igk*it benetzbare

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Führungsoberflachen hat, und eine jede dieser Führungsoberflächen in der Waagerechten derart ausgerichtet ist und in Richtung auf eine Führungsoberfläche eines benachbarten Führungsteiles so vorspringt, daß der Abstand zwischen den Führungsoberflächen benachbarter ieile der Mindestabstand zwischen den benachbarten Elementen ist. Dabei sind ferner Einrichtungen vorgesehen, die die erste Flüssigkeit derart von ihrem Einlaß zu diesen Führungsteilen leiten, daß sich senkrecht strömende Überbrückungsschichten der ersten Flüssigkeit bilden, bei denen jede Schicht zwei freie Flächen entwickelt und zwei benachbarte Führungsoberflächen zweier Führungsteile überbrückt, und ferner diese Leiteinrichtungen die überbrückungsschichten veranlassen, einen Teil des Wandquerschnitts jeweils mehrerer, sich senkrecht erstreckender Kanäle zu bilden einerseits mit der Flüssigkeit, die die Bolle der Jberbrückungsschicht zwischen den Führungsoberflächen zweier Führungsteile, die durch einen Teil der Führungsteile von der Flüssigkeit getrennt sind, spielt,und andererseits der Flüssigkeit,die den überbrückungsfilm zwischen den Führungsoberflächen zweier beliebiger anderer Führungsteile ausbildet, einschließlich einer Paarung eines dieser beiden Führungsteile mit einem dritten; und Einrichtungen, die das andere flüssige oder gasförmige Medium so leiten, daß es durch die Kanäle dieser Überbrückungsschichten in unmittelbarer Berührung Überströmt«

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Verschiedene Arten von Führungsteilen Bind verwendbar. Bei einem Aueftihrungsbeiepiel haben sie die lOrm senkrechter, im Abstand voneinander angeordneter Platten, die auf einer oder beiden Seiten mit sich senkrecht erstreckenden ÄLppen versehen sind, die die benetzbaren Führungsoberflächen darstellen.

Bei einem anderen Ausführungsbeieplel ;)abem sie die Form senkrechter, im Abstand voneinander angeordneter Wellplatten, bei denen die Bippen der Wellen benachbarter Platten einander zugekehrt sind, und die benetzbaren senkrechten IHihrungsoberflächen darstellen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel haben sie die form senkrechter Stäbe, bei denen die einander zugekehrten Oberflächen zweier Nachbarstäbe die benetzbaren Mhrungeoberflächen darstellen und von der ersten !flüssigkeit benetzt werden, während die Stab teile zwischen den lftthrungs oberflächen nicht durch die erste Flüssigkeit benetzt «erden.

Man erkennt, daß gemäß der Erfindung eine flüssigkeit (nach-P stehend manchmal als "Benetzungsflüssigkeit" bezeichnet) dazu verwendet wird, mehrere Kanäle für den oder die anderen gasförmigen oder flüssigen Stoffe (nachstehend manchmal als der "nicht-benetzende Stoff" bezeichnet) zu bilden, indem ein Seil des Wand querschnitts des Kanals durch überbrliokungeschlchten der BenetzungsflÄseigkeit gebildet wird« Diese Überbriickungsfilme haben zwei freie Oberflächen, die beide mit dem oder den nicht-benetsenden gasförmigen oder flüssigen Medien in Berührung stehen. Diese Anordnung zeichnet sich durch mehrere

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Vorzüge aus, zu denen die Folgenden gehören«

Diese Anordnung entwickelt eine sehr große Oberfläche für die unmittelbare Berührung zwischen einer Flüssigkeit und dem anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff je Gewichtseinheit der Führungsteile.

Weiterhin macht diese Anordnung möglich, eine Flüssigkeit mit mehr als einem anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff in Berührung zu bringen. Denn weil die Benetzungsflüssigkeit einen Teil der Kanalwand darstellt, durch die der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff strömt und weil dieser !eil der Wände zwei aus der ersten Flüssigkeit bestehende freie Oberflächen hat, kann man ein flüssiges oder gasförmiges Medium mit einer Fläche in berührung bringen und einen anderen mit der anderen Fläche, wie weiter unten eingehender beschrieben wird.

Außerdem können die Führungsteile nach dieser Erfindung zur Wartung oder zum Auswechseln leichter und unter geringeren Kosten ein- und ausgebaut werden als die Führungsteile der meisten bisher bekannten Berührungsaustauscher oder die Rohrbündel der Austauscher durch mittelbare Übergänge.

Durch diese Anordnung werden sehr standfeste und leicht zu überwachende Überbrückungsschichten gebildet, vorausgesetzt die Erfüllung der Lehre der Erfindung, daß die Flüssigkeit die iiberbrüokungsschicht zwischen den Führungsoberflächen zweier Führungeteile darstellt, durch einen Teil der Führungsteile von der Flüssigkeit getrennt ist, welche die Überbrückungs-

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schicht zwischen den Führungsoberflächen jeweils zweier anderer Führungsteile sowie zwischen denen einee der beiden Führungsteile und eines dritten darstellt.

Haben die Führungsteile die Form gerippter oder gewe&lter Platten, so ist diese Bedingung auch dann erfüllt, wenn die gesamte Oberfläche der Führungsteile (d,h. einschließlich ihrer nichtführenden Oberflächen nach vorstehender Begriffbeetimmung) durch die Benetzungsfläesigkeit benetzt und bedeokt ist» Haben Je doch die Führungsteile die Form von Stäben, so darf zur Erfüllung ™ dieser Bedingung der Teil der Stäbe zwischen den Führungsoberflächen nicht von der Benetzungsfl+ssigkeit.benetzt sein. Die Bedeutung dieser Vorschrift wird klarer aus der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung hervorgehen.

Gemäß einer weiteren Lösung der Erfindung wirä ein Verfahren zum großflächigen unmittelbaren Berührungsauatauach zwischen einer ersten Flüssigkeit und einem anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff geschaffen, indem man die erste Flüssigkeit in eine Kammer einbringt, die mehrere senkrechte, im waagerechten Abstand voneinander angeordnete Führungeteile enthält, von denen jedes zwei oder mehr senkrechte und durch die erste Flüssigkeit benetzbare Führungsoberflächen hat, ferner jede Führungsoberfläche einer Führungsoberfläche eines benachbarten Führungöteile■zugekehrt, aber im Abstand von dieser angeordnet ist,· und die e-rste Fifesigkeit so geleitet wird, daß sie senkrecht fließende Überbrückungsschichten zwei freie Flächen bildet, die zwei benachbarte Fü"h2*üngsoberflächen zweier Führungsteile überbrücken, sodaß diese Über-

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brückungsschichten einen Teil des Wandquerschnitts jeweils eines mehrerer, sich senkrecht erstreckender Kanäle "bilden, derart, daß die Flüssigkeit die Überbrückungsschicht zwischen den Führungsoberflächen zweier Führungsteile darstellt, die durch •ine Gruppe der Führungsteile von derjenigen Flüssigkeit getrennt ist, die die Überbrückungsschicht zwischen den Führungsoberflächen zweier beliebiger anderer Führungsteile darstellt, einschließlich einer Paarung von einem dieser beiden Führungsteile mit einem dritten, und daß man schließlich den anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff so leitet, daß er in direktem Berührungsaustausch mit den Überbrückungsschichten durch diese Kanäle fließt.

Bei einem Ausföhrungsbeispiel ist die erste Flüssigkeit ein Heiz- oder Kühlmittel und der «ndere flüssige oder gasförmige Stoff ist ein durch es. zu erwärmender oder abzukühlender Stoff, der mit ihm praktisch nicht mischbar ist und sich ihm gegenüber inert verhält. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die erste Flüssigkeit ein Absorptionsmittel und der andere flüssige oder gasförmige Stoff ist ein Gas, das in einem Flüssigkeits/ Gas-Absorptionsvorgang von ihm absorbiert werden soll. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der andere flüssige oder gasförmige Stoff eine Flüssigkeit, mit der die erste Flüssigkeit in einem Sxtraktionsvorgang Flüssigkeit/Flüssigkeit behandelt wird oder die umgekehrt mit der ersten Flüssigkeit behandelt wird.

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Weitere Kennzeichen und Torsüge der Erfindung ergeben sieh aus der Beschreibung von Ausführungsbeisplelan anhand der Zeichnungen·

Dabei zeigen: Figuren 1 bis 3 schemantische Ansichten, dl« drei Arten

Bauweisen iron Vorrichtungen nach der Erfindung darstellen, bei denen die Äthrungsteile Flatten aindf

Figuren 4 bis 9 schema tische Ansichten anderer Bauarten

nach der Erfindung, bei denen die Ftthrungsteile Stäbe sind;

Figur 10 eine Querechnittsaneioht, auf der swei

erf indungsmemäSe Wärmetauscher alt gerippten Platten als Führung«teile dargestellt sind;

Figuren 10a, 10b und 10c vergrößert geeeiohnete waagerechte

Schnittansi'ohten längs der Linien a—a, b—b und ο—ο in Fig* 10_t und

Figur 11 eine waagerechte Schnittansicht eines Teils

eines anderen, gemäß der Krfindung gebauten Wärmetauschers mit Stäben als Hihrungsteilen·

Die schema tie oh in Fig. 1 dargestellte Torrichtung umfaßt mehrere Platten 2, die sich senkrecht in einer - nioht geaelohneten -Kammer erstrecken und waagerecht im Abstand Toneinander angeordnet sind. Jede der Platten 2 ist mit mehreren senkrechten Sippen 4 an beiden Flächen geformt, wobei die Hippen benachbarter Platten aufeinander ausgerichtet sind. Der Abstand «wischen den ausgerichteten Rippen 4 ist der MindestabstanA swieohen den benachbarten Platten 2. Die Ben·tBungeflüssigkeit wird (s«B* rexmittel* einer weiter unten anhand von Fig. 10 beschriebenen Anordnung ) so zu den Hippen geleitet, daß sie überbrUokungssohichten 6

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bildet, die jeweils zwei ausgerichtete Bippen 4 überbrücken. Diese Überbriickungsschichten 6 bilden also zusammen mit den Platten 2 mehrere Kanäle, die sich senkrecht durch die Vorrichtung hindurch erstrecken, wobei der -Haum innerhalb des Kanals in Fig. 1 mit 8 bezeichnet ist. Sin anderer flüssiger oder gasförmiger Stoff (d.h. der "nicht-benetzende Stoff") wird so geleitet, daß er in unmittelbarem Oberflächemaustausch mit der die überbrückungsschichten 6 bildenden Benetzungsflüssigkeit durch die Räume 8 im Innern der Kanäle fließt.

Diese Anordnung liefert eine sehr gro::e Berührungsfläche zwischen der Flüssigkeit der Überbrückungsschichten 6 und dem durch die durch diese Schichten gebildeten Kanäle strömenden (d.pfti.durch die Räume 8) flüssigen oder gasförmigen Stoff. Die gleiche Oberflächenspannung der Benetzungsflttssigkeit auf den beiden freien Flächen der Überbrückungsschicht hält auch bei niedriger Aufgabegeschwindigkeit der Flüssigkeit die Überbrückungsschichten intakt.

Beispielsweise ist für die, die Überbrückungsschicht 6 bildende Benetzungsflässigkeit Paraffin, ein Polyphenyl oder ein anderer Kohlenwasserstoff geeignet. Der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff, der so geleitet wird, daß er durch die Räume im Innern der durch die Überbrückungsschiohten gebildeten Kanäle strömt , kann Wasser sein oder ein Gas wie Stickstoff oder Wasserdampf. Das Paraffin kann in diesem Falle ein Heiz- oder geheizter Stoff sein, der den anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff während eines Wärmeaustauschvorgangs heizt oder durch ihn geheizt wird. Der Abstand zwischen den Hippen in benachbarten

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NAV

Platten und zwischen den fiippan ein und dereelben Platte bei einer Dicke jeder Hippe von etwa 1 mm etwa 5 mm betragen.

Bei dem Ausdruck "benetzend" und "nicht-benetzend", wie er nachstshend benutzt wird, handelt es eich um relative Begriffe. Unter einer "benetzenden" Flüssigkeit ist im Rahmen dieser Beschreibung eine solche zu verstehen, die verglichen mit der "nicht-benetzenden" Flüssigkeit oder dem "nicht benetzenden" flüssigen oder gasförmigen Stoff vorzugsweise Benetzungseigenschaften gegenüber den Führungsteilen hat und insbesondere gegenüber deren Führungsoberfläohen (z.B. die benetzbaren Oberflächen einschließlich der Hippen 4 in Fig. l) hat, die durch die Flüssigkeit überbrückt werden. So wäre z.B. Wasser verglichen mit Paraffin nicht-benetzend, während es gegenüber einem Gas oder einem Dampf wie Stickstoff oder "'asserdaspf /netzend wäre.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Konstruktion wie Fig. 1 mi^ dar Ausnahme jedoch, daß hler die Platten als koaxiale Zylinder unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, deren Hippen 14 im radialen Abstand voneinander angeordnet Bind. Diese Sippen werden durch die Überbrückungsschiohten 16 der benetzenden Flüssigkeit überbrückt, die mehrere der senkrechten Kanäle bilden, durch deren Räume 18 der andere flüssige oder gasförmige Stoff strömt.

In Fig. 5 haben die Führungsteile die Form von Wellplatten 22, die sich senkrecht durchäie Vorrichtung hindurch erstrecken und in horizontalem Abstand voneinander angeordnet sind», Die Spitzen 24 der Wellen benachbarter Platten sind einander zugewandt und

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stellen die benetzbaren, sich β enkrecht erstreckenden FührungB-oterfläehen dar, die durch die übe rbriickungs a chicht en 26 der Benetzungsflässigkeit überbrückt werden. Der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff wird so geleitet, daß er durch die Bäume 28 der Kanäle strömt, die durch die Überbrückungeschichten 26 und die Wellplatten 22 abgegrenzt werden. Die Wellplatten 22 könnten auch als koaxiale Zylinder wie in Pig. 2 ausgeführt sein.

Pig.4 zeigt die Verwendung sich senkrecht erstreckender Stäbe 32 als Führungselemente. Jeder der Stäbe umfaßt vier sich senkrecht erstreckende Hippen 34, die zu den Hippen benachbarter Stäbe so ™ angeordnet sind, daß zwischen jeweils zwei Hippen ein Spalt zur Aufnahme der Oberbrückungsschichten 36 erhalten wird. Der nichtbenetzende flüssige oder gasförmige Stoff wird so geleitet, daß er durch die Halme 38 der Kanäle strömt, die durch die Überbrückungsschichten 36 und die Stäbe 32 in der oben beschriebenen Weise gebildet werden.

In Pig. 5 haben die Stäbe 42 rechteckigen Querschnitt, wobei die Ecken 44 jedes Stabes derjenigen des benachbarten Stabes so zugekehrt ist, daß der Spalt für die überbrückungsschicht 46 der Benetzungsflüssigkeit erhalten wird. Wie im Falle von Pig. 4 wird auch hier der andere flüssige oder gasförmige Stoff so geleitet, daß er durch die Räume 48 des Kanals strömt, der durch die Überbrückungeschichten 46 und die Stäbe 42 abgegrenzt wird.

In Pig. 6 haben die Führungeteile die Form von Stäben 52 mit Kreuziuerechnitt, wobei die finden 54 zweier entgegengesetzter

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Arme oder Kippen mit denen benachbarter Stäbe so ausgerichtet sind, daß sie die die überbrückungsschichten 56 der Benetzungsflüssigkeit tragenden Spalte bilden. Man kann jedoch sehen, daß in Fig. 6 die änden des zweiten Paares entgegengesetzter Arme oder Sippen 54' nicht durch die Benetzungsflttesiökeit überbrückt werden, sodaß die durch die von "Sem nicht-bersetzenden flüssigen oder gasförmigen Stoff durchströmten Häume 58 abgegrenzten Kanäle eich ganz bis zu den Wänden des lintels 59 der Kammer, in der diese Führungsteile angeordnet sind, erstrecken. Sine gleichartig ge Anordnung wäre natürlich auch bei dem anderen dargestellfe ten Form verwendbar, und es könnten auch alle Rippen der in Fig. 6 dargestellten Form zum Tragen von Überbrüokungsschichten benutzt werden.

In Fig. 7 haben die Stäbe 62 kreisrunden Querschnitt, wobei gegenüberstehende, einander zugäkehrte Oberflächen 64 benachbarter Stäbe die durch die Benetzungsflässigkeit 66 überbrückten Spalte bilden, und wobei der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff durch die Räume 68 zwischen den Schichten strömt.

Bei all den vorstehenden, dargestellten Anordnungen kann mehr ale ein unterschiedlicher nicht-benetzender flüssiger oder gasförmiger Stoff so geleitet werden, daß er durch verschiedene der durch äie Überbrückungsschichten gebildeten Kanäle strömt, und auf diese Weise können verschiedene nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoffe in ein und derselben Vorrichtung in direkten Kontakt mit der Benetzungeflüssigkeit gebrecht werden. Sine andere Art und Weise, um verschiedene nichtbenetzende flüssige oder gasförmige Stoffe in direkten Kontakt

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mit der Benetzungsflli-ssigkeit zu bringen, besteht in der Benutzung einer Anordnung, wie sie in Pig. 8 dargestellt ist. Hier sind die Führungsteile (die in der Form von Stäben 72 dargestellt sind, die aber auch Jede der anderen, in den Figuren 4-6 dargestellten Formen haben könnten) so angeordnet, daß zwischen den durch die Überbrückungsschichten 76 und die Stäbe begrenzten Kanälen 78 ein Baum 79 gebildet wird. SLn nichtbenetzender flüssiger oder gasförmiger Stoff kann durch die Kanäle 78 aufgegeben werden, und ein anderer nicht-henetzender flüssiger oder gasförmiger Stoff mit etwa derselben Dichte kann durch die Bäume 79 zwischen den Kanälen aufgegeben werden, sodaß beide flüssige oder gasförmige Stoffe in direkten Kontakt mit der Benetzungsfl+ssigkeit der Überbrückungsschichten 76 kommen. Eenutzt man auf der anderen Seite die Platten (Fig. 1-3) als Führungsteile, so kann man verschiedene, nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoffe unterschiedlicher Dichte durch verschiedene Beinen von -Kanälen strömen lassen, wobei die letzteren durch die Platten voneinander getrennt sind.

Wie bereits weiter oben ausgeführt, ist es wichtig, daß die die Überbrückungsechicht zwischen den Führungsoberflächen zweier Führungsteile bildende Flüssigkeit von der die Überbrückungsschicht zwischen den Führungsoberflächen Jeweils zweier anderer Führungsteile bildenden Flüssigkeit durch einen Teil der Führungsteile getrennt wird.

Mit jeweils zwei anderen Führungsteilen ist auch eine Paarung von einem der beiden Führungsteile mit einem dritten gemeint«

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Nur bei einer derartigen Anordnung kann die etie überbeükungeschichten bildende Benetzungsfl&ssigkeit kontrolliert und die Überbrückungsschicht intakt gehalten werden. Werden Platten benutzt (Figuren 1, 2 oder 3), so gewährleisten es die Platten. selbst, daß diese Anordnung auch dann erhalten bleibt, wenn die Benetzungsfl+ssigkeit so rasch aufgegeben werden sollte, daß sie die Oberflächen (2¹, 12' bzw. 22» in den Figuren 1 bzw. 2 bzw. 5) zwischen den Überbrückungsschichten benetzt und bedeckt. Oder anders gesagt? Wenn Platten benutzt werden, kann die die Überbrückungsschichten bildende Flüssigkeit nicht von irgend einem Plattenpaar zu einem anderen Plattenpaar fließen, weil dae durch die Platten selbst verhindert wird. Werden also Platten benutzt, so können - falls das gewünscht wird - die gesamten Oberflächen der Platten (d.h. einschließlich der Oberflächen 2», 12» und 22») benetzt und bedeckt werden, und trotzdem kann das Fließen der Benetzungsflüssigkeit immer noch so kontrolliert werden, daß stabile Überbrückungsschichten erhalten werden.

Streng getrennt werden muß das aber von dem Fall, wo Stäbe (z.B. Figuren 4-8 ) benutzt werden. Wurden nämlich die Stäbe von der die Überbrückungsschichten bildenden Benetzungsflttssigkeit volletändig benetzt und bedeckt werden, so gäbe es keine frennung mehr zwisdhen den Überbrückungsschichten eines Stabpaares und denen dee anderen Stabpaares, wie das bei den Platten der Fall ist. Es hat sieh aus Versuchen ergeben, daß die auf diese Weise gebildeten Oberbrilckungs-" schichten sehr instabil wären und leicht zerstört werden wurden, da die verschiedene Führungsteile überbrückenden Schichten nicht voneinander getrennt wären, und die Benetzungsflüseigkeit dazu neigen würde, von einem Stab zum nächsten zu fließen. Weiterhin

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würde in diesem Fall die Oberflächenspannung einer Überbrückungsschiclit zwischen je zwei Fülirungsteilen diejenigen anderen iJberbrückungsschichten zerstören, die jeweils einen dieser zwei Führungsteile mit angrenzenden Führungsteilen verbindet. Aus den oben angegebenen beiden ^runden würde die Benetzungsflüssigkeit unkontrolliert an den Stäben entlangfließen und könnte auch ein Teil der Benetzungsflifcssigkeit von den Pülirungsteilen abreißen.

IM bei der Verwendung von Stäben als Führungsteile stabile Überbrückungsschichten zu erhalten, ist wichtig, daß nicht die ganzen Oberflächen der Stäbe von der Benetzungsfl+ssigkeit benutzt und bedeckt werden; es dürfen vielmehr nur die Führungsoberflächen der Stäbe benetzt werden und die Oberflächen zwischen den überbrückung sschichten dürfen durch die Benetzungsflüssigkeit nichT benetzt werden. So dürfen die Oberflächen 32', 42¹, 54' und 72' der Stäbe in den Figuren 4-8 von der Benetzungsfliissigkeit nicht benetzt werden, denn dadurch ist jede Überbrlckungsschicht von den anderen getrennt und kann von ihnen nicht beeinflußt werden.

Fig. 9 stellt eine weitere Anordnung dar, bei der Stäbe 82 mit ^ kreisrundem Querschnitt (oder mit irgendeinem anderen der angegebenen Querschnitte) benutzt werden und die Überbrückungschichten 86 tragen. Bei dieser Variante sind jedoch einige wenige Stäbe mit geringerem Durchmesser im Spalt zwischen den die Überbrückungeschichten tragenden Oberflächem der Stäbe angeordnet. Diese dünneren Stäbe 87 können vollständig mit der Benetzungsfliissigkeit überzogen sein, ohne daß - solange die die Überbrückungsschichten tragenden Bäume 82' der Hauptstäbe 82 nicht überzogen sind, wie

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oben anhand der Figuren 4 - 8 beschrieben ist - die Stabilität der Öberbrückungsschicht darunter leidet.

Pig. IO stellt einen Kons trukt ions vor schlag für ein System dar, das zwei nach der Erfindung konstruierte Wärmetauscher amfaßt. Dieses System ist insbesondere für die Verwendung in der Mehrstuf en-Destillationsanlage entworfen worden» die in unserer Patentschrift 1fr. P 17 69 768.6 beschrieben iet und totfaßt sjwei Wärmetauscher 100 und 102» die durch eine praktisch gleichartige, aber nicht identische Konstruktion gekennzeichnet ist. Im Wärmetauscher 100 wird aufsteigendes kaltes öl (die BenetBungeflüesigkeit) durch absteigendes heißes destilliertes Wasser (der nichtbenetzende flüssige oder gasförmige Stoff) geheist, während im Wärmetauscher 102 das erwärmte Ql (die BenetzungefÄseigkeit) veranlaßt wird, aufwärts durch den Wärmetauscher su strömen, um kaltes, salzhaltiges Wasser (der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff) zu erwärmen. Aus in unserer Patentschrift ITr. P 17 69 768.6 geschilderten Gründen (die für ein Verständnis dieser Erfindung unwesentlich sind) fließt das Oi zwischen den Wärmetauschern 100 und 102 in einem Haupteentralweg und auf einem oder mehr anderen Wegen oder Uhterkreisen, von denen jeder bei einem anderen Temperaturbereich als die anderen arbei 1Te^y und außer-

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dem ist jeder Wärmetauscher in mehrere Abschnitte mit" unterschiedlicher horizontaler Quereohnittsflache miterteilt, die von den die Oberbrüokungseohiohten tragen/lührungsteilsii elnge— nommen werden. (Patentschrift Sr. 17 69 768.6 beschreibt swei Unterkreise für das Ol und drei verschiedene Abschnitte der Wärmetauscher, während hier nur ein ünterkrti» ftir das UL und nur ewei

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Abschnitte der Wärmetauscher dargestellt Bind, um unter Beibehaltung derselben allgemeinen Prinzipien die vorliegende Beschreibung xu τβreinfachen).

Der Wärmetauscher IDO umfaßt zwei Abschnitte 100a und 100b, wobei der letztere eine größere !Querschnittsfläche hat als der erstere. Bas heiße destillierte Wasser (der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff) tritt durch die Einlasse 103 oben ein und tritt unten aus den Auslassen 104 kalt aus. !Das öl (die Beneteungsflusaigkeit) tritt durch den Einlaßt 106 unten ein, wobei ein Teil durch den. Auslaß 108b am Bude des Abschnitts 100b des Wärme tausche» % auetritt, während der ^est durch den Auslaß 106a am Bade der Abschnitte 100a austritt.

Die l?öarunga teile im Innern der Wärmetauscher gehören zu dem in Hg» 1 dargestellten Typ, indem sie nämlich sich senkrecht erstreckende flatten 112 ait Sippen 114 auf den gegenüberliegenden Flachen, umfasaen. Sine Gruppe derartiger gerippter Platten befindet eich in. Abschnitt 100a des Wärmetauschers und eine größer« Gruppe in Abschnitt 100b. Die beiden Gruppen gerippter Platten sind miteinander verbunden durch mehrere kurze Stäbe 116 mit ™ Xreuaquerachnitt (des in Fig. 6 dargestellten Typs), die mit den Rippen, der Plattes, fluchten. Die kurzen Stäbe 116 befinden sich mm. oberen Äide de« unteren Abschnitt· 100b· Unmittelbar über den Stäben, ist der Mantel 115 rtm Abschnitt 100b mit dem von Abschnitt 100a verbunden, und von der Innenfläche dieser Verbindungsstelle hängt eine ringförmige Platte 117 herab, die mit dem Mantel 115* von Abschnitt 100a bündig abschließt. Diese ringförmige Platte ergibt einen ringförmigen Baum 118, in dim sich «in Teil da« Öls eaamelt, bevor e« durch den Aualaß 108b entweicht.

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Am unteren Side des Warmetauaciaere 100» deren das das Gl eingelaesen wird, befindet sich eine ss^ekaferte Sdüssel 119 ait einer mit mehreren Öffnungen versehenen aa&waaad 120, sowie eine zweiW'' umgekehrte Schüssel 122 nit einer mit einer Eemtralen Öffnung '^: versehenen Sadplatte 124, wofcei In. dieser Öffnung ein '©rössel-· -'' ventil 126 angeordnet ist« Bie unteren Bsdem- der Hatten 112 enden 10 bis 20 ca über einer "Trennwand 128, oma! sind, tat einem geringen Abstand über der Platte 121 angeordnet, die Sippen Jedoch reichen über die unteren Soden der !flatten f»i»Ma»a« gud gehen durch Schlitze in der Trennwand 128, wobei Jeder dieser Schlitze mit einer Seihe der Bippearrorspra»e«s U4^f fluclitet. Über der Trennwand 128 angeordnet and τοπ. ihr gebalten sind mehrere langgestreckte Sachsen 150, die rechtwinklig zu den Platten 112 liegen und alt TrejanwämleJi 151 geXorart sind. Die Buchsen 130 fluchten mit den Sippen-114 der Hatten, and die Eippenvorsprünge 114' gehen sa beiden Seiten der Bacheentreimwände 151 durch die Bacheen nlndnreiL {Pig. 10*).

Im Abschnitt 100b des ISraetaiasehers «aft«n die Flatten durch. mehrere U-ELesBente 132 gelialten, die en den Twnenflachen streier Halteplatten 134 an den jgegenaberlieeenteai Seiteai rtm Abschnitt 100b des fänaetauschere «33,gebraekt sind, «1« es' auf' 'MIg- 10a dargestellt 1st. Me H-SLeetente 132 nabaea die Kit Flanschen versehenen Soden der Platten 112 am? waA. halten sie elefaar fest. Der Sana 133 «riechen den Heißplätten 151 «rad dea aSaatel 123 des Wärmetetiachers In Abschnitt 100b kaxai mit. einer Inerten Jlüeaigieit - «le etna deBoelbem ^eterial, «lie. ee ala 31 verwendet wird - «sfUlt werde*, te «rft· klar »ela, §mS

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dieser Baum und die Breite der Platten 134 in Fig. 10a etwas übertrieben dargestellt sind, denn bej&iner typischen ausgeführten Konstruktion, wc l^-.r Durchmesser einige Meter betragen würde, wäre die Krümmung des Enteis viel geringer, als es hier dargestellt ist. In der Praxis wird der größte Teil der Platten 112 durch U-ELemente 132 gehalten, die direkt an der Innenfläche des ^antels 115 befestigt sind.

Abschnitt 100a des Wärmetauschers ist praktisch ebenso aufgebaut, hat aber eine kleinere Querschnittsfläche als Abschnitt 100b und enthält keine Halteplatten 134. Die U-ELemente 132 und 132* (Pig. 10b) sind an den Innenflächen des Wärmetauschermantels als Unterstützung für die gerippten Platten 112 befestigt.

In diesem oberen Abschnitt 100a befinden sich nur vier solcher Platten, während es im unteren Abschnitt 100b sechs sind. Wie bereits weiter oben ausgeführt, sind die Hippen des oberen Abschnitts durch die kurzen Stäbe 116 mit den ausgerichteten Bippen des unteren Abschnitts so verbunden, daß die zwischen diesen Bippen durch den unteren Abschnitt 100b laufenden Überbrückungsschichten der Benetzungeflüssigkeit auch durch den

oberen Abschnitt 100a weiterströmen. Die Übrigen, durch den " unteren Abschnitt 100b strömenden Überbrückungsachichten sammeln eich in den Bäumen 118 und das öl entweicht durch 108b.

An den gegenüberliegenden Innenflächen des Mantelabschnitts 100b, gegenüber den die Halteplatten 134 tragenden Seiten des Mantels befinden eich mehrere Stäbe 137, von denen jeder mit einer Bippe 114 einer !feldplatte 112 fluchtet. Diese Stäbe tragen im Zusammenwirken mit den Bidrippen die Überbrückungeschichten der Sidrippen.

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BAG QBiQINAL

Auch. Im Mantelabschnitt 100a sind mehrere Stäbe 138 zum Tragen der iiberbrückungsschichten der äfcidrippen in¹diesem Abschnitt angeordnet.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird das kalte Beneteungsöl durch den Einlaß 106 eingelassen, fließt durch die perforierte Wand 120 der umgekehrten Schüssel 119 und dann durch das Drosselventil 126 in Platte 124. Diese Elemente haben die Aufgabe, für einen gleichmassigen und regulierten FIuB des Öle zu sorgen. Die Schlitze in Trennwandplatte 128 und die Buchse 130 leiten dann das Öl so, ™ daß es zwischen die fiippenvorsprünge 114* fließt und überbrückungs-* schichten über die Spalte zwischen diesen Bippenvoreprüngen bildet· Diese Überbrückungsschichten des Öle fließen aufwarte (in diesem Beispiel durch Auftrieb, weil das Benetzungsöl leichter ist als das abwärts strömende, heiße destillierte Wasser, das am oberen Knde des Wärmetauschers eintritt) und bilden dabei die Kanäle für das abwärts strömende, destillierte Wasser, wie oben (insbesondere anhand von Pig. I) beschrieben.

Am oberen Snde des Wärmetauschers enden die Bippen 114 auf den Platten 112 und die Platten umfassen ungerippte, obere Verlängerungen 112', die in etwa der gleichen Höh· enden wie die oberen Flächen zweier gekrümmter Prallbleche 140. Die Benetzungsölüberbrückungssohichten steigen bis zu den oberen Baden der gerippten Platten 112, und dann fließt die Flüssigkeit weiter längs den benetzbaren Verlängerungen 112* (Fig· 10c). Die aus destilliertem Wasser bestehende, nicht-benetzende Flüssigkeit wird am oberen Snde durch die Einlasse 103 aufgegeben und strömt abwärts durch diejenigen Räume (z.B. Baum θ in Fig. 1), die die durch die überbrückungsschichten gebildeten Kanäle darstellen.

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- 21 -SAO ORIGINAL

£in Seil des öle entweicht durch den Mittelauslaß 108b, wie bereits oben angegeben, und der -Hest durch den oberen Auslaß 108a mit einer höheren Temperatur, während das gesamte destillierte Wasser duroh den Auelaß 104 entweicht.

Der Wärmetauscher 102 ist sehr ähnlich aufgebaut wie 100 und wird zum Srhitzen kalten, salzhaltigen Wassers benutzt, das oben durch die Einlasse 150 aufgegeben wird und unten durch den Auslaß 152 entweicht,

Wärmetauscher 102 arbeitet bei einem niedrigeren Druck als m Wärmetauscher 100 (die Gründe dafür sind in der Patentschrift Nr, 17 69 768.6 angegeben, eind aber für das Verständnis dieser Srfindung unwesentlich), und daher wird das durch den Auslaß 108a entweichende öl durch einen Krafterzeuger M geschickt, bevor es in den unteren Binlaß 154a des Wärmetauschers 102 gelangt. Ebenso geht das duroh den Auslaß 108b des Wärmetauschers 100 durch einen anderen Krafterzeuger M¹, bevor es in den Binlaß 154b an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen 102a und 102b des Wärmetauschers 102 gelangt. Sämtliches - Jetzt kalte-Benetzungsöl entweicht durch den Auslaß 156 am oberen Sude von Wärmetauscher 102 und durchläuft dann eine Pumpe p, wo sein Druck vor dem Eintritt in den SLnlaß 106 am unteren Ende des Wärme tauschere 100 erhöht wird·

Die Verbindungsstelle 160 zwischen den beiden Abschnitten des Wärmetausohers 102 ist in Pig. 10b dargestellt, und man sieht, daß sie etwas andere aufgebaut ist, als die des Wärmetauschers 100.

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BAD ORtGINAU

Beim Wärmetauscher 102 steigt das Öl von einea Abschnitt (102a) mit einer Anzahl (z.B. vier) gerippter Platten 112 in den oberen Abschnitt (102b) mit einer größeren Anzahl (e.B. sechs) gerippter Platten. Die Platten in den beiden Absohnitten sind durch Stäbe 162 verbunden, die den Stäben 116 im Wärmetauscher 100 entsprechen. Die Stäbe 162 fluchten mit den vier Platten dee unteren Abschnitts 102a und den mittleren vier Platten des oberen Abschnitts 102b. Biese vier Platten in beiden Abschnitten werden von Einlaß 154a mit Öl beaufschlagt. Die beiden Äidplatten des oberen Abschnitts aber werden vom SLnIaB 154b her mit öl beaufschlagt. Dazu sind zwei gegenüberliegende Boden der Verbindungsstelle 160 mit einem Prallblech 164 mit wellenförmiger Gestalt (fig.10) versehen, d.h. mit einem Prallblech mit mehreren einwärts und auswärts gerichteten Biegungen. Die Inneren Biegungsenden 164* des Prallblechs fluchten mit den Btidplatten 112 und die äußeren Rippen 114 fluchten mit den Bäumen knapp innerhalb dieser Biegungen. Am Wärmetauschermantel sind mehrere Stäbe 166 angebracht, die in den Bäumen zwischen den äußeren Biegungsenden 164" des Prallblechs angeordnet sind, und zwar mit den äußeren Bippen der Platten fluchtend. Bei dieser Anordnung wird das öl so geleitet, daß es vok SLnlaß 154b aus Über den Baum 167 zwischen dem Außenmantel und dem Prallblech 164 zu den Spalten zwisohen den Stäben 166 und den Außenrippen 114 der Außenplatten 112 fließt. Sämtliches öl (d.h. das, das durch die Sinläeee 154a und 154b eintritt) steigt in das Oberteil des Abschnitte 102b, wo die Hippen 114 enden. Und dann setzt das öl seine Aufwärtsbewegung fort, indem es die ungerippten Verlängerungen 112' der Platten benetzt, und entweioht sohließlioh durch den Aualaß 156, wie es beim Wärmetauscher 100 beschrieben worden 1st·

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A? U:: ent/ifigeKftWsa^.^teü Iimenf läclien des -^ntel.yr -*:-! hr.it ta 102a a;..rl i-'iiiir^;."; Stäbe li>8 sagecri ποτ, die den £tabe·:: 1^5 dee Uan~ te "■ _;Lb-;Ciiiiit;t-ä 100a. ent fr: rechen -;nd svissjiLi&n ^ it άτ.. Sndrippen ο:- ■."": erbr ^.: Kun^. sffi ο hi cn ten tragen, and im Abaniui"' t^J~ ICPb sind' T3U-.: rere zweite 3'ti-be 170 ang-roränet, die den 3tac.^r 137 des AS:t'.:,i:äii"tta 100b ex-tspreoUen und z^saiLmeii mit den ii;irippen in ajcseu.. Absüb.uitt; die Überbruckungsechichten trager:. Die Stäbe 1'".-■■/ sind vorzugsweise einstückig mit; den Stäben 16c verbunaen, wcVei die letzteren ein wenig breite* sind, um die Bildung der- üb erbräcltun^B schicht en beeeer zu gewährleisten,

Ei- j.u-i'fte klar sein, daß zwar in beiden Wärmetauschern IOC und 102 die benetzende Flüssigkeit leichter iat als die nichtbenetsende flüssigkeit, was zur Folfee hat, daß die benetzende Plllsaigkeit aufsteigt und daher von unten in den Wärmetauscher eingebracht und von oben abgezogen werden muQj die Vorrichtung könnte aber auch fur benetzende Flüssigkeiten benutzt werden, die schwerer als der nicht-tenet-zende flüssige oder gasförmige Stoff sind, und in diesem Fall würde die benetzende flüssigkeit von oben aufgegeben werden. Auch in einem solchen Falle könnte praktisch derselbe Aufbau benutzt werden, mit der Ausnahme, f daß man den Wärmetauscher umdrehen würde, sodaß diejenigen Blemente, die die benetzende Flüssigkeit so leiten, daß sie die Überbruckungsechichten bilden, oben im Wärmetauscher und nicht unten angeordnet wären.

Das Vorhandensein der Buchsen 130 ist besonders dann wichtig, wenn der Wärmetauscher für einen Zweck verwendet wird, bei dem alS nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff sowohl eine Flüssigkeit als auch ein Gas oder einen Dampf umfaßt

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(wobei beide nicht-benetzenden flüe β igen oder gärffCrmiTgen* Stoffe leichter als die benetzende Flüssigkeit sind)* und bei dem man den Wärmetauscher, wie oben beschrieben, umdreht· Hier würde sich zwischen den flüssigen und gas- oder dampfförmigen Phasen der nicht-benetzenden flüssigen oder gasförmigen Stoffe eine Grenzschicht ausbilden, und wenn die Buchsen 130 nicht vorhanden wären, wurden die von der benetzenden Flüssigkeit gebildeten überbrückungsschichten abreißen, wenn si· diese Grenzfläche passieren. Ordnet man aber die Buchsen 130 so an« daß sie sich durch diese Grenzfläche zwischen den flüssigen und den gas- oder φ dampfförmigen Phasen der nicht-benetzenden flüssigen oder gasförmigen Stoffe hindurch erstrecken, so werden die überbrückunge-8chictLten nicht durch diese Grenzfläche gehen und keine Neigung zum Abreißen haben.

Fig. 11 zeigt eine Anordnung zum Leiten der benetzenden Flüssigkeit zu den Fphrungstellen, wenn Stäbe als Führungeteile verwendet werden. Bei den in Fig. 11 dargestellten Stäben 172 handelt es sich um den kreisrund-gerippten Typ, der in Fig. 4 dargestellt ist, sie könnten aber auch zu einem der anderen, P in den Figuren 5-7 dargestellten Typen gehören.

Zur Bildung der Überbrliokungeschichten zwischen den Stäben 172 umfaßt die Vorrichtung mehrere Buchsen 174 mit rechteckigem Querschnitt, die in den Bäumen zwischen den Stäben und mit den letzteren fluchtend angeordnet sind. Der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff (oder Stoffe) fließt durch die Buchsen 174, während die benetzende Flüssigkeit durch die Außenflächen der Buchsen zu den Bäumen 176 «wischen den Buchsen geleitet wird und auf diese Weise die öberbrüokungeschichten zwischen benachbarten Stäben bildet· Bs dürfte klar sein,

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daß die Buchsen 174 an demjenigen Bade der Vorrichtung angeordnet sind, durch das der benetzende flüssige oder gasförmige Stoff eingebracht wird, d.h. im Falle der in Pig. IO dargestellten Vorrichtung am unteren Side.

Wie bereits oben ausgeführt, könnte die Vorrichtung von Fig. (wie auch die von Fig. 11) auch für Zwecke Anwendung finden, bei denen der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff sowohl eine flüssige Phase als auch eine Gas- oder Dampfphase umfaßt. Bin Beispiel dafür ist eine Blndampfkolonne, wie sie in einem System zum Konzentrieren vin Salzsole oder in einer wasser- — entsaliungsanlage verwendet werden kann, wo der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff Salzwasser und dessen Dampf sind, und die benetzende Flüssigkeit ein Heizstoff ist zum Erhitzen und Verdampfen des salzhaltigen Wassers, das schwerer als das salzhaltige Wasser ist (wie etwa "Aroclor·*). Bin anderes Beispiel ist eine Kondensationskolonne - z.B. in einer Wasserentsalzungsanlage - wo der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff Wasserdampf und das daraus kondensierte "asser sind und die benetzende Flüssigkeit ein Klihlstoff zum Kondensieren des Wasserdampfs ist, das schwerer als dae Wasserkondensat ist ™ (wie etwa "Aroclor")·

in den Anordnungen dieser Erfindung die durch die Überbrückungsschichten gebildeten Kanäle eine gewisse Ähnlichkeit mit den Bohrbündeln der indirekten Wärmetauscher haben, kann man diese Erfindung in den meisten Fällen auch dort anwenden, wo Sohrbündel benutzt werden. Ss iat sogar ins Auge gefaßt, sie in der "Dünnechichtverdampfung" und der "Dünnschichtkondensation¹¹ analogen Prozessen einzusetzen, die zwar an sich bekannte Prozesse sind, aber bisher in Indirektkontakt-Wärmetauschern durchgeführt worden sind. - 26 -

-^*'''Bau fe

Man sieht, daß die Erfindung neben den oben kurz beschriebenen Vorzügen den Bau von Hinrichtungen zur Behandlung flüssiger oder gasförmiger Stoffe in direktem Kontakt ermöglicht, die pro Gewichtseinheit der Führungsteile eine sehr große direkte Kontaktfläche haben. jSb folgt nun ein Beispiel für den Aufbau eines Wärmetauschers gemäß Fig. 1 oder 10, atiLS dem das Gewicht gerippter Stahlbleche pro Quadratmeter Wärmetauscherfläche berechnet werden kann. Die Dicke der Bleche und Sippen soll 0,5 mm betragen, der Abstand zwischen benachbarten Platten (einachließlieh der Dicke der Platten) 7 tbm und der Abstand zwischen den Sippen benachbarter Platten und zwischen den Bippen ein und derselben Platte 5 mm.

In einem Kubikmeter kann man 1000/7 oder 143 Platten von 1 Quadratmeter mit 1000/5 oder 200 Hippen pro Seite und pro Meter Länge unterbringen. Das entspricht 143 x 200 χ 2 oder 57.200 m 0,5 mm dicker und 0,75 mm breiter Kippen. Das Gewicht der Platten beträgt dann 143 x 0,5 x 8 oder 572 kg und das Gewicht der Hippen berechnet sich zu 572000 χ 0,005 χ 0,0075 x 8 oder 172 kg, sodaß das Gesamtgewicht von Platten und Kippen 744 kg beträgt.

Derartige Fürhungselemante bilden etwa (1000/7) χ (1000/5) oder 28.600 Meter Kanäle mit einem Innendurchmesser von etwa 5 vm. und 1 Kubikmeter des Wärmetauschers hat dann eine innere Gesamtoberfläche von 28.600 χ 0,005 χ 3,14 oder 450 Quadratmetern. Demgemäß beträgt das Gewicht der Platten und Bippen pro Quadratmeter Wärmetauscheroberfläche 744/450 oder 1,65 kg. Werden zwei Direktkontakt-Wärmetauacher benötigt (Fig. 10), näalioh einer zum Erhitzen und einer zum Kühlen, ep werden je Quadratmeter

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aaftD

der gesamten (Erhitzunga- und Kühlunga) Wärmetauacheroberflache etwa 3»5 kg Platten und Hippen von 0,5 mir. Dicke benötigt.

i)ie obigen Vorrichtungen aind beschrieben worden unter beaonderer Berücksichtigung der Verwendung ala Wärmetauscher (*.£. für daa Entsalzen von Wasser oder für daa Konzentrieren von Salzsole)} es durfte aber klar sein, daß sie auch f'lr andere Zwecke benutzt werden können, wie etwa für Abaorptionsprozease Flüaaigkeit/Gas, Sxtraktionsprozesae Flüssigkeit/Blüasigkeit und die anderen Prozesse, die eine große !Fläche direkten Kontakts zwischen ^iner Flüssigkeit und einem oder mehreren anderen, flüssigen oder gas- % förmigen Stoffen erfordern. Sin Beispiel für einen AbsorpÜonsprozeß Flüssigkeit/Gas ist die Absorption von Ammoniak durch Wasser wobei die abwärts^ fließende, benetzende Flüssigkeit Wasser ist und der aufwärts strömende, nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff Amminiakgaa- 3in Beispiel für einen Extraktions-r prozeß Flüssigkeit/Flüssigkeit ißt das Raffinieren von Mineralöl, wobsi das rohe Lüneralöl die benetzende Flüssigkeit ist und aufwärts fliegt, und wobei ein Lösungsmittel wie etwa llitrobenzol der nicht-benetzende flüssige oder gasförmige Stoff ist und ab- Λ wärts fließt,

109841/1U8 ΟβΑΟ

Claims

Prof esso r D r.-l η g. ,. ROBERT MELDAU 483 ΘΟΤΕ^ΙΟΗ/νν.,αβη..^.....A«gUflt„J,3.§B _. , , Cari-tertelMMMft-Str. 4 *. -. . _, GUSTAV MELDAU -p » /PHÜ«V Patentanwälte E 394 Prof.Ii/Me Patentanaprtlche

1. Großflächiger Oberflächen-Berührungeauetausoher zwischen einer ersten Flüssigkeit und einem zweiten flüssigen oder gasförmigen Stoff, der eine Kammer mit einem Binlaß und einem Auslaß für die erste Flüssigkeit und einen Binlaß und einen Auslaß für den zweiten Stoff umfaßt und mehrere, senkrechte, waagerecht im Abstand voneinander angeordnete Führungsteile, dadurch gekennzeichnet, daß

a) jeder dieser Führungsteile zwei oder mehrere senkrechte durch die erste Flüssigkeit benetzbare Führungsoberflächen ausbildet, die einer Führungsoberfläche eines benachbarten Führungsteiles zugekehrt sind und In Richtung auf diese Führungsoberfläche derart waagerecht vorspringen, daß der Abstand zwischen den Führungsoberflächen benachbarter ^'eile der Hindestabstand zwischen diesen ^eilen ist.

b) Einrichtungen die erste Flüssigkeit derart von ihrem Einlaß zu diesen Führungsteilen leiten, daß sie senkrecht fließende Überbrüokungssohichten au« der ersten Flüssigkeit bildetderart, daß Jede Schicht zwei * freie Flächen hat und zwei benachbarte Führungsoberflächen zweier Führungsteile überbrückt,

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Bankverbindungen! Deutsche Bank A.-G., GOlersloh/Westf. Konto 3344251 / Pojtsrfiedkonto Dortmund Nr. 21717

c) sowie diese Leiteinrichtungen die Überbrückungsschiehten zwingen, einen '-i-'eil des Wand querschnitts jeweils eines von mehreren, senkrechten Kanälen zu bilden, und

d) die die Überbrückungsschicht zwischen den Führungsoberflächen zweier Führungsteile darstellende Flüssigkeit durch eine Gruppe der Führungsteile von derjenigen Flüssigkeit getrennt ist, die die tfberbriickungsschicht zwischen den Führungsoberflächen jeweils zweier anderer Führungsteile bildet, einschließ-

lieh einer Paarung eines dieser beiden Führungsteile ^ mit einem dritten, und

e) Einrichtungen, die den anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff so leiten, daß er in unmittelbarer Oberflächsnberührung mit den Überbrückungsschichten durch diese Kanäle strömt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile im Abstand voneinander angeordnete senkrechte Platten mit senkrechten Hippen auf einer oder beiden Seiten sind, die die benetzbaren Führungsoberflächen darstellen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Äührungateile im Abstand voneinander angeordnete, Bankrechte Wellplatten mit einander zugekehrten Spitzen der Wellen benaohbartar Platten als benetzbare Führungsoberflächen eind.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten als gleichachsige Zylinder mit verschiedenem Durchmesser sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile senkrechte Stäbe sind, bei denen die einander zugekehrten Oberflächen zweier benachbarter Stäbe die benetzbaren Führungsoberflächen darstellen, die von der ersten Flüssigkeit benetzt werden, die Teile der Stäbe zwischen diesen Ftihrungsoberflächen ,jedoch durch die erste

™ Flüssigkeit benetzt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen runden Querschnitt dieser Stäbe.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Hippen auf den Stäben, als benetzbare Führungsoberflächen,

8. Vorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch einen vieleckigen Querschnitt der Stäbe in solcher Anordnung, daß eine Scke des Vieleckes jedes Stabes der des benachbarten Stabes zugekehrt ist und dieser Zwickel die benetzbare Führungsoberfläohe ausbildet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, daduroh gekennzeichnet, daß der Einlaß und Auslaß für die erste Flüssigkeit gegenüber dem Jäinlaß und dem Auslaß für den anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff an entgegengesetzten Siden der Kammer angeordnet sind, sodaß die erste Flüssigkeit im Gegenstrom zum anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff fließt.

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BAO

10« Vorrichtung nach einem der Ansprache 1 bis 9» gekennzeichnet durch eine Unterteilung der Kammer' in mehrere Ab schnitte von unterschiedlioher waagerechter Querschnitteflache, die von den Fuhrungateilen eingenommen wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gek<?nn zeichnet durch Leiteinrichtungen für die erste Flüssigkeit mit einer Trennwand am iSinlaßende, die einen Behälter für die erste Flüssigkeit abgrenzt, und diese Trennwand mit mehreren Schlitzen versehen ist, von denen jeder mit

einer fieihe der Führungsteile fluchtet, um die Flüssigkeit ™ auf deren Führungsoberflächen zu leiten.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtungen für die erste Flüssigkeit mehrere Buchsen umfassen, von denen jede mit einer -Reihe der Führungs teile fluchtet, um die Flüssigkeit auf deren Oberflächen zu leiten.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, d alt die Kammer teilweise als Schüssel ausge- J bildet ist, die einendig eine Seitenwand und eine Lochwand hat, deren anderes Bnde dagegen offen ist, ferner das schuss eiförmige Teil in der -kammer zwischen dem Sinlaßende für die erste Flüssigkeit und den Einrichtungen zum Leiten der ersten Flüssigkeit zu den Führungsteilen angeordnet ist, und die gelochte &idwand den letztgenannten Sinrichtungen zugekehrt ist.

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14. Verfahren zum betrieb eines großflächigen Berührungsaustauschers zwischen einer ersten Flüssigkeit und einem anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff nach den Ansprüchen 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die erste Flüssigkeit in eine Kammer mit mehreren senkrechten, waagerecht im Abstand voneinander angeordneten Führungsteilen eingebracht wird, von denen Jedes zwei oder mehrere senkrechte, durch die erste Flüssigkeit benetzbare Führungsoberflächen hat, jede Fläche einer Führungsoberfläche eines benachbarten Fä-hrungsteileB zugekehrt, aber im Abstand von dieser angeordnet ist}

b) die erste Flüssigkeit so geleitet wird, daß sie senkrecht fließende überbrückungsschichten bildet, von denen jede zwei freie Flächen hat und zwei benachbarte FührungsOberflächen zweier Führungeteile überbrückt 1

c) dabei die Überbrüekungsschichten einen Teil des Wandquerschnitts von jeweils einem von mehreren, sich senkrecht erstreckender Kanäle bilden, und

d) die die überbrückungsschicht zwischen den Führungsoberflächen zweier Führungsteile bildende Flüssigkeit durch eine Gruppe de* Führungsteile von derjenigen Flüssigkeit getrennt wird, die die Überbrüokungsschicht zwischen den Führungsoberflächen Bweier anderer Führungsteile einschließlich einer Paarung eines der beiden Führungsteile mit einem dritten, bildet, und

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OAS

e) der andere flüssige oder gasförmige Stoff so geleitet wird, daß er im Berührungsaustausch mit den Überbrückungsschichten durch die Kanäle fließt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der andere Stoff eine Flüssigkeit ist, die gegenüber den Führungsteilen schlechtere BenetzungseigenschaCten hat als die erste Flüssigkeit.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der andere Stoff ein Gas oder ein Dampf ist oder ein Gras und/oder einen Dampf enthält.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 14 bis 16, bei dem die erste Flüssigkeit ein Heiz- oder Kühlmittel ist lind bei dem der andere flüssige oder gasförmige Stoff ein durch ihn zu erhitzendes oder zu kühlendes MLttel ist, das mit ihm praktisch nicht mischbar und ihm gegenüber inert ist,

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 14 oder 16, bei dem die erste Flüssigkeit ein Absorptionsmittel ist und der andere flüssige oder gasförmige Stoff ein Gea, das von ihm in einem Abeorptionsprozeß des Typs Flüssigkeit/Gas absorptiert wird.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 14 oder 16, bei dem der andere flüssige oder gasförmige Stoff eine Flüssigkeit ist, die in einem Bxtraktionsprozeß des Typs Flüssigkeit/ Flüssigkeit die erste Flüssigkeit behandelt oder duroh die erste Flüssigkeit behandelt wird.

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BAD ORtGiNAL

20. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1, 14 bis 19 , dadurch

gekennzeichnet, daß in die Vorrichtung ein zusätzlicher,

und flüssiger oder gasförmiger Stoff eingebracht/in direktem Austausch mit der ersten Flüssigkeit angewendet wird, sowie dieser zusätzliche flüssige oder gasförmige Stoff derjenigen Fläche der ^berbrückungsschichten zugeleitet wird, die derjenigen entgegengeyetzt ist, die sich im Ob-:rflächenaustausch mit dem anderen flüssigen oder gasförmigen Stoff befindet.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der zusätzliche flüssige oder gasförmige Stoff so geleitet wird, daß er durch andere Kanäle als der andere flüssige oder gasförmige Stoff fließt.

22. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 20, bei dem die Kanäle im Abstand voneinander angeordnet sind, und der zusätzliche flüssige oder gasförmige Stoff so geleitet wird, daß er durch die Bäume zwischen diesen Kanälen fließt.

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