DE2449383A1

DE2449383A1 - Gitteranordnung fuer dampf-fluessigkeits-kontaktbehaelter

Info

Publication number: DE2449383A1
Application number: DE19742449383
Authority: DE
Inventors: Michael C Glitsch; Bedford L Kitterman
Original assignee: Glitsch Inc
Current assignee: Glitsch Inc
Priority date: 1973-10-18
Filing date: 1974-10-17
Publication date: 1975-04-24
Also published as: IT1022976B; JPS5067283A; AU498381B2; GB1481626A; JPS5435876B2; CA1056715A; NL7413680A; FR2248067B1; NL183224C; FR2248067A1; BR7408540D0; ES431147A1; AU7421374A; US3969447A; MX146064A

Description

244S383

Patentanwälte

Dr.-Ing. Wilhelm Reichel
Dipi-Ing. Woligtmg Reishel .

6 Frankfurt a. M. i

Parksteaß© IS 8028

GLITSCH, INC., Dallas, Texas₉ V.St₀A.

Gitteranordnung für Bampf-Flüssigkeits-Kontaktbehälter

Die Erfindung betrifft eine Gitteranordnung zur Verwendung im Kontaktapparaten bzw.-behältern, in denen sich Kontaktvorgänge, zwischen hindurchströmenden dampfförmigen wad flüssigen Medien abspielen, die durch Einbauten im Strömungsweg der Medien gefördert werden können.

In der chemischen Verfahrenstechnik gibt es viele Fälle, in denen Stoffaustauschreaktionen, Wärme- bzw. Ine^gieaustauschreaktionen und chemische Reaktionen oder Kombinationen derselben durchge- führt werden, indem ein Dampf und ©ine Flüssigkeit in innige Be* rührung miteinander gebracht werden, was sieh gewöhnlich im Innern eines Apparatasoder Behälters _? etwa eines Raffinationsturas, abspielt. Bei kontinuierlichen Verfahren werden Ströme der flüssigen und dampfförmiges Ausgangsstoffe ständig in den Kontaktbehälter eingeleitet und Dampf- und Flüssigkeits-Produktströme ständig aus dem Behälter abgezogen. Die Strömungswege der beiden Stoff ströme durch den Behälter verlaufen in den meisten Fällen im Gegenstrom, wobei die Flüssigkeit an oder nahe dem Kopf des Behälters eingeführt und am Boden abgezogen wird, während der Dampf aa oder nähe dea Boden des Behälters

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eingeführt und am Kopf abgeführt wird. In manchen Fällen wird im Gleichstrom gearbeitet, indem beide Ströme sich in der gleichen Richtung durch den Behälter bewegen.

Es ist üblich, im Innern des Kontaktbehälters passive Gebilde oder Einrichtungen anzubringen, um sicherzustellen, dad die Flüssigkeit und der Dampf in der gewünschten Welse miteinander in Berührung treten, so daß die beabsichtigte Reaktion in dem vorgesehenen AusmaS.eintritt» Die innere Einrichtung des Behälters ist passiv in dem Sinne, daß sie nicht angetrieben wird und wenige oder keine beweglichen Teile besitzt. Diejenigen Teile, die sich bewegen, tun dies unter dem Einfluß des Dampfes oder der Flüssigkeit ₉ die durch den Behälter hindurchtreten. Verschiedenartige Gebilde sind verwendet worden, darunter Glockenböden, Füllkörpersäulen und Gitter.

Bei diesen passiven Kontakteinrichtungen kommt es vor allem darauf an. Dampf und Flüssigkeit eine Struktur und eine Oberfläche von solcher geometrischen Beschaffenheit darzubieten, daß die durch die Einrichtung niedergehende Flüssigkeit dazu veranlaßt wird, sich in Filmen auszubreiten, die eine große Fläche einnehmen, welche vom Dampf bestrichen wird. Doch besteht die konstruktive Aufgabe nicht nur in der Schaffung einer Oberfläche von großer Ausdehnung, vielmehr tritt eine Anzahl weiterer Gesichtspunkte auf, die in Betracht gezogen werden müssen.

Vom prozessualen Standpunkt aus 1st es wichtig, daß die gewünschte Kontaktreaktion von Flüssigkeit und Dampf, sich so weitgehend wie möglich vollzieht. So sind zum Beispiel in einem Rohöl-Vakuumturm eine weitgehende Fraktionierung und eine gute Trennung erforderlich? um Gasölströme zu erzeugen, die frei von unerwünschten. Restelementen sind, wie Feststoffen, Conradson-Kohle und Metallen, die manchmal in dem Ausgangsnaterial vorbanden, sind, und um einen Bodenstrom mit mögliefest niedrigem Gehalt an Gasöl zu erhalten^ so daß von dem gewünschten Pro™ dukt nichts verloren geht* Somit hängt sowohl die Güte (Reinheit)

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als auch die Menge (Ertrag) des Produkts von der richtigen und wirksamen Durchführung der Kontaktreaktion zwischen Dampf und Flüssigkeit ab.

Vom betriebstechnischen Standpunkt aus müssen der Kontaktbehälter und seine Inneneinrichtung die der Einheit zugeführte lärme wirkungsvoll ausnutzen, um die unmittelbaren Betriebskosten niedrig zu halten, unabhängig davon, ob die Reaktion ein Stoff austausch, ein Wärmeaustausch, eine Flüssigkeitsverdampfung oder eine Dampfkondensation zum Ziele hat. Ferner soll die Reaktion mit einem minimalen Druckabfall erfolgen^ da die Bereitstellung des erforderlichen Über- oder Unterdrucks ebenfalls Betriebskosten verursacht.

Es ist außerdem erwünscht, daß die Inneneinrichtung des Kontaktbehälters korrosionsfest und widerstandsfähig gegen Verschmutzen und Verkoken ist, um die Zeitspanne zwischen der Unterhaltung bzw. Wartung dienenden Stillständen zu verlängern. Ebenso soll die Inneneinrichtung leicht zu reinigen, zu reparieren, zu entfernen und auszuwechseln sein, durch Einstiege bzw« Mannlöcher im Behälter hindurch, um die Stillstandszeit während Wartungs- und Umstellungsmaßnahmen abzukürzen, da diese Zeit für die Produktion verloren geht und mittelbare Betriebskosten bedeutet.

Was nun Fertigungs- und Finanzierungsfragen angeht, so soll der Kontaktapparat einfach und wirtschaftlich herzustellen sein· Es sind Kontakteinrichtungen vorgeschlagen oder selbst hergestellt und verwendet worden, die in prozessualer und betrieblicher Hinsicht durchaus befriedigten, aber die wegen ihres verwickelten Aufbaus schwierig herzustellen waren und daher einen übermäßig hohen Kapitalaufwand erforderten.

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Eine wirksame Kontakteinrichtung für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt nimmt unter Umständen weniger Rauminhalt eines Behälters oder Turms in Anspruch als eine Kontakteinrichtung mit schlechtem Wirkungsgrad für den gleichen Durchsatz. Der Nutzeffekt wirkt sich so direkt auf den Kostenaufwand aus und dies um so mehr, da die Anlagekosten sowohl der Kontakteinrichtung als auch des diese einschließenden Turms direkt der Materialmenge proportional sind, die zu ihrer Herstellung benötigt wird·

Die Frage der Turmabmessung ist besonders wichtig im Hinblick auf die Anlagekosten, weil gewisse Kostenanteile des Turms mit zunehmender Größe beschleunigt anwachsen. Es ist wirtschaftlich von Bedeutung, den Behälter so klein und kurz wie praktisch möglich zu halten, im Einklang mit seiner gewünschten Kapazität und Leistung, weil die Kosten für Handhaben, Befördern und Aufstellen eines Behälters seiner Größe direkt proportional sind. Ferner ist die notwendige Wanddicke eines Behälters, der unter einem vorgeschriebenen Innendruck arbeiten soll, dem Durchmesser des Behälters direkt proportional; demnach kann eine weitere Gewichtsersparnis für einen gegebenen Behälter erzielt werden, wenn der Behälter deswegen kleiner im Durchmesser ausgeführt werden kann, weil die Inneneinrichtung für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt funktionell wirksamer gestaltet werden kann. Es ist außerdem ein dem Fachmann geläufiger Grundsatz, daß ^e kürzer ein Behälter konstruiert werden kann, desto weniger Metall im Zusammenhang mit dem Behälter aufzuwenden ist, nicht nur für den Behälter an sich, sondern auch für den Unterbau wegen des Gewichts und der Standfestigkeit gegen Windbelastung· Ebenso ist zu. beachten, daß die Wanddicke und die Versteifungen für Vakuumbetrieb nicht so viel Material erfordern, wenn ein Turm im Durchmesser verkleinert werden kann.

In der Verfahrenstechnik der Dampf-Flüssigkeits-Kontaktvorgänge unterscheiden sich die Behälter oder Türme weitgehend in ihren Abmessungen, die von Türmen für Versuchsanlagen mit nur wenigen Zoll im Durchmesser bis zu Türmen für Hochleistungsanlagen von

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mehr als 40 Fuß/Null Zoll im Durchmesser reichen, je nach Kapazität oder Durchsatz, die verlangt werden. Wenn die Anforderungen einen Turm von über 10 oder 12 Fuß Durchmesser vorschreiben, sind gewöhnlich Hilfsstütsen notwendig _s um die Innenausrüstung des Turms einschließlich der Kontakteinrichtung für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt zu tragen. Diese Hilfsstützen erfordern zusätzliche Turmhöhe und Kosten, weil der Raum dafür vorgesehen sein muß.

Ein Apparat für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt, entweder der Schüttungs- oder der Gittertype oder irgendeiner anderen Type, bedarf gewöhnlich für ©ine gegeben® Zone einer Vorrichtung sum Einführen der Flüssigkeit in diese Zone, einer Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen der Flüssigkeit in dieser Zone und ein©r Vorrichtung zum Innigen In-Berührung-brlngen von Dampf und Flüssigkeit in dieser Zone sowie gegebenenfalls einer Vorrichtung zum Sammeln der Flüssigkeit, nachdem sie die oberen Abschnitte der Zone durchlaufen hat·

Es war bisher gebräuchlich? die letzten drei Funktionen (Flüssigkeitsverteilung, Dampf-Flüssigkeits-Berührung und Flüssigkeitssammlung ganz oder zum Teil durch getrennte Einheiten vorzunehmen, die getrennt angebracht bzw. gehalten sind. Hierbei wird wertvoller Rauminhalt des Turms in der Höhe dazu verwendet, um den Halterungen für diese drei Funktionsbereiche Platz zu bieten, und In vielen Fällen ist zusätzliche Turmhohe erforderlich, um Volumen zum Stabilisieren des aufsteigenden Dampfstroms oder des absteigenden Flüssigkeitsstroms oder beider vorzusehen.

Bei manchen Kontakttürmen für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt ist es notwendig, einen Teil des flüssigen Produkts in Seltenströmen an einer oder mehreren Stellen längs der Höhe des Turms abzuleiten. Nach dem Stand der Technik sind an einer solchen. Stelle im Turm Kollektorvorrichtung@n angebracht, und ein. getrennter Satz einer Dampf-Flüssigkeits-Kontaktausrüstung, nämlich eine Vorrichtung zum Einführen won Flüssigkeit, eine Vorrichtung

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zum Verteilen von Flüssigkeit, die Kontaktvorrichtung selbst und die nächst tiefere Kollektorvorrichtung sind sämtlich unterhalb der Abzugstelle des Seitenstroms angeordnet, zusammen mit den notwendigen Halterungen für diese Ausrüstung und dem Turmvolumen zum Stabilisieren von Dampf- und Flüssigkeitsstrom. Tatsächlich ist der Turm dann in eine Reihe von senkrecht aneinander gereihten Abschnitten oder Zonenzerlegt, wobei ein im wesentlichen vollständiger Satz einer inneren Turmausrüstung zwischen jeder Abzugsstelle eines Seitenstroms und der nächst höheren oder tieferen Abzugsstelle angeordnet ist.

Somit 1st bei einem Turm mit mehreren Seitenströmen die herkömmliche Praxis dazu geeignet, die Anlagekosten in die Höhe zu treiben, weil in dem Turm der Platzbedarf die Hilfsfunktionen des Verteilens und Sammelns der Flüssigkeit, der mechanischen Abstützung und des Stabilisierens der Dampfströmung durch bzw. um die Anzahl der Seitenströme vervielfacht wird. Das diesen Hilfsfunktionen gewidmete Turmvolumen ist ebenso kostspielig wie das dem Dampf-Flüssigkeits-Kontakt dienende Volumen, während es jedoch nur indirekt zu der Durchführung der Kontaktreaktionen von Dampf und Flüssigkeit beiträgt.

Die vorstehenden Betrachtungen können wie folgt zusammengefaßt werden: Es ist erwünscht, daß Dampf-FlUssigkeits-Kontaktapparate ein Produkt guter Qualität und Menge bei einem guten thermischen Wirkungsgrad und niedrigem Druckabfall liefern, daß sie praktisch und einfach herzustellen und zu warten sind und daß ihre Abmessungen einschließlich der Turmabmessungen niedrig gehalten werden, während die Durchsatzleistung möglichst hoch liegt.

Hiervon ausgehend hat die Erfindung eine Gitteranordnung mit mehrfacher Funktion zum Gegenstand, die die vorerwähnten Forderungen bestens erfüllt und viele Nachteile der bekannten Vorrichtungen, die durch notwendige Kompromisse zwischen den verschiedenen Gesichtspunkten verursacht werden, beseitigt. Die Gitteranordnung der Erfindung ist ein passives Gebilde, das

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für mehrere, vorzugsweise drei unterschiedliche Funktionen geeignet ist, nämlich das Verteilen der Flüssigkeit, das Ih-Berührungbringen von Dampf und Flüssigkeit und das Sammeln der abzuziehenden Flüssigkeit (mit oder ohne Wiedereinführung in den Turm an einer anderen Stelle desselben).

Wie oben erwähnt, sind bereits Kontaktgitter für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt in Türmen verwendet worden, aber abweichend von der Gitteranordnung der vorliegenden Erfindung, nur für den eigentlichen Kontakt von Dampf und Flüssigkeit oder Kontaktzwecke. DleeGitteranordnung der Erfindung dagegen dient als ihr eigener Flüssigkeitsverteiler, so daß ein besonderer Flüssigkeitsverteiler nicht nötig ist und eine Halterung für eine besondere Vorrichtung ebenfalls überflüssig ist. Auf diese Weise wird Turmvolumen gespart und dadurch werden die Anlagekosten gesenkt.

Die Gitteranordnung der Erfindung arbeitet außerdem als ihr eigener Flüssigkeitskollektor, so daß die Notwendigkeit einer getrennten Einrichtung für diesen Zweck entfällt und damit zusätzliches Turmvolumen und eine Halterung für diese getrennte Einrichtung ebenfalls nicht erforderlich sind. Da das Gitter oder genauer gesagt ein bestimmter Teil desselben als Flüssigkeitskollektor wirksam ist, ist die Stelle für das Sammeln von Flüssigkeit nicht langer auf den Boden einer Gitterzone beschränkt. Anteiliges oder vollständiges Sammeln der Flüssigkeit kann, falls erwünscht, an einer oder mehreren Stellen innerhalb der Gitteranordnung durchgeführt werden, woraus sich eins große Freiheit für den Konstrukteur ergibt, der mit speziellen prozessualen Problemen befaßt ist.

Schließlich arbeitet die Gitteranordnung der Erfindung als eine ausgezeichnete Dampf-Flüssigkeits-Kontaktvorrichtung· Viele Einzelmerkmale der Erfindung, die unten näher besprochen sind, tragen zu den ausgezeichneten Kontakteigenschaften der Gitter anordnung bei, aber ein hervorstechendes Merkmal ist die

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Leichtigkeit und Anpassungsfähigkeit, mit der in dem Gitter Bereiche mit Sondereigenschaften angelegt werden können. Wenn also ein Bereich mit hoher Dampfturbulenz in einem Teil der Gitteranordnung für notwendig erachtet wird, kann er vorgesehen werden, ohne die Eigenschaften der übrigen Anordnung zu verschlechtern. Ebenso leicht können Bereiche mit Flüssigkeitsverteilern oder auch mit Dampfverteilern vorgesehen werden. Zusätzlich können in der Gitteranordnung Bereiche geschaffen werden, in denen die Flüssigkeitsfilmbildung sich von derjenigen in anderen Bereichen unterscheidet.

Die Gitteranordnung der Erfindung ist von der Bauart mit flachen senkrechten Rippen. Bei den bevorzugten Ausführungsformen sind die Rippen in einer Schicht oder im allgemeinen in mehreren Schichten unmittelbar übereinander, Je Bereich, angeordnet. In kleinen Türmen können die Rippen in Jeder Schicht miteinander verbunden sein, um eine Einheit zu bilden j in^großen Türmen ist vorzuziehen, daß die Schichten aus einer Reihe von kleineren Tafeln geformt sind, die im Hinblick auf eine bequeme Handhabung und Hindurchführung durch die Mannlöcher des Turms bemessen sind.

In Jeder Schicht sind die Rippen miteinander verbunden unter Bildung einer Reihe von kastenartigen Zellen, die oben und unten offen sind, um Flüssigkeit und Dampf in zur Ebene der Schicht senkrechten Richtungen hindurchströmen zu lassen. Während als bevorzugte Form die Rippen geradlinig sind und demzufolge die Zellen rechteckige oder andere geradseitige Vielecke darstellen, ist die Erfindung in ihrer Verallgemeinerung nicht hierauf beschränkt, sondern die Rippen können so geformt und miteinander verbunden sein, daß sie runde Zellen, längliche Zellen oder Vielecke mit verhältnismäßig hoher Seitenzahl, zum Beispiel Sechsecke bilden.

Die Rippen und die aus ihnen gebildeten Tafeln sind aus Werkstoffen bzw. Halbzeugen hergestellt, die nur auf Grund ihrer Abmessungen fest genug sind, um die Rippen selbsttragend zu

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machen, wenn sie auf einem Stützglied am Turmumfang aufliegen.

(Bei Türmen von sehr großem Durchmesser kann eine Stützeinrichtimg in der Mitte des Turms zusätzlich zu der Stützeinrichtung am Umfang des Turms erforderlich sein.) Femer sind die Rippen und Tafeln steif genug, um einen mehrschichtigen Stapel von darüber gelegten weiteren Tafeln zu tragen, selbst wenn er viele Fuß dick ist. Auf diese Weise hat die Erfindung eine Gitteranordnung mit mehrfacher Funktion geschaffen, die nur eine einzige Abstützung im Turm erfordert. Die bei den bekannten Anlagen vorgesehenen getrennten Stützeinrichtungen für die den einzelnen Funktionen zugeordneten Einheiten sind somit vermieden und demnach sind Anlagekosten für den Turm und seine Innenausrüstung eingespart.

Im Hinblick auf die Mehrzweckbestimmung der Gitteranordnung nach der Erfindung sind manche Teile derselben aus schiaalen senkrechten Rippen, die flanschlos sind, hergestellt, während andere Teile der Gitteranordnung Rippen enthalten, die mit Flanschen längs ihren Kopfenden oder Fußenden versehen sind, und noch andere Teile Rippen enthalten, die Flanschen mit aufrechten Rändern besitzen, die Tröge oder Rinnen bilden. (Wenn ein gegebenes Gitter eine bestimmte Funktion nicht auszuüben braucht, können speziell für diese Funktion gestaltete Rippen weggelassen, werden.)

Ein besonderes Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß eine große Anpassungsfähigkeit für Entwurf und Herstellung vollständiger Gitteranordnungen ermöglicht ist, indem eine verhältnismäßig kleine Typenzahl von Grundteilen verwendet wird - den Rippen die auf vielfache Weise zu einer großen Vielfalt von primären Bauteilen bzw. Baugruppen miteinander verbunden werden können den Tafeln oder Schichten - und von dieser großen Vielfalt von . Schichten eine sehr große Anzahl von Gitteranordnungen zusammen- ■ gestellt werden kann. Gitteranordaungen können somit in Einzelfertigung aus in Massenfertigung hergestellten Grundteilen

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zusammengebaut werden, und im Herstellungsgang kann die Lagerhaltung in erster Linie bei den Grundteilen erfolgen, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die meisten Rippenformen, die von der Erfindung erfaßt werden, von gleichförmigem Querschnitt oder Profil sind. Sie lassen sich daher durch Strangpressen, Spritzgießen oder Walzverfahren herstellen, wenn auf diese Weise verarbeitbare Werkstoffe für die Herstellung gewählt werden.

Die Erfindung ermöglicht demnach die Schaffung eines verbesserten Gitters, das in dreifacher Weise wirksam sein kann, nämlich als gleichmäßiger Verteiler von Flüssigkeit in dem Gitterbett, als Kontaktvorrichtung für Dampf und Flüssigkeit und als Kollektor für die Flüssigkeit, die im ganzen oder zum Teil aus dem Turm abgezogen werden kann oder/und im ganzen oder zum Teil zu einer gewünschten Stelle unterhalb des Gitterbereichs geleitet werden kann, ohne daß die Verwendung eines besonderen Sammelbeckens erforderlich wäre.

Hierbei erfüllt das Gitterbett nach der Erfindung infolge seines Dampfdurchgangsbereichs, seiner Oberflächenausdehnung, seiner Oberflächenstruktur und seiner Verteilungseigenschaften für Dampf und Flüssigkeit aufs wirksamste seine besondere dreifache Funktion mit maximalem Wirkungsgrad und minimalem Raumbedarf.

Ferner sind eine oder mehrere Schichten der Gitteranordnung gemäß der Erfindung in erster Linie als ein Flüssigkeitsverteller wirksam, der eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit in dem Gitterbett gewährleistet und eine Fehlleitung der aus einem ■ Sprühkopf oder Verteilerboden austretenden Flüssigkeit vermeidet, indem ein Verspritzen oder sonstiges Ablenken ausgeschaltet wird, das durch Aufprallwinkel und -geschwindigkeit der aus einem Sprühkopf dem Gitterbett zugeführten Flüssigkeit und die Wechsel-

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wirkung der Geschwindigkeit und Turbulenz des aufsteigenden Dampfes mit der Flüssigkeit zustande kommen könnte.

Auch liegen bei der erfinöungsgemäßen Gitteranordnung aus unmittelbar übereinander liegenden Schichten gewisse Membranen oder Stege einer Gitterschicht auf den waagerechten Oberflächen der darunter befindlichen Gitterschicht auf, wodurch ein Portbewegen oder Fließen der Flüssigkeit in Längsrichtung auf diesen waagerechten Oberflächen im wesentlichen blockiert oder abgedämmt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen, die sich auf Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehend In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt einen Dampf-Flüssigkeits-Kontaktturm mit einer Ausführungsform der Mehrzweck-Gitteranordnung der Erfindung;

Flg. 2 in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt aus einer Schicht der Gitteranordnung der Erfindung, die besonders im Gitterbereich für die Flüssigkeitsverteilung verwendbar ist.;

Fig. 2A eine perspektivische Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer Gitterschicht für Flüssigkeitsverteilung;

Fig. 3 in perspektivischer Teilansicht eine Schicht der Gitteranordnung, bei der die Rippen am Kopf mit Flanschen versehen sind, um den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt zu fördern;

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Fig. 3A in perspektivischer Teilansicht eine abgewandelte Ausführungsform einer Gitter schicht, "bei der gewisse Rippenflansche im Hinblick auf die Schaffung einer hohen Turbulenz im aufsteigenden Dampf gestaltet sind;

Fig· k in perspektivischer Teilansicht eine Schicht der Gitteranordnung, bei der an gewissen Rippen vorgesehenen Flanschen aufrechte Ränder aufweisen und so Tröge bzw. Rinnen bilden, weshalb dieee Schicht besonders im Gitterbereich für die Flüssigkeitssammlung verwendbar ist;

Fig. 5A eine perspektivische Teilansicht einer flanschlosen Rippe;

Fig. 5B eine gleiche Ansicht einer Flanschrippe;

Fig. 5C eine gleiche Ansicht einer Flanschrippe mit senkrecht aufwärts gerichteten Rändern;

Fig. 5D eine gleiche Ansicht einer Flanschrippe mit schräg aufwärts gerichteten Rändern;

Fig. 5E eine gleiche Ansicht einer Flanschrippe mit senkrecht abwärts gerichteten Rändern;

Fig. 5F eine gleiche Ansicht einer Flanschrippe mit schräg abwärts gerichteten Rändern;

Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht einer Flanschrippe mit angesetzter flanschloser Rippe, deren Kanten sägezahnförmig ausgebildet sind, um Tropfpunkte für die Flüssigkeit zu schaffen;

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Fig. 7A, TB und 7C perspektivische Teilansichten von Flanschrippen mit gewellten oder hochgeprägten Oberflächen für besondere filmbildende Effekte;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht einer Gitterschicht, wie diejenige der Fig. 3, jedoch in umgekehrter Lage, die somit die Flansche am Fuß der Rippen hat und für gewisse Anwendungen im Dampf-Flüssigkeits-Bereich besonders geeignet ist;

Fig. 9, 10 und 11 Aufsichten auf Teile von Gitteranordnungen nach der Erfindung, die je zwei Schichten übereinander umfassen und drei verschiedenen Ausrichtungen in der Winkellage der beiden Schichten zueinander veranschaulichen, wie sie im Rahmen der Erfindung möglich sind;

Fig. 12 eine perspektivische Teilansicht des Innern eines Turms mit einem Bruchstück einer Gitteranordnung der Erfindung und einem Bruchstück einer Stützeinrichtung bzw. Versteifung für den Turm, die zugleich als Flüssigkeitskollektor dient;

Fig. 13A, 13B und 13C Aufsichten auf Teile von weiteren Ausführungsformen der Gitterschichten nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Dampf-Flüssigkeits-Kontaktturms 20 gezeigt, der als charakteristisches Beispiel für die Behältertypen gelten kann, bei denen die Gitterstruktur gemäß der Erfindung verwendet wird. Der Turm 20 hat einen Dampfeinlaß 21, einen Flüssigkeitseinlaß 22 und einen Flüssigkeitsauslaß 23 für den Seitenstromabzug von Flüssigkeit. In Fig. 1 ist vorausgesetzt, daß Dampf in einen Abschnitt des Turms 20 unterhalb des int der Zeichnung erscheinenden Teils eingeführt wird und von seiner Eintrittsstelle aufwärts strömt, wie durch die Pfeile 24 angedeutet ist. 5 0 9 8 1 7 / 1 Q 7 9 _{0R|G|NAL |NSPECTED}

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Der Auslae 23 für den Flüssigkeitsabzug steht mit einem als Turmversteifung und Flüssigkeitskollektor dienenden Einbauteil

25 in Verbindung· Dieses Einbauteil hat die Form eines an der Wandung angebrachten Trogs bzw. einer Umfangsrinne und ist so bemessen, daß es das vorgesehene Volumen der hindurchströmenden Flüssigkeit aufnimmt und eine ausreichende Festigkeit besitzt, um die aufgelegte Gitter anordnung der Erfindung abzustützen· Der Flüssigkeitseinlaß 22 steht mit einem Sprühkopf 26 in Verbindung, der über dem Gitterbett im Turm 20 angeordnet ist. Der Sprühkopf

26 besitzt eine Mehrzahl von Düsen 27, die so geformt und angeordnet sind, daß sie eine abwärts gerichtete Flüsslgkeitsversprühung bzw. -Verregnung auf das Gitterbett richten·

In Fig. 1 ist das mehrere Funktionen ausübende Gittergebilde nach der Erfindung allgemein mit 30 bezeichnet. Dieses Mehrzweckgitter 30, der Sprühkopf 26 und der Umfangskollektor 25 gehören zusammen einer einzigen Dampf-Flüssigkeitskontaktzone Im Turm an, wobei der Turm eine oder eine Anzahl derartiger Zonen enthalten kann.

Vie oben dargelegt, vermag die Gitteranordnung 30 drei unterschiedliche und getrennte Funktionen auszuüben, und sie besitzt zu diesem Zweck drei Bereiche übereinander, die in Fig. 1 durch Klammern am rechten Rand hervorgehoben sind. Der Bereich 31 für Flüssigkeitsverteilung weist eine oder mehrere Gitterschichten am Kopf der Gitterstruktur auf; der Bereich 32 für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt umfaßt eine oder gewöhnlich mehrere Gitterschichten unter dem Bereich 31 auf; und der Bereich 33 für Flüssigkeitssammlung weist eine oder mehrere Gitterschichten im unteren Teil der Gitteranordnung auf.

Die Strömungswege durch den Turm 20 verlaufen wie folgt ζ Dampf steigt aus einem unteren Teil des Turms in eine Zone auf, die eine Gitteranordnung 30 enthält. Er tritt durch das Gitter nach oben, wobei er in Berührung mit der durch das Gitter abwärts bewegten Flüssigkeit komint^ imcL ye,rläß± schlieSlich den Turm

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durch Auslaß 21. Flüssigkeit wird durch Einlaß 22 und Sprühkopf 26 eingeführt„ Sie fällt durch das Gitter herab, wobei sie zuerst den Bereich 31 für Flüssigkeitsverteilung passiert, der ihre gleichmäßige Verteilung über die Fläche des Gitters besorgt. Sie tritt dann abwärts durch den Bereich 32 für Dampf-Flüssigkeit s-Kontakt, wo die Hauptberührung zwischen Dampf und Flüssigkeit stattfindet. Als nächstes gelangt die Flüssigkeit nach unten in den Bereich 33 für Flüssigkeitssammlung, wo ein Teil derselben durch die vorerwähnten Rinnen aufgefangen wird. Dieser Flüssigkeitsanteil strömt in den Rinnen entlang und tritt an deren Enden in die Kollektorrinne 25 am Umfang des Turms, von wo sie. den Turm durch Auslaß 23 in den Abzug verläßt. Der Flüssigkeitsanteil, der nicht auf diese Weise aufgefangen, gesammelt und abgeführt wird, läuft in die nächst tiefere Turmzone hinab· Die Mengenverhältnisse zwischen dem abgezogenen Anteil und dem vorbeilaufenden Anteil können dadurch eingestellt werden, daß die Flächen der Sammelrinnen vergrößert oder verkleinert werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Bereich 31 für Flüssigkeitsverteilung aus Schichten, die aus flanschlosen Rippen hergestellt sind, während der Bereich 32 für Dampf-Flüssigkeits-Kontakt aus Schichten besteht, von deren Rippen einige Flansche besitzen. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 sind die Flanschrippen jeder Schicht sämtlich parallel miteinander. Obwohl diese Ausbildung bevorzugt wird, sind auch andere Ausführungen möglich, wie sich nachstehend ergibt. Der-Bereich 33 für Flüssigkeitssammlung besteht aus Schichten, von deren Rippen manche Flansche mit aufrechten Rändern aufweisen, die Rinnen bilden. Wiederum sind bei der Ausführungsform der Fig. 1 die Flanschrippen in den Schichten dieses Bereichs sämtlich miteinander parallel innerhalb einer gegebenen Schicht, obwohl andere Ausführungen möglich sind.

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Zwischendurch sei auf Fig. 9, 10 und 11 hingewiesen, die in Aufsicht zwei benachbarte Schichten von der Art zeigen, die in dem Bereich für den Dampf-Flüssigkeitskontakt der Gitteranordnung Verwendung finden. In jeder Figur sind die Schichten von der Art, bei der alle Flanschrippen miteinander parallel sind. In Fig. 9, 10 und 11 ist die obere Schicht mit 34 und die untere Schicht mit 35 bezeichnet. Die vergleichende Betrachtung der drei Figuren läßt erkennen, daß aufeinander folgende Schichten der Gitteranordnung der Erfindung in einer unbegrenzten Vielfalt des WinkelverhältniE33s zueinander angeordnet werden können, das von paralleler Ausrichtung (Fig. 9) über eine Winkellage von 45 Grad (Fig. 11) bis zur orthogonalen Lage (Fig. 10) reicht. Ferner braucht die Winkellage von Schicht zu Schicht nicht über die ganze Höhe der Gitteranordnung beibehalten werden, sondern kann nach Belieben gradweise oder sprungweise geändert werden.

Fig. 9 veranschaulicht auch die Möglichkeit, die Flanschrippen

benachbarter Schichten seitlich gegeneinander zu versetzen,

wie es in dieser Figur gezeigt ist, obwohl sie gegebenenfalls auch fluchten können.

Der Gitterbereich für die Flüssigkeitsverteilung.

Die Ausbildung und Arbeitsweise der Rippen und der Schichten oder Tafeln von Rippen, die in diesem Bereich verwendet werden, sind in Fig. 2, 2A und 5A gezeigt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß eine Tafel 36 für Flüssigkeitsverteilung aus verhältnismäßig schmalen, senkrecht ausgerichteten Längs- oder Primärrippen. 37 aufgebaut ist, die durch Quer- oder Sekundärrippei }Ρ verbunden sind, die ebenfalls senkrecht ausgerichtet sind. Di t Primär- und Sekundärrippen sind so verbunden, daß eine Reihe von kastenartigen, oben offenen und unten offenen Abteilen ockr Zellen 39 gebildet wird, durch die sich Dampf aufwärts und FlV?- sigkeit abwärts bewegen können. Wie in Fig. 2A gezeigt, korn?:! d

Sekundärrippen 38 versetzt sein von einer Primärrippe 37 zn

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anderen, so daß die kastenartigen Zellen 39 zueinander versetzte Reihen bilden. Fig. 5A zeigt, daß jede Rippe 37 gleichförmig im Querschnitt oder Stirnprofil ist und eine schmale obere Fläche aufweist.

Die schmale Beschaffenheit der aufwärts dargebotenen Flächen der Rippen 37 und 38 ist wichtig für die Funktion der Flüssigkeit sverteilung der Tafel oder Schicht 36«, Die Düsen 27 des Sprühkopfes 26 (Fig„ 1) sind so ausgebildet und angeordnet^ daß die Flüssigkeit in den Turm gleichmäßig über seine ganze Fläche eingeführt wird. Aber die Flüssigkeit wird mit einer gewissen Heftigkeit abgeregnet und spritzt oder prallt von einer waagerechten oder nahezu waagerechten Fläche, auf die sie auftrifft, ab und bewegt sich seitwärts quer zum Turm. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, treffen nicht alle Strahlen der verregneten Flüssigkeit auf die Oberseite des Gitters unter demselben Winkel, was eine Änderung in dem seitlichen Abstand, in dem Jeder Strahl verspritzt wird, zur Folge hat. Diese Einflüsse in Verbindung mit dem Einfluß der Turbulenz und des seitlichen Ausweichens des aufsteigenden Dampfes sind bestrebt, die Verteilung der in das Gitter eintretenden Flüssigkeit zu stören, entgegen den Bemühungen, ein gleichmäßiges Sprühmuster zu erzeugen. Manche Flächen des Gitters können so von herabfallender Flüssigkeit entblößt werden, während andere überbeaufschlagt werden. Beides sind schlechte Voraussetzungen für die Wirksamkeit.

Indem die nach oben dargebotene waagerechte Oberfläche der Gitterschichten 36 des Flüssigkeitsverteilers durch Verwendung von schmalen flanschlosen Rippen möglichst klein gehalten wird, wird das Verspritzen der herabfallenden Flüssigkeit niedrig gehalten und die Gleichmäßigkeit.des Sprühmusters beim Eintreten der Flüssigkeit in das Gitter bewahrt. Fast alle Flüssigkeit, die in das Gitter abgeregnet wird, trifft, falls sie überhaupt eine Oberfläche berührt, auf eine solche, die senkrecht ist, welche ihre seitliche «Bewegung begrenzt und sie. nach unten zum Bereich für den Dampf-Flüssigkeitskontakt der Gitteranordnung

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leitet.

Die Anzahl der Schichten» über eine einzige Schicht hinaus, in dem Verteilerabschnitt des Gitters ist für eine bestimmte Anlage durch die Menge» Dichte und Geschwindigkeit der Flüssigkeit bedingt, die durch die Verteilervorrichtung eingesprüht wird, sowie durch die Menge, Dichte und Geschwindigkeit des aufsteigenden Dampfes. Dabei ist zu beachten, daß in jeder Schicht von dem Gitterabschnitt für die Flüssigkeitsverteilung eine minimale Oberfläche dargeboten wird_f welche die auf den Gitterbereich für die Dampfverteilung gesprühte Flüssigkeitsmenge um den Betrag verringert, der dem Verspritzen nach oben ausgesetzt ist.

Der Gitterbereich für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt.

Die Ausbildung und Arbeitsweise der Rippen und Schichten oder Tafeln von Rippen, die in diesem Bereich verwendet werden, sind in Fig. 3, 3A, 5B, 5E, 5F, 6, 7A, 7B, 7C, 8, 13A, 13B und 13C gezeigt.

Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer Schicht 41 für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt, die von senkrecht gerichteten Längs- oder Primärrippen 42 und Quer- oder Sekundärrippen 43 gebildet ist. Wiederum sind die Primär- und Sekundärrippen miteinander verbunden, um eine Reihe kastenartiger Zellen 44 zu bilden. Die Primärrippen 42 sind an ihren oberen Rändern mit Flanschen 45 versehen (siehe auch Fig. 5B). Die Sekundärrippen 43 sind flanschlos bei der Ausführungsform der Fig. 3, können jedoch Flansche besitzen, falls es erwünscht ist.

Die Flansche 45 erfassen einen Teil der durch das Gitter niedergehenden Flüssigkeit und bilden sie zu Filmen auf der Oberseite der Flansche aus. Die Flüssigkeit läuft kaskadenartig von den

Rändern der Flansche in freifallenden Filmen oder Schleiern ab,

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die auf beiden Seiten der Berührung mit Dampf ausgesetzt sind. Die Unterseiten der Flansche erfassen und entziehen Flüssigkeit, die durch aufsteigenden Dampf nach oben getragen wird, und bilden sie zu Filmen aus, die an den senkrechten Seiten der Rippen herabfließen, wobei wiederum ein guter Kontakt zwischen Film und Dampf zustande kommt.

Der Gitterabschnitt 41 weist gemäß Fig. 3 senkrechte Membranen bzw. Stege auf (sowohl an den Primärrippen als auch an durchgehenden oder versetzten Sekundärrippen), die als Dampfverteiler wirken, durch die der aufsteigende Dampf veranlaßt wird, gleichmäßig durch die ganze offene ebene Fläche hindurchzutreten. Die Breite der waagerechten Oberfläche der primären Gitterstege ist so bemessen, daß die freie Fläche die gewünschte Größe hat, wie sie durch die besonderen prozessualen Erfordernisse der Einheit und den zulässigen Druckabfall auferlegt wird, sowie durch die Geschwindigkeitsbegrenzungen, die für die betreffende Prozeßeinheit verlangt sein können. Die plötzlichen lokalen Verengungen in der für die Dampfstijömung verfügbaren Fläche, die durch die Flansche hervorgerufen werden, steigern die Dampfturbulenz und fördern den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt.

Fig. 3A zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 3» bei der die Ränder 46 der Flansche 45 an den Primärrippen 42 nach unten umbiegen oder einen senkrechten Winkel mit dem Flansch des Stegquerschnitts bilden. Diese Formgebung steigert die Dampfturbulenz, um einen guten Dampf-Flüssigkeits-Kontakt zu begünstigen. Die Ausbildung nach Fig. 3A kann in manchen Fällen vorzuziehen sein, wobei ihre "Anwendung durch die Dampfbelastung und -geschwindigkeit sowie die Geschwindigkeit der niedergehenden Flüssigkeit nahegelegt wird. Fig. 5E veranschaulicht die Ausbildung einer Primärrippe 42, wie sie bei der Ausführungsforni der Fig. 3A verwendet ist, während Fig. 5F eine Variante zeigt, bei der der Flanschrand 46' nach unten

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umbiegt, aber um einen flachen Winkel anstatt senkrecht abwärts. Beide Ausführungen bieten dem aufsteigenden Dampf eine scharfe Öffnungskante, um die Dampf turbulenz zu steigern.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der unmittelbaren Nachbarschaft von Übereinander angeordneten bzw. gelegten Gitterschichten, unabhängig davon, ob die Schichten derart übereinander liegen, daß die Längsstege ihrer Rippen fluchten oder abwechselnd parallel zueinander versetzt sind oder abwechselnd in eine Winkellage zueinander verdreht sind, die die von der Parallellage über beliebige Verdrehungswinkel bis zu einer 90°-Lage, in der also die Stege von Schicht zu Schicht senkrecht zueinander verlaufen, reicht (Fig. 9 - 11). In allen diesen Fällen stellen die senkrechten Stege der Primär- oder Sekundärrippen oder beider Rippen Dämme oder Hindernisse in kurzen Abständen gegen das Übertragen oder Weiterfließen von Flüssigkeit in Längsrichtung der Flansche 45 der senkrechten Stege der Rippen 42 einer Gitterschicht dar. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, weil der Zyklonwirbel in dem aufsteigenden Dampfstrom die Flüssigkeit veranlaßt, einen starken Film auf den waagerechten Flanschen der senkrechten Stege der Primärrippen zu bilden, und zwar durch Schaffung einer Dampfbarriere oder Seitenbegrenzung, die diese Flüssigkeit längs der waagerechten Oberflächen der senkrechten Primärstege in Richtung auf den Turmmantel fließen läßt oder zum Fließen bringt. Wenn diese erfindungsgemäß vorgesehene Dämmwirkung nicht vorhanden wäre, würde sich eine schlechte Verteilung der niedergehenden Flüssigkeit in dem Kontaktbereich sowie ein Vorbeigang des aufsteigenden Dampfes mit wenig oder keinem Kontakt mit der Flüssigkeit ergeben.

Die oben beschriebenen Maßnahmen zur Verhinderung der Quwr- oder Längsströmung der Flüssigkeit entlang der Oberseite der senkrechten Primärstege führen vorteilhafterweise zur Aufrecht-

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erhaltung einer maximalen Konzentration und/oder Temperaturdifferenz zwischen den Dampf- und Flüssigkeitsströmen gleichmäßig über die ganze Ausdehnung der Kontaktschichten,, die den Dampf-Flüssigkeits-Kontaktbereich bilden.

Fig. 8 ergibt den Ausschnitt des Kontaktgitters der Fig. 3 umgekehrter Lage wieder. Es ist einzusehen^ daß die drei Primärabschnitte der drei Gitterbereiche Gitterschichten einschließen können, die ganz oder zum Teil oder abschnittweise in umgekehrter Lage, das heißt mit den Flanschen an der Unterseite der Rippen eingebaut sind. Als Beispiel für den Flüssigkeits-Verteilerbereich und den Dampf-Flüssigkeits-Kontaktbereich kann die umgekehrte Form gemäß Fig. 8 dienen, die ein Verteilergitter für Flüssigkeit vorsieht, auf dem gegebenenfalls ein oder mehrere zusätzliche Verteilergitter gemäß Fig. 2 angeordnet werden können, um die Funktion der Flüssigkeitsverteilung wirksam auszuüben. Weitere umgekehrte Gitterabschnitte, wie in Fig. 8 gezeigt, die in unmittelbarer Nachbarschaft darunter zu liegen kommen können, bilden einen Dampf-Flüssigkeits-Kontaktbereich, deren verbindenden Sekundärstege dem Abdämmen oder Blockieren gegen das Fortleiten von Flüssigkeit längs der waagerecht angeordneten Teile der senkrechten Primärstege dienen. Bei der umgekehrten Form sind die senkrechten Sekundärstege und der senkrechte Teil der senkrechten Primärstege als Flüssigkeitsverteiler wirksam, wenn das Volumen oder die Menge der niedergehenden Flüssigkeit in ihrem Verhältnis zur Beaufschlagung mit aufsteigendem Dampf es erfordert.

Gemäß der Erfindung können Rippen im Dampf-Flüssigkeits-Kontaktbereich der Gitteranordnung mit einer besonderen Oberflächen» Mikrostruktur vorgesehen sein, um eine Flüssigkeitsverteilung und eine Dampfberührung von außergewöhnlicher Beschaffenheit zu erhalten, wenn prozessuale Erfordernisse in einem gegebenen Teil des Gitters dies erwünscht sein lassen«, So kann, wie in Fig. gezeigt, eine Flanschripp'e 42" und die flanschlose SekundSrrippe 43" sowohl an beiden Flanschkanten als auch an den unteren

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Rippenkanten, also bei 47 und 48 sägezahnförmig ausgebildet sein, um Tropfpunkte für die Flüssigkeit zu schaffen. Fig. 7A und 7B zeigen Flanschrippen 42a und 42b, deren Stegteile gewellt sind, bei der einen Ausführung in waagerechter und der anderen Ausführung in senkrechter Richtung. Fig. 7C zeigt eine andere Form einer Oberflächen-Mikrostruktur. Hier hat die Flanschrippe 42c einen Flansch 45c, in dem Querrillen 48 ausgebildet sind, und einen senkrechten Stegte.ll mit erhabenen Ausprägungen bzw. Auspressungen 49.

Wie oben erwähnt, brauchen die kastenartigen Zellen, die in allen drei Funktionsbereichen des Gitters ausgebildet sind, nicht rechteckig oder quadratisch zu sein, wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen. Dies ist in Fig. 13A, 1j5B und 13C veranschaulicht, die Teile von Tafeln zur Verwendung im Dampf-Flüssigkeits-Kontaktbereich des Gitters zeigen, die in gleicher Form auch für andere Bereiche herangezogen werden können. In Fig. 13A und 13B sind die senkrechten Flanschrippen 42d kreisförmig ausgebildet und an Tangierungspunkten vereinigt. In Fig. 13C sind kurze Flanschrippen 42c in Honigwabenform zu sechseckigen Zellen vereinigt.

Der Gitterbereich für die Flüssigkeitssammlung.

Die Ausbildung und Arbeitsweise der Rippen und Schichten oder Tafeln von Rippen, die in diesem -Bereich verwendet werden, sind in Fig. 4, 5D, 5E_t 5F, 12 und 3A gezeigt.

Fig. 4 ist ein Ausschnitt einer bevorzugten Gitterschicht 50 zur Verwendung im Kollektorbereich derGGitteranordnung. Wie die Schicht der Fig. 3 ist sie aus parallelen Primärrippen 51 mit Flansch und Sekundärrippen 52 ohne Flansch aufgebaut, die unter Bildung von kastenartigen Zellen miteinander verbunden sind. Die oben in Verbindung mit Flg. 2 und 3 besprochenen baulichen Abwandlungen können ebenfalls in die Struktur der Fig. 4 einbezogen werden. 509817/1079

Die Flansche 52 der Primärrippen 51 sind mit aufrechten Rändern 53 versehen (vgl. Fig. 5C). Auf diese Weise ist an der Oberseite der Rippe 51 eine in Längsrichtung verlaufende Rinne ausgebildet· Gegebenenfalls brauchen die aufrechten Ränder 53 nicht senkrecht zu stehen, sondern können unter einem flachen Winkel geneigt sein, wie aus Fig. 5D ersichtlich.

Die Wirkungsweise der Schichten in dem Kollektorbereich für die Flüssigkeitssammlung läßt sich am besten an Hand von Fig. 12 verstehen, die eine Teilansicht vom Innern des Turms 20 und der an dessen Umfang angeordneten Einrichtung 25 für die Turmversteifung und die Flüssigkeitsaufnahme zeigt. Außerdem ist ein zusätzlicher Stützträger 25a in Form einer Sammelrinne zu sehen, wie er in Türmen von großem Durchmesser gern verwendet wird.

Auf der Sammel- und Stützeinrichtung 25, 25a ist eine Gitterschicht 50 angeordnet, wobei die Enden der innenförmigen Flansche an einer Stelle enden, in der sie Flüssigkeit in die Sammeleinrichtung 25 (25a) laufen lassen. Aus Fig. 12 geht hervor, daß ein Teil der durch das Gitter 50 niedergehenden Flüssigkeit durch die rinnenförmigen Flansche 52 aufgefangen wird und längs diesen zu der Sammeleinrichtung 25 geleitet wird. Es ist einzusehen, daß je nach der Menge der aufgegebenen Flüssigkeit und der Menge der zu sammelnden Flüssigkeit das rinnenförmig dargestellte Oberteil der senkrechten Primärrippen auch im wesentlichen glatt sein kann, ohne die rinnenbildenden Längsränder, da der aufsteigende Dampf beim Bestreichen der niedergehenden Flüssigkeit bewirkt, daß die Flüssigkeit die Oberfläche der Primärrippen in Längsrichtung überquert bis in die Sammelrinne oder die Sammelrinnen, was auf die durch den aufsteigenden Dampf erzeugte Barriere und die treibende Turbulenzwirkung des Dampfes zurückzuführen ist. Es muß jedoch dafür gesorgt werden, daß ein Abdämmen dieses Fließens vermieden wird, wie es im Dampf-Flüssigkeits-Kontaktbereich erwünscht ist.

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Wenn das Gitter der Fig. 3A umgekehrt betrachtet wird (ähnlich wie oben für Fig. 3 und 8 besprochen), so zeigt sich, daß es Rinnen zur Aufnahme und Ableitung von Flüssigkeit aufweist und als Schicht im Flüssigkeitssammelbereich verwendet werden kann, wobei es im wesentlichen in der gleichen Weise wirksam ist wie die Schicht 50 der Fig. 4 und 12. Eine Gitterschicht, deren Rippen wie in Fig. 5F geformt sind, kann ebenfalls verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

(V) Gitteranordnung für Kontaktbehälter, in denen hindurchströmende dampfförmige und flüssige Medien in deiner Verteilung miteinander in Berührung treten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Gittern, deren Rippen dünne aufrechte Stege (36, 37) von verhältnismäßig niedriger Hohe aufweisen, unmittelbar übereinander zu einem Stapel (30) aufgeschichtet sind, der auf einer Wandstütze (25) des Behälters (20) zur Auflage kommt, und die Rippen bestimmter Gitterschichten sich nach Profil, Form, Anordnung unter Bildung von in Strömungsrichtung aufeinander folgenden Bereichen für verschiedene Funktionen unterscheiden, die wenigstens einen oberen Verteilerbereich (31) für Flüssigkeit, einen mittleren Kontaktbereich (32) für Flüssigkeit und Dampf und einen unteren Sammelbereich (33) für Flüssigkeit umfassen.
2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich (31) für Flüssigkeitsverteilung Rippen (36, 37) in Form von flanschlosen Stegen, die die darüber verregnete Flüssigkeit beim Niedergehen durch den Bereich gleichmäßig über die waagerechte Ausdehnung desselben verteilen und ein seitliches Ausweichen der Flüssigkeit sowie übermäßiges Verwirbeln des aufsteigenden Dampfes verhindern, vorgesehen sind.

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3. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich (32) für Dampf-Flüssigkeits-Kontakt Rippen (41) in Form von Stegen (42) mit waagerecht abstehenden Flanschen (45), die niedergehende Flüssigkeit auffangen und zu Oberflächenfilmen auf Flanschen und Stegen ausbreiten und aufsteigenden Dampf in Wirbelung versetzen, vorgesehen sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem unteren Bereich (33) für Flüssigkeitssammlung Rippen (50) in Form von aufrechten Stegen (51) mit waagerecht abstehenden Flanschen (52) und aufwärts gerichteten Rändern (53) an den Flanschen unter Bildung von Rinnen zum Auffangen von niedergehender Flüssigkeit und Ableiten derselben in Längsrichtung zu seitlichen Kollektoren vorgesehen sind.
5· Anordnung nach Anspruch 1 bis 4_y

dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Flansche an den Rippen einer Gitterschicht parallel zueinander gerichtet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich (32) die Flansche (45) an den Rippen (41) einer oder jeder Gitterschicht durch Rippen bzw. Stege (36) der unmittelbar darüber befindlichen Schicht gegen Flüssigkeitsbewegung in Längsrichtung abgedämmt sind.

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7. Anordnung nach .Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß im mittleren Bereich (32) die Flansche (45) an den Rippen (41) einer bzw. jeder Gitterschicht durch Rippen bzw. Stege (42) derselben Schicht gegen Flüssigkeitsbewegung in Längsrichtung abgedämmt sind.
8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Flansche (45) an manchen Rippen abwärts gerichtete Ränder (46, 46') unter Bildung von Strömungshindernissen zur Erzeugung einer starken Turbulenz im aufsteigenden Dampf aufweisen.
9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Flansche (45) an manchen Rippen (41) am Fuß der Rippen bzw. Stege (42) unter Bildung eines umgekehrten T-Guerschnitts zum Zerteilen bzw. Verspritzen von niedergehender Flüssigkeit vorgesehen sind (Fig. 8).
10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Flansche an manchen Rippen am Kopf der Rippen bzw. Stege unter Bildung eines T-Guerschnitts zum Zerteilen und Verwirbeln von aufsteigendem Dampf vorgesehen sind.
11. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß Flansche aufweisende Rippen (34, 35) benachbarter Gitterschichten unter einem Winkel zueinander angeordnet sind (Fig. 11).

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12. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß Flansche aufweisende Rippen (34, 35) benachbarter Gitterschichten parallel miteinander und waagerecht versetzt zueinander angeordnet sind (Fig. 9).
13. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß Flansche aufweisende Rippen gewellte oder geriefte Teile (42a, 42b, 45c) enthalten (Fig. 7A, 7B, 7C).
14. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flansche aufweisende Rippen mit Vorsprüngen bzw. Ausprägungen (49) versehene Teile (42c) enthalten (Fig. 7C).
15. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flansche aufweisende Rippen mit Randkerben (47» 48) versehene Teile (42^W, 43") enthalten (Fig. 6).
16. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,,

daß die Rippen (34, 35) einer Gitterschicht geradlinig senkrecht zueinander unter Bildung von rechteckigen Durchgangsöffnungen angeordnet sind.
17. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (42e) einer Gitterschicht geradlinig winklig zueinander unter Bildung von vieleckigen Durchgangsöffnungen angeordnet sind (Fig. 13C).

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18. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Rippen (42d) einer Gitter schicht krummlinig aneinander unter Bildung von durch geschlossene Kurven begrenzten Durchgangsöffnungen angeordnet sind (Fig. 13A, 13B).
19. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (41) wenigstens einer Gitterschicht mit Flanschen (45) am Fuß eines am Kopf flanschlosen Stegs (42) versehen sind.
20. Anordnung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gitterschicht die oberste Schicht eines Bereichs, insbesondere des obersten Bereichs bildet.
21. Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet,.

daß über der einen Gitterschicht eine andere Schicht mit flanschlosen Rippen angeordnet ist. ,
22. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß über dem obersten Bereich (31) ein Sprühkopf system (26, 27) für die gleichmäßige Beaufschlagung desselben mit Flüssigkeit über die ganze· Fläche angebracht ist.

ReNeu/Pi.

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