DE2305564C2 - Kolonne zum Kontaktieren von Flüssigkeit und Dampf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolonne gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Kolonne dieser Art ist aus der US-PS 28 62 696 bekannt Durch eine Vielzahl länglicher Schalen auf einem Boden ist es möglich, die Flüssigkeit von einem Boden gleichmäßiger abzugeben und dem nächst niedrigeren Boden gleichmäßiger zuzuführen, als dies bei seitlich angeordneten Abwärtsführungen möglich ist Auch kann eine größere Überlauflänge erzielt werden, so daß ein Betrieb mit höherer Flüssigkeitsbelastung möglich ist Ferner dienen die Schalen als Flüssigkeit/ Dampf-Trennelemente, insbesondere für den Dampf, der noch über die Ränder der Schalen mit der Flüssigkeit fließen kann. Die Schalen können mit Leitblechen in und/oder oberhalb der offenen Oberseite als Fangglieder für Flüssigkeit versehen sein. Die Anordnung einer Vielzahl von Schalen auf einem Boden erfordert große Sorgfalt, da hierdurch die Flüssigkeitsströmungsmuster sehr stark beeinflußt werden. Es muß auch gewährleistet sein, daß der aktive Oberflächenbereich des Bodens so groß wie möglich bleibt. Die Anordnung länglicher Schalen führt zu einem vorteilhaften Verhältnis zwischen der Überlauflänge und dem eingenommenen Oberflächenbereich. Dies ist für Verfahren unter erhöhtem Druck wichtig, bei denen die Flüssigkeitsbelastung hoch ist. Da die Entwicklung zu einem Betrieb mit höherem Druck und größerem Bodenclurchmesser bis zu 10 m tendiert, werden besondere Anforderungen an die Konstruktion der Böden gestellt. Bei der Kolonne gemäß der US-PS 28 62 696 sind die Schalen ohne besondere Abstützmaßnahmen von den Böden getragen, was bei größeren Böden zur Notwendigkeit sehr massiver, schwerer Böden führen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolonne der eingangs genannten Art mit leichter konstruierten Böden zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Kolonne erfindungsgemäß so ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Der verwendete Begriff »Dampf« soll auch Cise umfassen. Die Kolonne eignet sich insbesondere zum Destillieren, Absorbieren oder Rektifizieren. Die Böden

ίο können zweckmäßig als Siebboden, Gitterböden oder Klappenböden ausgebildet seia Pro Schale sind eine oder mehrere Abgabeöffnungen vorgesehen.

Die Stützträger können am Umfangsträger befestigt oder, wie der Umfangsträger, einzeln mittels Konsolen

an der Kolonnenwand abgestützt seia Wenn zwei oder mehr Stützträger vorhanden sind, können diese parallel zueinander und symmetrisch zu einem Kolonnendurchmesser verlaufen. Die Schalen können entweder ohne Befestigung an den eigentlichen Böden allein von den

Trägern getragen sein, wodurch weder die Schalen noch die Böden zur Festigkeit der gesamten Struktur beizutragen brauchen und deshalb leicht konstruiert sein können. Oder man kann die Schalen nicht nur an den Trägern sondern auch an den Böden befestigen, wodurch

sie zur Festigkeit der gesamten Struktur beitragen. Kriterien wie Bodengröße, Länge und Anzahl der Schalen, Flüssigkeitsbelastung und dergleichen bestimmen, welche Konstruktion die günstigste ist Die Böden können aus Lochplattenabschnitten zusammengesetzt sein, die an dem Umfangsträger, dem Stützträger bzw. den Stützträgern und/oder den Schalen befestigt sind. Diese Art der Bodenkonstruktion ist besonders günstig bei großen Böden in Druckkolonnen, die meistens keinen leicht abnehmbaren Kopf haben. In diesem Fall ist es besser, die Böden an Ort und Stelle zusammenzusetzen.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Oberseite des Stützträgers bzw. der Stützträger mit der Oberseite des jeweiligen Bodens fluchtet Die Oberseite des Stützträgers bzw. der Stützträger kann auch mit Dampfdurchlässen versehen sein. Hierdurch wird der aktive Oberflächenbereich des Bodens vergrößert, während gleichzeitig Flüssigkeitskanäle auf dem Boden zwischen den schmalen Enden der Schalen geschaffen werden, die das Mischen und die gleichmäßige Vertei-

« lung der Flüssigkeit auf dem Boden fördern.

Aus Gründen der einfacheren Konstruktion sind die Schalen vorzugsweise rechtwinklig zu dem Stützträger bzw. den Stützträgern ausgerichtet. Die Schalen können in parallelen Reihen angeordnet sein, die im Verhältnis zueinander versetzt sind. Hierdurch wird die gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über den gesamten Boden noch weiter verbessert, da der Raum zwischen jeweils zwei Schalen nun unmittelbar mit zwei benachbarten Räumen korrespondiert.

In der Kolonne bzw. in einem Kolonnenabschnitt können aufeinanderfolgende Stützträger von zwei oder mehr Böden eine Baueinheit bilden. Insbesondere die Stützträger großer Böden können wegen der nötigen schweren Konstruktion sehr teuer sein. Durch die Kombination der Stützträger aufeinanderfolgender Böden zu einer Baueinheit lassen sich erhebliche Einsparungen erzielen, da dann große Spannweiten an mehreren Stellen vertikale Abstützung erfahren und infolgedessen insgesamt eine leichtere Konstruktion möglich ist.

Es ist günstig, wenn die Flüssigkeit von einem Boden nicht unmittelbar in eine Schale des nächst niedrigeren Bodens fließt. Das kann dadurch gewährleistet werden,

daß die Schalen mit auf diesen Gesichtspunkt abgestimmten Abgabeöffnungen versehen werden. Sind die Böden identisch und werden die Schalen unmittelbar übereinander angeordnet, dann sollten die Abgabeöffnungen seitlich gerichtete Flüssigkeitsströme abgeben, so daß die Flüssigkeit zwischen die Schalen des aufnehmenden Bodens fällt

In Weiterbildung der Erfindung sind die länglichen Schalen jeweils parallel zueinander angeordnet und sind in vertikaler Richtung die Schalen benachbarter Böden auf Lücke zueinander versetzt angeordnet Auf diese Weise gelangt die Flüssigkeit trotz senkrechter Abgabe nicht unmittelbar in die Schalen des jeweils niedrigeren Bodens. Die versetzte Anordnung der Schalen benachbarter Böden kann durch Böden mit unterschiedlicher Schalenanordnung erreicht werden. Man kann aber auch in kostengünstigerer Weise trotz senkrechter Flüssigkeitsabgabe mit identisch aufgebauten Böden arbeiten wenn der Mittelpunkt der Böden nicht mit dem Symmetriepunkt der Schalenanordnung zusammenfällt und aufeinanderfolgende Böden um 180° relativ zueinander gedreht eingebaut sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigen

F i g. 1,2,3 und 6 Böden mit verschiedener Gestaltung der Stützträger und Schalen;

F i g. 4 und 5 Einzelheiten der Konstruktion derartiger Böden in perspektivischer Darstellung;

F i g. 7 und 8 die Anordnung mehrerer Böden im Verhältnis zueinander, wobei Fig. 7 eine Draufsicht auf zwei übereinander angeordnete Böden und F i g. 8 -tin Querschnitt längs B-B'\n F i g. 7 ist

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Umfangsträger 1 und einen Boden 2. Zwei Stützträger 3 und 4 verlaufen parallel zueinander längs Sehnen des Bodens 2. Zwischen den Stützträgern 3 und 4 sind mehrere Schalen 5 von gleicher Länge befestigt Zwischen dem Stützträger 3 und dem Umfangsträger 1 sowie zwischen dem Stützträger 4 und dem Umfangsträger 1 sind Schalen 6 und 7 von jeweils angepaßter Länge vorgesehen. Die Bodenfläche zwischen den Schalen 5, 6 und 7 kann aus perforierten oder geschlitzten Platten oder aus Klappenplatten bestehen, die an den Trägern und/ oder den Schalen befestigt sind. Eine mögliche Ungleichmäßigkeit im Flüssigkeitsspiegel zwischen den Schalen wird durch eine Flüssigkeitsströmung über den Umfangsträger 1 oder die Stützträger 3,4 korrigiert.

In den F i g. 2 bis 8 sind für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fi g. 1.

F i g. 2 zeigt in der Draufsicht einen einzigen Stützträger 8 und Schalen 9 und 10 von entsprechender Länge, die zwischen dem Stützträger 8 und dem Umfangsträger 1 angeordnet sind.

F i g. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt längs der Linie A-A'in Fig.2. Die Schalen 11 des nächsthöheren Bodens sind im Verhältnis zu den Schalen 9 des Bodens 2 versetzt angeordnet Die Abgabeöffnungen der Schalen 11 sind unmittelbar nach unten und/oder schräg nach unten in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene gerichtet, so daß die Flüssigkeit zwischen die Schalen 9 fällt

Fig.4 zeigt schematisch, wie Schalen 13 an einem Stützträger 14 befestigt sein können.

F i g. 5 zeigt, wie zwei Stützträger 15 und 16 aufeinanderfolgender Böden durch Verbindungsstangen oder Verbindungsträger 17 zu einer Baueinheit miteinander verbunden sein können, um die Festigkeit der Böden zu erhöhen. Eine solche Konstruktion kann in der ganzen Kolonne vorgesehen sein.

F i g. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Bodenkonstruktion mit drei Stützträgern 18,19 und 20, Schalen 21 und 22 von gleicher Länge in den Zwischenräumen zwischen den Stützträgern sowie Schalen 23 und 24 von angepaßter Länge zwischen den Stützträgern und dem Umfangsträger.

F i g. 7 und 8 zeigen, wie eine ordnungsgemäß funktionierende Kolonne aus identisch konstruierten Böden mit Schalen, die senkrechte Abgabeöffnungen haben, aufgebaut werden kann. Der Boden in der Zeichnungsebene der F i g. 7 hat jeweils mit den benachbarten Schalen in Längs- und Querrichtung fluchtende Schalen ZS, während der nächst niedrigere bzw. der nächst höhere Boden jeweils mit den benachbarten Schalen in Längsund Querrichtung fluchtende Schalen 26 aufweist. Der Punkt 27 bezeichnet die Mitte des Bodens mit den Schalen 25. Durch eine Linie 28 sind die Mitten einander benachbarter Schalen verbunden, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Der Punkt 27 unterteilt diese Linie in Abschnitte im Verhältnis 1:3. Wenn aufeinanderfolgende Böden im Verhältnis zueinander um 180° gedreht sind, fällt die von einem Boden abgegebene Flüssigkeit unmittelbar zwischen die Abgabeglieder des nächst niedrigeren Bodens, wie aus dem senkrechten Schnitt längs der Linie B-B'gemäß F i g. 8 hervorgeht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kolonne zum Kontaktieren von Flüssigkeiten und Dampf mit Kolonnenboden, die längs ihres Umfanges von je einem Umfangsträger gehalten sind, der seinerseits an der Kolonnenwand befestigt ist, wobei jeder Boden Dampfdurchlaßöffnungen und längliche Schalen aufweist, welche sich teilweise oberhalb und teilweise unterhalb der aktiven Bodenfläche erstrecken, nach oben hin offen sind und am Schalengrund Flüssigkeitsabgabeöffnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Boden (2) einen oder mehrere Stützträger (3, 4; 8; 18,19,20) aufweist, die sich längs eines Bodendurchmessers und/oder längs Bodensehneri erstrecken, und daß sich die Schalen (5,6,7; 9,10; 21,22,23,24) von dem Umfangsträger (1) zu einem Stützträger und, im Fall mehrerer Stützträger, zwischen den Stützträgern erstrecken.

2. Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Stützträgers (8) bzw. der Stützträger (3, 4; 18, 19, 20) mit der Oberseite des Bodens (2) fluchtet

3. Kolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Schalen (5, 6, 7; 9, 19; 21. 22, 23, 24) jeweils parallel zueinander angeordnet sind und in vertikaler Richtung die Schalen (25, 26) benachbarter Böden (2) auf Lücke zueinander versetzt angeordnet sind.