DE2063937C3 - Siebboden für Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Siebböden für Stoffaustauschkolonnen, bei denen zur Herbeiführung eines Wärmeaustausches mit der auf dem Boden befindlichen Flüssigkeit über dem Boden Wärmeaustauscherrohre angeordnet sind.

Bei Siebboden der vorgenannten Gattung ist es bekannt, durch die Wärmeaustauscherrohre ein kühlendes oder aufheizendes Medium, vorzugsweise eine Flüssigkeit, zu transportieren. Die Wärmeaustauscherrohre tauchen dabei ganz oder teilweise in die auf dem Siebboden befindliche flüssige Phase ein. Die durch den Siebboden eintretende gasförmige Phase bewirkt, daß die auf dem Siebboden befindliche Flüssigkeit die Wärmeaustauscherrohre anströmt, um auf diese Weise eine Verbesserung des Wärmeaustausches zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Siebboden zu schaffen, der unter Beibehaltung eines wirkungsvollen Wärmeaustausches einen geringeren Druckabfall der Gasphase zu erzielen gestattet, als dies bei den bekannten Siebboden der Fall ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Boden im Bereich der senkrechten Projektion der Wärmeaustauscherrohre auf den Boden keine Bodenöffnungen oder in bezug auf den übrigen Bodenbereich eine geringere Anzahl von Bodenöffnungen aufweist.

Falls die Löcher des Siebbodens in Reihen angeordnet sind, sollte vorteilhafterweise die zwischen den beiden ersten innersten Lochreihen unterhalb der Rohre befindliche Bodenfläche mindestens 50% und höchstens 120% der auf den Boden senkrecht projizierten Rohrfläche betragen. Vorzugsweise sollte in diesem Falle der Flächenanteil zwischen 70 und 90% liegen.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung gegenüber den bekannten Siebbodenkolonnen besteht darin, daß der Druckabfall der gasförmigen Phase über jedem Siebboden wesentlich geringer ist als bei den bekannten Konstruktionen, ohne jedoch eine Reduzierung der Kühl- oder Heizwirkung in Kauf nehmen zu müssen. Durch den geringeren Druckabfall auf den einzelnen Siebboden wird bei der Bereitstellung der Gasphase eine geringere Energiemenge benötigt, so daß die für die Betreibung einer derartigen Siebbodenkolonne erforderlichen Betriebskosten wesentlich gesenkt werden können.

Man war bisher der Ansicht, daß die Anbringung von Löchern unterhalb der Wärmeaustauscherrohre sehr wichtig sei, um dadurch eine besonders wirkungsvolle Anspülung der Flüssigkeit an die Wärmeaustauscherrohre mit Hilfe der Gasphase zu erreichen und so zu optimalen Verhältnissen für den Wärmeaustausch m kommen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim erfindungsgemäßen Siebboden der Wärmeaustausch mindestens ebenso gut ist wie bei den bisher bekannten Konstruktionen.

Die Figuren dienen der näheren Erläuterung der Exfindung. Es zeigt

F i g. I eine Draufsicht auf einen Siebboden, F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Siebboden-To kolonne gemäß der Schnittlinie II-1I in Fig. 1, wobei jedoch zwecks Vereinfachung der Darstellung nur einer von mehreren, übereinander angeordneten Siebboden dargestellt ist. Dabei sind die Wärmeaustauscherrohre zwecks weiterer Verdeutlichung des Erfindungsgedankens gegenüber der Darstellung in F i g. 1 vergrößert dargestellt.

Der Kolonnenmantel ist mit der Bezugszahl 1 und der Siebboden mit der Bezugszahl 2 versehen. Die Art der Befestigung des Siebbodens 2 an dem Kolonnenmante! 1 ist zwecks Vereinfachung der Zeichnungen nicht dargestellt Aus den gleichen Gründen sind Abstützungen, die ein Durchbiegen des Siebbodens 2 verhindern sollen, ebenfalls fortgelassen.

Der Siebboden 2, der als Querstromboden ausgebildet ist weist ein Zufiußwehr 3 und ein Abflußwehr 4 auf. Die auf dem Siebboden 2 befindliche Flüssigkeit 5 gelangt durch das Zulaufrohr 6 des darüber befindlichen Siebbodens kommend in die durch das Zufiußwehr 3 gebildete Sammelrinne 7 und von dort auf den eigentlichen Siebboden 2, der mit Löchern 8 versehen ist. Nach Passieren des Abflußwehres 4 fließt die Flüssigkeit durch das Abflußrohr 6' in die Sammelrinne des darunter angeordneten Siebbodens. Das Zuflußwehr 3 ist etwas höher als das Abflußwehr 4, um ein Fiüssigkeitsgefälle zu erzielen. Die Gasphase tritt durch die Löcher 8 hindurch. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, ohne ein Abflußwehr zu arbeiten und auf einen rohrförmigen Abfluß zu verzichten, so daß die Flüssigkeit an dem vertikalen Abflußblech hinunterlaufend auf den nächstunteren Boden gelangt.

Die oberhalb des Siebbodens 2 angeordneten Wärmeaustauscherrohre sind mit 9 bezeichnet. Sie verlaufen im wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung der Wehre 3 und 4 und sind in den Zeichnungen mit Hilfe der Verbindungsrohre 10 (Fig. 1) zu in jeweils gleicher Richtung durchströmten Vierergruppen zusammengefaßt.

Zwecks Vereinfachung der Zeichnungen und Wahrung der Übersichtlichkeit sind in oer F i g. 1 nur im unmittelbaren Bereich des Zuflußwehres 3 Löcher 8 dargestellt. Wie sich aus der Darstellung in F i g. 2 ergibt, sind hier innerhalb der Projektion der Wärmeaustauscherrohre 9 keine Löcher 8 vorhanden.

Der Abstand der Siebbodenlöcher, die innerhalb einer Reihe angeordnet sind, liegt in bekannter Weise zwischen 3 und 8 mm, vorzugsweise zwischen 4 und 6 mm. Der Abstand zwischen zwei Lochreihen — die Löcher sind dabei vorzugsweise gegeneinander versetzt — beträgt etwa das Doppelte des Abstandes zwisehen den Löchern einer Reihe. Die Geschwindigkeit der Gasphase beträgt beim Eintritt durch den Siebboden zwischen 8 und 20m/sec, vorzugsweise 10 bis 16m/sec. Der Durchmesser der Wärmeaustauscherrohre liegt zwischen 20 und 40 mm, vorzugsweise zwi- ⁶S sehen 25 und 38 mm. Die Höhe der Wehre liegt zwischen 15 und 30 mm.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Siebboden für Stoffaustauschkolonnen, bei dem zur Herbeiführung eines Wärmeaustausches mit der auf dem Boden befindlichen Flüssigkeit über dem Boden Wärmeaustauscherrohre angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden im Bereich der senkrechten Projektion der Wärmeaustauscherrohre (9) auf den Boden (2) keine Bodenöffnungen oder in bezug auf den übrigen Bodenbereich eine geringere Anzahl von Bodenöffnungen (8) aufweist.