DE1904144B2 - Vorrichtung zum inkontaktbringen von gasen mit fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inkontaktbringen von Gasen mit Flüssigkeiten, die eine Mehrzahl dünner, perforierter metallischer Wände aufweist, die in geringen Abständen parallel zueinander längs einer vertikalen Achse angeordnet und durch dazwischen eingesetzte Gas-Flüssigkeits-Kontaktelemente voneinander getrennt sind, und bei welcher jedes dieser Kontaktelemente mit den benachbarten metallischen Wänden fest verbunden ist, wobei die Gas-Flüssigkeits-Kontaktelemente abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen als flache Teilstücke geneigt angeordnet sind.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Rektifizieren von Gasen oder zum Waschen von Gasen oder Gasgemischen bekannt, die im wesentlichen aus wellenförmig in vertikaler Richtung verlaufenden Lenkblechen und dazwischen angeordneten vertikalen Sieben oder gleichwertigen perforierten Konstruktionsteilen besteht (deutsche Patentschrift 846 092).

Bei einer solchen Vorrichtung strömt das Gas innerhalb von je zwei benachbarten Lenkblechen gebildeten Kammern wellenförmig nach oben, während sich die Flüssigkeit innerhalb der Kammern im wesentlichen gradlinig entlang der Siebe von oben nach unten bewegt. Diese bekannte Vorrichtung besitzt jedoch einen nur mäßigen Austauschwirkungsgrad, was in ganz besonderem Maße dann zutrifft, wenn beim Einströmen in die durch die vertikalen Lenkbleche voneinander getrennten zueinander parallelen Kammern eine ungleiche Gas- oder Flüssigkeitsverteilung vorliegt. Da in der Praxis jedoch eine vollkommen gleiche Gas- oder Flüssigkeitsverteilung kaum möglich ist, muß die bekannte Vorrichtung zum Inkontaktbringen von Gas und Flüssigkeit als unbefriedigend bezeichnet werden.

Ferner ist eine Vorrichtung zum Inkontaktbringen Hin Gas mit einer Flüssigkeit als Baueinheit bekannt, •eiche eine Mehrzahl dünner, vertikaler metallischer Wände aufweist, die in geringen Abständen parallel ■jcinandcr angeordnet und durch dazwischen ein- £ setzte Gas-Flüssigkeils-Kontaktclcmenle voneinanr gelrennt sind, und bei welcher jedes dieser Kon-Üktelemente mit den benachbarten metallischen Wänden fest verbunden, vorzugsweise verlötet oder hartgelötet ist. wobei die (ias-FKissigkeits-Kontaktelemente abwechselnd in eniticuenueset/ten Richtungen als flache Teilstücke geneigt angeordnet sind und die flachen Teilstücke mit einer Mehrzahl kleiner Löcher versehen sind. Die Baueinheiten werden zur Bildung von Blöcken horizontal zusammengesetzt und die Blöcke zur Herstellung einer Einheit gewünschter Kapazität aufeinandergestapelt (deutsche Auslegeschrift 1 281 398).

Bei dieser bekannten Vorrichtung, bei der die vertikalen Wände als Vollwände ausgeführt sind, ist

ίο ebenfalls eine gleichmäßige Gas- und Flüssigkeitsverteilung über den gesamten Kolonnenquerschnitt nur schwer erreichbar, da bei Abweichungen von der Gleichverteilung ein selbsttätiger Ausgleich über die gesamte Kolonne nicht eintritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Inkontaktbringen von Gasen mit Flüssigkeiten zu entwickeln, bei welcher eine selbsttätige Gleichverteilung von Gas und Flüssigkeit über die gesamte Kolonne eintritt und

die dadurch eine verbesserte Austauschwirkung besitzt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die flachen Teilstücke mit einer Mehrzahl kleiner Löcher versehen sind.

Dadurch, daß die Gas-Flüssigkeits-Kontaktelemente, die z. B. aus dünnen metallischen Platten hergestellt sein können, erfindungsgemäß mit kleinen Löchern versehen und die Seitenwände perforiert sind, findet eine gleichmäßige Durchmischung der Kontaktmedien, also der am Stoffaustausch beteiligten Gase und Flüssigkeiten, innerhalb des gesamten zur Verfügung stehenden Stoffaustauschvolumens statt. Alle Bereiche der Stoffaustauschvorrichtung werden auf Grund der vergrößerten Strömungswege der Kontaktmedien gleichmäßig von Flüssigkeit und Gas durchzogen, ohne daß sich bevorzugte Bereiche speziell für die Flüssigkeitsströmung oder für die Gasströmung ergeben. Dies ergibt den großen Vorteil, daß die erfindungsgemäßen Stoffaustauschvorrichtungen bei gleichem Wirkungsgrad hinsichtlich ihrer Dimensionierung wesentlich kleiner und kompakter ausgelegt werden können, als die bekannten. Darüber hinaus regelt sich die Gas- und Flüssigkeitsverteilung innerhalb der von benachbarten vertikalen Wänden begrenzten Kammern von selbst, so daß eine ungleiche Verteilung von Gas und/oder Flüssigkeit auf die einzelnen, von je zwei gegenüberliegenden vertikalen Wänden gebildete Kammern den Gesamtwirkungsgrad der Austauschvorrichtung nicht zu beeinflussen vermag.

Somit wird insgesamt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ein hoher Austauschwirkungsgrad erreicht, so daß sich deren Anwendung vorteilhaft bei Wasch- und Rektifikationsprozessen u. dgl. eignet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Erläuterung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform der crfindungssiemäßcn Vorrichtung. Es zeigt

Fig. 1 eine räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei ein Teilstück zum Freilegen der Innenstruktur weggeschnitten ist. und F i g. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch

einen Teil der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besieht aus einer Anzahl dünner, vertikaler metallischer Wände 3 und einer Anzahl von Gas-Flüssigkeits-Kontaktelementen 4. Die Wände 3. weiche über ihre nesamtc

Fläche kleine Löcher 3 a aufweisen, haben im allge- elements 4 gegensinnig geneigt sind, strömt die Flüs-

meinen Rechteckform mit vorbestimmten Abmessun- sigkeit auf einem zickzackförmigen Weg durch die

gen zur Anpassung der Kapazität der herzustellenden kleinen Löcher 6 nach unten und komm mit dem

Vorrichtung und sind mit geringer. Zwischenabstän- ebenfalls durch die Löcher 6 nach oben stromenden

den parallel zueinander angeordnet, während die 5 Gas in Berührung, in einem Bereich, wo die Hefe

Gas-Flüssigkeits-Kontaktelemente 4 aus dünnen, me- der angesammelten Flüssigkeit relativ gering ist. D;c

tallisch-jn Platten hergestellt sind, welche dieselbe Gasströmung ist durch die unterbrochen gezeichneten

Breite wie die Wände 3 haben, jedoch zickzackförmig Pfeile in Fig. 2 angedeutet. Dies wiederholt sich

in eine Anzahl einander abwechselnder Kanäle ge- jedesmal, wenn das Gas durch die kleinen Locher 6

formt sind. Die Kanäle besitzen scharfkantige Biege- io in jedem flachen Teilstück 5 des Gas-Hussigkeits-

stellen und sind im Querschnitt trapezförmig, wo- Kontaktelements 4 in den darunter liegenden Kanal

durch flache, leicht geneigte Teilstücke 5 und flache strömt, so daß dadurch eine Vielstufenvvirkung er-

Kopfteilstücke 7 entstehen, wie dies in F i g. 2 gezeigt zielt wird.

ist. Eine Anzahl kleiner Löcher 6 ist an den flachen Durch die kleinen Löcher 3 α in den vertikalen Teilstücken 5 der Kontaktelemente vorgesehen. Die 15 Wänden 3 wird eine zusätzliche Querdurchmischung Kopfteilstücke 7 der Kontaktelemente 4 sind mit den in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das heiUr dünnen vertikalen Wänden 3 hart verlötet. Zum eine Durchmischung senkrecht zur Hauptdurch-Hartvcrlöten der Wände 3 mit den Kontaktelemen- Strömungsrichtung der erfindungsgemaßen Vorrichten 4 werden deren Oberflächen mit LötfluGniiUd tung, ermöglicht.

bedeckt und die zusammengefügten Wände und Kon- 20 Einerseits können dadurch ungleiche Gas- oder taktelemente in ein Hochtemperaturbad, beispiels- FlüEsigkeitsverteilungen auf die einzelnen Kammern weise ein Salzbad, eingetaucht, wodurch durch zwischen den vertikalen Wänden ausgeglichen wer-Schmelzen der Lötlegierung ein starr verbundener den. Darüber hinaus findet infolge der kleinen Block entsteht. Löcher 3 ο immer ein gewisser seitlicher Gas- und Auf Grund der leichten Neigung der flachen Teil- a₅ Flüssigkeitsaustausch zwischen den benachbarten stücke der Gas-Flüssigkeits-Kontaktelemenle 4 be- Kammern statt. Dies ist ebenfalls in Fig. 2 durch wegt sich die Flüssigkeit an diesen entlang nach Pfeile angedeutet. Durch diesen standigen seitlichen unten, wie dies durch die mit vollen Linien gezeich- StofTaustausch werden bei gleichbleibender Bauneten Pfeile in F i g. 2 dargestellt ist, und sammelt größe der erfindungsgemaßen Vorrichtung die sich an den Ecken, die durch die vertikalen metalli- 30 Summe der beim Durchgang von Gas und Flussigschen Wände 3 und die flachen Teilstücke an den keit durch diese zurückgelegten Strömungswege verVerbindungsstellen gebildet werden, so daß eine be- größen und somit die Verteilung der beiden Phasen stimmte Tiefe der Flüssigkeit aufrechterhalten wird. und damit die Austauschvorgänge verbessert.
Wenn die sich ansammelnde Flüssigkeit eine be- Die erfindungsgemäße Vorrichtung laßt sich sehr stimmte Tiefe überschreitet, strömt die Flüssigkeit 35 einfach in großen Stückzahlen fertigen und ist desnach unten durch die kleinen Löcher 6 in den flachen halb außerordentlich wirtschaftlich. Die Herstellung Teilstücken 5 ab. Da die untereinander liegenden einer Kolonne einer bestimmten Kapazität erfolgt flachen Teilstücke 5 jedes Gas-Flüssigkeits-Kontakt- sehr rasch und mit geringen Kosten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Inkontaktbringen von Gasen mit Flüssigkeiten, die eine Mehrzahl dünner, perforierter metallischer Wände aufweist, die in geringen Abständen parallel zueinander längs einer vertikalen Achse angeordnet und durch dazwischen eingesetzte Gas-Flüssigkeits-Kontaktelemente voneinander getrennt sind, und bei welcher jedes dieser Kontaktelemente mit den benachbarten metallischen Wänden fest verbunden ist, wobei die Gas-Flüssigkeits-Kontaktelemente abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen als flache Teilstücke geneigt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Teilstücke (5) mit iiner Mehrzahl kleiner Löcher (6) versehen sind.