DE2251800A1 - Gas- und fluessigkeitsdurchlaessiger verteilerboden fuer turmartige kontaktvorrichtungen - Google Patents

Description

2251800 Essen, dem 20. Oktober 1972 N4533/?a Dr. Ha/WL

Heinrich Koppers Gesellschaft mit beschränkter Haftung 4300 Essen, Moltkestrasee 29

Gas- und flüssigkeitsdurchlässiger Verteilerboden für turmartige Kontaktvorrichtungesu

Die Erfindung betrifft einen gas- und flüssigkeitsdurchlässigeia Verteile:? = boden für turmartige Kontaktvorrichtungen sum Inberührungbjringem wds aufsteigenden Gasen und/oder Dämpfen mit herabfliessenden -Flüssigkeiten.)

Derartige Kontaktvorrichtungen werden im der Praxis ^or allem als wascher, aber auch für andere Zwecke eingesetzt» bei deaen Gase sa Dämpfe mit Flüssigkeiten in Kontakt gebracht werden sollen, Iraaerfaalfo der turmartigen Kontaktvorrichtung befinden eich normalerweise eine mehrere Lagen mit Füllkörpern wie Rasckig^Ringea, Streckmetall,, Teil©=· rette oder ähnlichem Material. Die Flüssigkeit» beispielsweise die Wascfo lösung, wird von oben auf die Kontaktvorrichtung aufgegeben und diaireMämffc im Gegenstrona aurn von untea nach obea aufsteigenden Gas die eiaselsaea Füllkörperlagen. Dabei kaim es erforderlich werdea, die aus einer FSlI= körperlage ablaufende Flüssigkeit vor dejcn Emferitt in die daröstes" liegejade nächste Lage aufzufangen «ad, möglichst gleiclisnäsaig auf den gesamte© Querschnitt der Kontaktvorrichtung verteilt,, -neu auf die darunter Magernde Lage aufzugeben» Eine möglichst gleichmSssige Flüssigkeitsverteilöag ioS nänilich auaserordentlich wichtig» denn nur ao kann überall in der Komtokt= vorrichtung eia gleich guter Kontakt zwischen dem Gas und der Flüssigkeit und damit ein gleich guter Wascheffekt erreicht werden.

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Diesem erforderlich werdenden Auffangen und Neuverteilen der Flüssigkeit dienen die Verteilerböden, die in der turmartigen Kontaktvorrichtung jeweils zwischen zwei Füllkörper la ge η angeordnet sind. Bei einer bekannten Konstruktion sind die Verteilerböden mit gebogenen Rohrstutzen versehen, durch die das aufsteigende Gas hindurchtreten kann, wahrend die Flüssigkeit über sogenannte Uberlauischlitze in die Rohrstutzen eintritt und durch einen jeweils unterhalb der Rohrstutzen angebrachten Prallteller bzw. eine Prallplatte neu verspritzt wird. Die Prallteller bzw. die Prallplatten können dabei am Rande mit Einkerbungen versehen sein. S ie liefern beim Verspritzen der Flüssigkeit jedoch nur eine Flüssigkeit ever teilung, die einem Hohlkegel entspricht, weshalb sich eine gleichmässige Flüssigkeitsverteilung über den geeamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung mit der soeben beschriebenen Konstruktion nicht erreichen lässt. Zusatzlieh wird in der Praxis die Forderung gestellt, dass eine annähernd gleiche Flftssigkeitsverteilung auch dann noch erreicht werden soll» wenn die auf die Kontaktvorrichtung aufgegebenen Flüssigkeitsmengen stark schwanken· Dabei ist zu beachten, dass bei einer Verdoppelung der Flüssigkeit β menge der erforderliche Vordruck» der notwendig ist, um bei gleichen Durchtrittsqaer schnitten die erhöhte Flüssigke itemenge durch den Ver teiler boden in der gleichen Zeiteinheit hindurchtreten zu lassen, auf das Vierfache wächst. U¹Bn dieser Forderung Rechnung zu tragen, müsste jedoch die Wascherhöhe entsprechend vergrössert werden.

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Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Verteilerboden für turmartige Kontaktvorrichtungen zu schaffen, mit dem eine möglichst gleichmässige FMssigkeitsverteilung über den gesamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung erreicht werden kann. Weiterhin soll dieser Verteile rboden auch bei stark schwankenden Flüssigkeitsmengen eine gleichmässige Flü3Sigkeitsverteilung und damit einen optimalen Wasch- bzw. Kontakteffekt gewährleisten, ohne dass eine Vergrösserung der Turmhöhe erforderlich ist.

Diese Bedingungen werden von einem Verteilerboden erfüllt, der erfindungsgemäes dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen den Gasdurchtrittshälsen über die gesamte Verteilerbodenfläche gleicfcmässig verteilt Vollkegeldüsen mit und ohne Uberlaufrohr so angeordnet sind, dass sich die Vollkegeldüsen mit Uberlaufrohr und die Vollkegeldüsen ohne Überlaufrohr in ihrer Reihenfolge stets abwechseln und dass sich die Spriilikegel der gleichen Düsenart jeweils überlappen.

Beim erfindungsgemässen Verteilerboden ist für den Flüssigkeitsdurchtritt die Verwendung von sogenannten Vollkegeldüsen vorgesehen. Diese Düsen liefern im Gegensatz zu den weiter oben erwähnten Pralltellern und Prallplatten eine Flüssigkeitsverteilung, die einem Vollkegel entspricht. Sie sind der Fachwelt bekannt und werden von den Herstellern in verschiedenen Ausführungsformen serienmässig angeboten. Ihre Verwendung in

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diesem Zusammenhang muss jedoch als erfinderisch angesehen werden, da man bisher die Auffassung vertrat» dass diese Düsen erst ab Z₁ 5 m

Vordruck eine zufriedenstellende Flüssigkeitsverteilung liefern. Der·

aber artig grosse Stauhöhen werden/auf den Verteilerboden normalerweise nicht erreicht und angewandt. Eingehende Untersuchungen haben nun gezeigt, dass auch bei den normalerweise auf Verteiler boden üblichen, zwischen etwa 0, 4 - 0, 8 m liegenden Stauhöhen mit serienmässigen Vollkegeldüsen eine zufriedenstellende Flüssigkeitsverteilung zu erreichen ist. Die Verwendung von Vollkegeldüsen mit quadratischen Sprühkegel hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, da sich hier die notwendigen Überlappungen der Sprühkegel besonders klein halten lassen.

Nachfolgend sollen die konstruktiven Merkmale und die Wirkungsweise des erfindungsgemessen Verteilerbodens an Hand der Abbildungen näher erläutert werden. Es zeigen dabei :

Figur 1 eine Draufsicht auf den Verteilerboden, Figur Z einen Längsschnitt entlang der Linie L-M in Figur 1, Figur 3 ein Streubild der Vollkegeldüeen ohne Uberlaufrohr, Figur 4 ein Streubild der Vollkegeldüsen mit Überlaufrohr und Figur 5 die Flue sigke its verteilung beider Düsenarten über den gesamten Verteilerboden im Längsschnitt.

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In der in Figur 1 wiedergegebenen Draufsicht erkennt man den Verteilerboden 1, der in der turmartigen Kontaktvorrichtung angeordnet iat. Der lurcaxnantel ist mit 2 bezeichnet« während die Vollkegeldüsen ohne Überlaufrohr das Bezugazeichen 3 aufweisen. Zur Vereinfachung der Dargfeellung ist das Bezugszeichen 3 nur einmal in der Figur 1 eingetragen worden. Man erkennt die Vollkegeldüsen ohne Überlaufrohr jedoch ohne Schwierigkeiten an ihrer gleichartigen zeichnerischen Darstellung , die sich deutlich von der zeichnerischen Darstellung der Vollkegeldüsen mit Überlaufrohr unterscheidet. Diese weisen das Bezugszeichen 4 auf, welche© zur Vereinfachung ebenfalls nur einmal in die Figur 1 eingetragen worden ist. Die Draufsicht in Figur 1 lässt ganz klar die gleichmässige Verteilung beider Düsenarten über die gesamte Verteilerbodenfläche erkennen, wobei sich die Vollkegeldüsen mit Überlaufrohr und die Vollkegeldüsen ohne Überlaufrohr in ihrer Reihenfolge stets abwechseln. Beide Düsenarten sind dabei zwischen den Gasdurchtrittshälsen 5 angeordnet, die in der Figur 1 m durch einen unterbrochen gezeichneten Kreis dargestellt sind, da sie sich im vorliegenden Falle in Gruppen zu jeweils zv/ei Stück unter einer gemeinsamen Überdachung 6 befinden. Da sich auch diese Anordnung in gleichmassiger Verteilung über die gesamte Verteilerbodenfläche wiederholt, wurden die dazugehörigen Bezugszeichen ebenfalls nur einmal in Figur 1 eingetragen.

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Die Figur 2, die einen Langschnitt entlang der linie L-M in Figur 1 darstellt, lässt ebenfalls den Turmmantel 2 erkennen, innerhalb dessen der Verteiler boden 1 auf den Tragbalken 7 aufliegt. Diese Tragbalken, die beispielsweise aus Profil- oder Winkeleisen gebildet sein können, sind wie der Tragring 8 am Turmmantel 2 befestigt. Man erkennt die Vollkegeldüeen 3 ohne über lauf rohr und die Vollkegeldüsen 4 mit überlauf rohr. Die über lauf rohre selbst tragen das Be züge zeichen 9- Beim Betrieb der in den Abbildungen nicht weiter dargestellten Kontaktvorrichtungen tritt das aufsteigende Gas durch die mit der Überdachung 6 versehenen Gasdurchtrittshalse 5 nach oben und gelangt in die darüber befindliche, nicht dargestellte Füllkörperlage. Die von dieser gleichzeitig ablaufende Flüssigkeit (Waschlösung) wird zunächst auf dem Verteilerboden 1 gestaut. Die Menge der auf die Kontaktvorrichtung aufgegebenen Flüssigkeit kann dabei in der Praxis natürlich stets gewissen Schwankungen unterworfen sein. Beträgt die Flüssigkeitsmenge beispielsweise 50 % der ausgelegten Maximalmenge, so wird diese Flüssigkeitemenge nur bis zur Stauhöhe 10 auf dem Verteilerboden 1 aufgestaut.

Die im Verteilerboden 1 eingeschraubten Vollkegeldüsen 3 ohne übe r laufrohr verteilen diese Flüssigkeitsmenge dann nach dem Durchtritt über den gesamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung. In Figur 3 ist das dazugehörige Streubild der Flüesigkeitsverteilung wiedergegeben. Die

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schraffierten Zonen stellen dabei die Überlappungen der einzelnen Sprühkegel dar. Man erkennt aus Figur 3„ dass im vorliegenden Falle Vollkegeldüsen verwendet wurden, die einen Sprühkegel mit quadratischem Querschnitt liefern. Die Sprühkegel sind auch als dünne Linien in Figur 2 im Längsschnitt dargestellt worden.

Tritt beispielsweise beim Betrieb der Kontaktvorrichtung eine Verdoppelung der aufgegebenen Flüseigkeitsmenge auf» so steigt die auf dem Verteilerboden 1 aufgestaute Flüasigkeitsmenge bis auf die Stauhöhe 11. Da diese jedoch oberhalb der Eintritteöffnungen der Überlauf rohre 9 liegt, kann nunmehr Flüssigkeit durch die Überlaufrohre zu den darunter liegenden Vollkegeldüsen 4 fließ sen. Diese Vollkegeldüsen mit Überlaufrohr verteilen die durch sie Mndurchtretende Flüssigkeit»·· menge ebenfalls gleichmässig über den gesamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung. In Figur 4 ist das dazugehörige Streubild der Flüssigkelteverteilung wiedergegeben. Auch hier sind die Überlappungen der einzelnen Sprühkegel schraffiert dargestellt. Für die Vollkegeldüse^ mit Überlaufrohr wurden in diesem Falle ebenfalls solche verwendet, die einen Sprühkegel mit quadratischem Querschnitt liefern.

Durch die erfindungsgemässe Anor&iung beider Düeeaarten auf dem Verier teilung teilerboden wird insgesamt eine Flüssiglei^/erreicht, die der Verteilung

durch eine zentral angeordnete Volldüse entspricht-

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Die in Figur 5 im Längsschnitt wie der gegebene Flüssigkeitsverteilung beider Oüsenarten lässt erkennen, dass die FlOe β igke its verteilung über den den gesamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung ziemlich gleichmässig ist und dass eine Randgängigkeit der Flüssigkeitsverteilung, wie sie bei der Verwendung von Pralltellern und Prallplatten auftritt, nicht zu beobachten ist.

Die Besugszeichen in den Figuren 3 und 4 haben selbstverständlich die gleiche Bedeutung wie in den vorhergehenden Figuren.

Die durch beide Düsenarten gleichmässig auf den gesamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung verteilte Flüssigkeit gelangt anschliessend auf die darunterliegende Füllkörper la ge. Wegen der guten Verteilung ist auch hier ein guter Kontakt mit dem aufsteigenden Gas möglich. Auf weitere Einzelheiten der Kontaktvorrichtung braucht hier nicht näher eingegangen zu werden, da die Anwendung des erfindungegemässen Verteilerbodene nicht an eine bestimmte Konstruktion der Kontaktvorrichtung gebunden ist» sofern diese mit aufsteigendem Gasstrom und herabflie β sender Flüssigkeit arbeitet. Die Zahl der Füllkörperlagen und Verteilerböden kann entsprechend den in der Praxis auftretenden Bedingungen beliebig sein. Ebenso kann natürlich das Füllkörpermaterial beliebig gewählt werden. Der erfindunge ge masse Verteilerboden eignet sich dabei auch zum nachträglichen Einbau in bereits vorhandene Kontaktvorrichtungen. Gegebenenfalls

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können die Überlaufrohre 9 höhenverstellbar ausgebildet werden* wodurch eine gewisse Regelbarkeit der Stauhöhe 11 er sielt werden kann.

Die durch den erfindungsgemessen Verteilerboden erzielbaren Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen :

1. Gleichmässige Flüssigkeitsverteilung über den gesamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung. Dadurch wird ein besonders hoher Wirkungsgrad der Kontaktvorrichtung erreicht.

2. Die gleichmässige Flüaaigkeitaverteilung über den gesamten Querschnitt der Kontaktvorrichtung ist auch bei schwankender Flüssigkeitsabgabe gewährleistet.

3. Bei erhöhter Flüssigkeitsaufgabe ist eine Vergröaserung der Höhe der Kontaktvorrichtung nicht erforderlich.

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Claims (4)

-l0- 2251300 Φ 20. 10. 1972 N 4533/7· Patentansprüche :

1.) Gas- und flüssigkeit β durchlässiger Verteilerboden für turmartige Kontaktvorrichtungen sum Inberührungbringen von aufsteigenden Gasen und/oder Dampfen mit herabflies senden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, das· »wischen den Gasdurchtrittshalsen (5) Ober die gesamte Verteilerbodenfllche (1) gleichmässig verteilt Vollkegeldüsen mit und ohne Uberlaufrohr (9) so angeordnet sind» dass sich die Vollkegeldüse» (4) mit Uberlaufrohr und die Vollkegel· düsen (3) ohne Uberlaufrohr in ihrer Reihenfolge stets abwechseln und dass sich die Sprühkegel der gleichen Düsenart jeweils überlappen.

2.) Verteilerboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Vollkegeldüse!! mit einem quadratischen Sprühkegel verwendet werden.

3.) Verteilerboden nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdurchtrittehälse (5) mit einer Überdachung (6) versehen sind.

4.) Verteilerboden nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Uberlaufrohre (9) höhenverstellbar ausgebildet sind.

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