DE2004328A1 - Glockenbodenkonstruktion fur einen Gas Flüssigkeit Kontaktierturm - Google Patents

Description

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha. _n 2,0 0.43 2

3 0. Jan, \ii\i

Tokio, Japan , : - ■ '.■■--·

Glockenbodenkonstruktion für einen Gas-Fluss ig- ■ , 'J .__ J keat-K on taktier turm,'.. ,. ■:"-

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte trogstufen- bzw. glockenbodenähnliche Konstruktion eines Gas— Flüssigkeit-Kontaktierturms, der für spezielle Aufgaben, wie Rektifikation bzw. Umdestillation, Absorption oder Abziehen eingesetzt und in der Ölraffinierie und auf anderen Ghemiegebieten verbreitet verwendet wird«""

Auf diesem Fa3hgebiet sind bereits zahlreiche Arten von Glockenbcrlen bekannt, beispielsweise Bellcap-, Uniflax-, Ballast-, Sheep-, Schwimiiierventil« und Tunnelkappen- bzw_c Tunnel cap-Bo'den«

Diese Boden müssen vorzugsweise folgende Eigenschaften besitzen: 1« Sie müssen·eine wirksame Kontaktierung zwischen dem Gas und der Flüssigkeit ermöglichen» 2, Der Druckverlust innerhalb des Turms muß niedrig sein-. "5." Der Raum zwischen den einzelnen Böden sollte möglichst klein sein. 4. Die Boden sollten bei Laständerungen flexibel sein. ,5»- Die Boden sollten die Gas-Flüssigkeit- ^Kontaktierung großer Mengen in einem Turm kleinen Volumens ermöglichen und 6„. sollte ihr Hersteilung,und.-Wartung einfach sein. ' "."'.■-'.' : ' ■

Beim Kontaktier.en von Gas mit Flüssigkeit auf. Trogcb'den mittels Durchs tr ömang. von Gasblasen 'durch Flüssigkeitsschichten kann die Kontaktierung durch eine· größere

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Tiefe der Flüssigkeit in den Trögen begünstigt v/erden; dies führt jedoch zu erhöhtem Druckverlust im Turm unl zu erhöhten Kosten infolge der Notwendigkeit für die Errichtung eines höheren i'urms,

Außerdem wirft die erhöhte 3odüntei;iperatur des Turms besondere Schwierigkeiten bei der Destillation von Stoffen, die bei Wärme instabil sind, sowie bei der Rektifikation auf, bei der eine gröxjere Anzahl von Böden erforderlich ist.

Je kleiner der Zwischenraum zwischen den Böden ist, desto niedriger kann die Bauhöhe des Turms sein. Im !Pail von übermäßig eng übereinanderliegenden Böden kann jedoch die Sprühflüssigkeit vom hochsteigenden Gas eingeschlossen werden, was einen schlechteren Wirkungsgrad des Kontaktierturms zur Folge hat. Der Wirkungsgrad läßt sich durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit de3 hochsteigenden Gases verbessern, doch ist dies von einem größeren Druckabfall begleitet und wird hierbei eine noch größere Menge der Sprühflüssigkeit vom hochsteigenden las eingeschlossen= Diese Faktoren bestimmen daher weitgehend die Anzahl von Böden bzw. Glockenboden sov/ie die Abstände zwischen ihnen.

Eine Laständerung im Turm ruft eine nachteilige Erscheinung folgender Art hervor: Wenn die Behandlungsiiienge schnell erhöht wird, strömt die Flüssigkeit von einem Boden zur oberen Bedenstufe zurück; wenn dag«, in die Behaxidlungnniönge schnell abnimmt, verveüfc die Flüssigkeit nicht auf dem 3oien, so da'.i das höchste"!..,ende 'ras ungenutzt hindurchströmt.

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Bei einem 3oden ohne sogenannte Fallrohre ist die gasarate Flüssigkeit auf den Böden bestrebt, auf· ein_.mäl horu.b:;ufließen -Mid nicht einwandfrei,· auf den Böden au

v-u^v./cilen,- - ■...■.'■ . - . _■ " . - —-

AufP¹EbQ;;der..ilrfinduzig ist in erster. Linie die Schaffung einer verbesserten, glockenbodenähnlichen Konstruktion eines ias--Flü3:3ig)i:eit-Kontaktierturms aur Gewährleistung eines höheren Wirkungsgrads und insbesondere einer sol-Gjien ^odenlconstruiction, die ^TeIlUn₁ ^-en und an den ätfal— lanärin Planken Ίογ V/eliunjen vorgesehene feinmaschige
filnUilJonde Iliftol aufv/eistc . ". ·. "-..""'

gsge;!:?;? tropft die Flüssiskeit vom oberen: Boden auf den Üchnitul bzv. auf Jis Frone j oder '/ellung herab ■ jii.l fliegt dann in Porm eines gleichmäßi'jen Films längs der Oberfläche ter f-iinma^hi^en fiimbildsiiden Hiti-ol ζλχν οolii.ο ier 7ei ι .mg a.-id von da v,^reiter sum zweiten Scheitel— punkt Λ^r ^evrellten Einrichtung,. Das Sas strömt im Turm auiVärts, 'vobei es in i/iiii^en Kontakt mit der flüssigkeit _;cl->:: -ΐ, wenn as durch Ais feinmaschigen filmbildenden Mittel ^edes Jo-Jens strömt.

Sin als "3heep-3oden" bekannter-Soden ähnelt zwar der er f. inilune a ,;βηι;ΐ.; en Boderticonstruktion^ besitzt jedoch
aadere 3ijenBc-;aften. Sin solcher "Sheep-Boden" basteht •iua äi:ier,"..5-Q jiier/^ode.1, mit einer Tielsahl. kleiner Öffnung K¹Qn₁ wocei die Flüssigkeit praktisch* in dicker Schicht allmhiioh in v/aagorao'-tter Richtung sum Pallrohr JierabfiIe.?-"!;■. Hos iuroh die Via-sahl von kleinen Öffnungen in Aufwärtsriphtur^· ötrö'msnde 3-as durcaströnt die flüssigkeit s schicht \mter ICoiitaktier-tng .derselben in. Torrn von klsinen: S

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Im Gegensatz zu dieser bekannten Vorrichtung schafft lie Erfindung eine Vorrichtung, bsi welcher das Gas ein mit einem Flüssigkc-itsfilm überzogenes feinmaschiges Sieb durchströmt, während die Flüssigkeit in Form eines dünnen : Films an der abfallenden Planke der gewellten Einrichtung über die Oberfläche der Siebeinrichtung fließt. Die Kontaktierung des Gases mit der Flüssigkeit erfolgt hierbei besonders wirkungsvoll.

Der Widerstand beim Durchdringen eines dünnen Flüssigkeit3-film3 ist wesentlich geringer o.ls beim Durchstö'inen von V Gasblasen durch eine Flüssigkeitsschioht«, Der Druckabfall innerhalb des Turm:? kann daher im Vergleich zu einer herkömmlichen Vorrichtung auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Die Gas-Flüssigkeit-Kontaktfläche wird beim Durchströmen des Flüssigkeitsfilms unerwarteterweise größer, so daß der Kontaktierungs-Wirkungsgrad geradezu auffällig hoch ist. Die erfindungsgemäf3e Bodenkonstruktion braucht an Laständerungen nur durch Änderung der Dicke des Flüseigkeitsfilms angepasst zu werden, wodurch der Kontaktierungs-V/irkungsgrad kaum beeinflußt wird. 3ei der erfindungsgemäßen Vorrichtung treten keine ungünstigen Erscheinungen, wie Flüssigkeit-Gegenstrom auf, v/ie dies ^ bei den herkömmlichen Böden bei Erhöhung des Aufwärts-™ .Grasstroms der Fall ist. Selbst wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung auf eine Anlage ohne Fallrohre angewandt wird, strömt die Flüssigkeit kontinuierlich in Form eines dünnen Films abwärts und fließt nicht auf einmal herab, so daß auf dem Boden keine Flüssigkeit zurückbleiben würde·

Im folgenden ist die Erfindung in bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen nähor erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine spezielle Aus.fuhrungs form einer Vorrichtung mit den Merk-.... malen der Erfindung, ....'. ' .

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch eine abgewandelte Ausfuhrungsform der Erfindung, .

Pig. 3 einen Schnitt durch eine GIockenbodenkonstruktion in Anwendung auf einen Gas-Flüssigkeit-Kontaktierturm mit Fallrohren und

Fig„ 4 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie A-A in Fig_e 3»

Gemäß Fig. 1 weist jede Wellung eines gewellten Bodens jeder Bodenstufe jeweils einen Scheitel bzw_e eine Krone mit einer Fangrinne 4 und ein sich daran anschließendes schräges Maschen-Sieb bzw» -Gitter 2 auf, wobei beide Teüß durch·Schraubbolzen 6 miteinander verbunden sind₀ Das Gitter 2 besteht aus einem Drahtsieb oder einem Kunstharzsieb 7, das auf einen entsprechend geformten Rahmen aufgespannt ist« Der Bodenabsehnitt jeder Wellung besteht aus einer Abflußrinne 3, die mittels Schraubbolzen 8 mit einem benachbarten Gitter verbunden ist. An der Unterfläche der Abflußrinne 3 ist eine zweckmäßige Anzahl von Öffnungen 5 vorgesehen, welche die Flüssigkeit in Abwärtsrichtung durchströmen lassen. Obgleich in den Zeichnungen Schraubbolaen zur Verbindung der Bauteile dargestellt sind, können selbstverständlich auch andere Befestigungselemente verwendet v/erden. _^

Boi der-dargestellten Ausführungsf-orm sand die Bonden jeder. Stufe derart reihenweise untereinander angeordnet, daß sich die Krone des unteren Bodens unmittelbar unter der

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darüberliegenden Abflußrinne 3 befindet. Bei dieser Ausführungsform sind keine Fallrohre vorgesehen und wird die Flüssigkeit von außerhalb des Rieselturma unmittelbar zur Fangrinne 4 an der Krone der obersten Bodenstufe zugeführt, wobei die Flüssigkeit an der Krone überfließt und in Form eines gleichmäßig dünnen Films längs der Oberfläche jedes'Maschen-Gitters 2 herabströmt, um die Abflußrinne 3 zu füllen. Während die Flüssigkeit in Filmform herabfließt, strömt das die Flüssigkeit kontaktierende Gas von innerhalb des Siebs 7 des Gitters 2 aus und kontaktiert die Flüssigkeit, wobei es den Flüssigkeitsfilm durchdringt. Die in die Abflußrinne 3 eintretende Flüssigkeit tritt aus den Öffnungen 5 an der Unterfläche aus und fließt auf die Krone der nächstunteren Bodenstufe„ Eine derart aus aufeinanderfolgenden Böden bestehende Vorrichtung eignet sich wirkungsvoll beispielsweise für die Rektifikation bzw. Umdestillation von Flüssigkeit oder die Abso"ption von Gas.

Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig» 1 geringfügig abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher jedes Maschen-Gitter 12 demjenigen von Fig. 1 entspricht, während die Krone 11 keine Fangrinne aufweist. Die Öffnungen 15 zum Abfließenlassen der Flüssigkeit befinden sich am, Boden zu beiden Seiten der Abflußrinne 13, während sie bei der Abflußrinne 3 gemäß Fig. 1 auf der Mittellinie des Bodens liegen. Wie aus Fig, 2 hervorgeht, sind die Böden so angeordnet, daß die Kronen der unteren Bodenstufe gleichzeitig den Mittelbereich des Zwischenraums zwischen einander benachbarten Abflußrinnen verschließen. Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verweilt die an der Oberfläche des Maschen-Gitters herabfließende und vom Gas durchströmte Flüssigkeit in den Abflußrinnen

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und tritt dann diagonal über die am Boden zu "beiden Seiten der-Abflußrinne vorgesehenen Öffnungen 15 auf", die abfallenden .Flaxen ier Krone 11 der darunter gelegenen Bödenstufe aus» um in Form eine3 gleichmäßig dünnen Films 'Herab zufließen-und. den vorstehend beschriebenen Vorgang zu wie.äarholen.. . ' . ' -'.'-.

Me Fig* 3 und 4- zeigen schematisch die -Anwendung, der srfindungsgemäßen glockenbodenähnlichen Bodenkonstruktion bei einem Rieselturm mit Fallrohren. Bei dem in Pig. 4 im Schnitt veranschaulichten Boden strömt die durch ein herkömmlicheG Fallrohr 39 zugeführte Flüssigkeit in eine an der -Bodenoborseite vorgesehene Fangrinne 31» aus weleher sie über zu beiden Seiten an deren Unterseite vorgesehene Öffnungen 34- austritt, um in Form eines' gleichmäßig dünnen Films an ier Oberfläche des Maschen-Gitters 32.herabzufließen und von einer Abflußrinne 33 aufgefangen zu werden, von vo aus die Flüssigkeit über ein Endstück 35 zum^ FaIIrohr der nächstunteren Bodenstufe abgeführt wird, /

Aus der vorangehenden genauen Beschreibung ist mithin er~ sichtlich, daß die erfindungsgemäße Bodenkonstruktipn nicht nur einen hohsn Kohtaktierungs-V/irkungsgrad infolge des Burchströmens eines dünnen Flüssigkeitsfilms besitzt, sondern auch eine ausreichende Masehen-Grittsrflache bietet und eine Tericleinerung des Abstands zwisöhen den Boden- ■ stufen ermöglicht, und zwar speziell bei einer Vorrichtung ohne Fallrohre der Art gemäß Fig., 1 und 2, so d'aß die G-as-Flüssigkeit—Iiontaktierung weitgehend in einem Turm geringerer Bauhohe und kleineren Volumens durchgeführt werden kann» Sa außer -lern der Gesamt aufbau der Bodenkönstruktion "einfach, ist, sind auch Herstellung, Zusammenbau und Instaiidsetsung jedes Teils aehr einfach«

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Die erfindungsgemäße Bodenkonstruktion für Gas-Flüssigkcit-Kontaktiertürme kann nicht nur für das Rektifizieren bzw. Umdestillieren, Absorbieren oder Abziehen, sondern auch für andere Arbeiten eingesetzt werden," beispielsweise für das Reinigen von Gasen, für das Reinigen von Woiinrauinluft (Home pipe) sowie für die Befeuchtung und Entfeuchtungο

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Claims (1)

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