DE2516078A1

DE2516078A1 - Systematisch aufgebaute stoffaustauschkolonne

Info

Publication number: DE2516078A1
Application number: DE19752516078
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Ing Braun
Original assignee: RASCHING GmbH
Current assignee: RASCHING GmbH
Priority date: 1975-04-12
Filing date: 1975-04-12
Publication date: 1976-10-28
Also published as: DE2516078C3; DE2516078B2

Description

Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne II Die Erfindung bezieht sich auf eine systematisch aufgebaute #tof1'austauschkolonne, bei welcher die aufsteigenden Dampfströme im Gegenstrom zu der beim Herabrieseln, Wandflächen benetzenden, Flüssigkeit einem mehrfachen Richtungswechsel unterworien sind, wie solche beispielsweise als Destillations-und Absorptionstolonnen Verwendung finden.
Im Gegensatz zu Füllkörperkolonnen mit regelloser Schüttung, bei denen sich die Flüssigkeit in unregelmäßigen #ichtungsänderungen und ungleichmäßiger Stärke des #lüssigkeitsfilms, über die Füllung bewegt, wird in einer systematischen sogen.
Benetzungskolonne ein gleichmäßigerer, die Wände herabströmender Film bei entsprechend geordnetem Dampfgegenstrom erreicht.
Ein überall gleichmäßiges Mengenverhältnis der im Austausch befindlichen Phasen ist bei einer benetzungskolonne mit systematischem Aufbau in größerer Annäherung erreichbar.
Es ist bei solchen Packungen bekannt Langskanäle mit wechselnden Querschnitten in trömuargsrichtung auszubilden, wofür Wellbleche so angeordnet sind, daß sich jeweils Wellenberge und Wellentäler gegenüberliegen (PS 1 099 888 und AS 1 089 728).
Hierdurch werden die Dampfströme immer wieder beschleunigt und verlangsamt, so daß ein unerwünscht hoher Druckverlust entsteht. Durch die Engstellen wird überdies die höchstzulässige Dampfgeschwindigkeit begrenzt, so daß relativ große Packungsvolumen erforderlich sind.
Eine weiter bekanntgewordene Bauart einer systematischen It;olonnenp#ckung (OS 1 544 027) besteht aus gitterartigen Verstreb#ngen, bei deren Anordnung der Dampf beim Durchströmen jeweils eingeschnürt wird, was zwangsläufig einen unerwünscht hohen Druckverlust im Gasstrom zur folge hat.
Andere Arten von systematischen Kolonnenpackungen bestehen aus zick-zack-förmig gekanteten oder gewellten, in die kolonne waagerecht eingebauten Böden aus Blech (AS 1 129 956 und AS 1 667 050), welche mit Durchbrüchen versehen sind.
Auch bei diesen Konstruktionen ist ein relativ hoher Druckverlust unvermeidlich, weil aus Gründen der Stabilität die Offnungsquerschnitte ein bestimmtes Maß nicht überschreiten können. Die ausgeschnittenen Blechteile sind darüber hinaus Abfall und stehen für den Stoffaustauschprozess nicht zur Verfügung. Jiei den angeführten Bauarten befindet sich außerdem ein beträchtlicher Teil des Apparatevolumens außerhalb der Hauptstromfäden, so daß sich für diese Ausführungsformen nicht der optimale Austauschwirtungsgrad ergibt. Eine weitere Ausführungsform (OS 2 060 178 und OS 2 233 763) werden aus formperforiertem Blech bzw. Streckmetall oder einem der Struktur von otreckmetall ähnlichen Geflecht gefertigt. Die Verwendung dieser Materialien führt zu einer beträchtlichen Verteuerung einer daraus gefertigten systematischen Kolonnenfüllung. schon hieraus ergibt sich, daß die Wettbewerbsfähigkeit dieser bauart sehr begrenzt ist.
Demgegenüber tennzeichnet sich die systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne gemäß der windung dadurch, daß gegenüber dem Solonnendurchgang querstehende, vorzugsweise parallele Längsbänder (Metallbänder) Echrägschlitze besitzen, in welche wiederum quer zu diesen bändern entsprechend schrägliegende Querbänder (Metallbänder) eingesteckt sind, wobei die Längs- und/oder Querbänder mit Lochungen und/oder zinsteckschlitzen versehen sind und Längsbänder und Querbänder ineinandergesteckt schichtweise übereinanderstehend angeordnet sind, wobei die Längs- und/oder Querbänder reihenweise gleich- und schichtweise entgegengesetzt schräggerichtet sind, so daß ein zickzackförmiger Durchlauf entsteht.
Durch die Erfindung wird eine systematische Kolonnenfüllung erreicht, welche gewährleistet, daß alle vorhandenen Austauschflächen einerseits annähernd gleichmäßlg benatzt und andererseits auch der gesamte Querschnitt gleichmäßig von den Gasen ohne vernachlässigte Toträume durchströmt wird, so daß ein HöchstmaQ an Stoffaustausch bei gleichzeitig niedrigem Druckverlust im Gasstrom erreichbar wird. Zum Ausgleich von Konzentrations- und Druckunterschieden in horizontaler Hichtung werden Löcher vorgesehen, deren Lochlappen in der gewählten Anordnung eine jeweils band- und schichtweise wechselnde Horizontalströmung erzeugen. Gleichzeitig wird durch diese Löcher in Verbindung mit den Lochlappen die allgemeine Durch#belung gesteigert sowie der Druckverlust herabgesetzt, ohne daß ein Verlust an Austauschfläche entsteht. Außerdem ist die erfindungsgemäße systematische Stoffaustauschkolonne kostengünstig zu erstellen und problemlos auch in vorhandene Kolonnen einzubringen, da eine einfache rostartige Aufeinanderschichtung erfolgt, ohne daß sonst irgendwelche Vorrichtungen in der kolonne erforderlich wären.
eine Ausführungsformen von systematisch aufgebauten Stoffaustauschkolonnen gemäß der Srfindung sind beispielsweise in der Zeichnung schematisch dargestellt und zwar zeigen: F i g . 1 die perspektivische Ansicht einer Längs-und Querbandlage zu einem Rost verbunden zur Vereinfachung ohne Lochungen, F i g . 2 und 3 die Seitenansichten hierzu in Richtung auf die Längsbänder mit teilweise eingesetzten Querbändern und Lochungen derselben, F i g . 4 die Ansicht eines gelochten Querbandes, F i g . 5 und 6 die Seitenansicht und Draufsicht auf Hostanordnungen bestehend aus wechselnden Längs-und Querbändern.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich wird, besteht die systematisch aufgebaute Stoffaustauscükolonne aus gegenüber dem Kolonnendurchgang A für den Dampfstrom und B für die Flüssigkeit querstehenden, parallelen Längsbändern 1 mit Schrägschlitzen 2, in welche wiederum quer dazu schräg liegende Querbänder 3 eingesteckt sind, welche gegebenenfalls Gegenschlitze 4 aufweisen und Lochungen 5 mit abgebogenen Lochlappen b besitzen.
Die Lochungen > mit Lochlappen 6 sind in der perspektivischen Darstellung zur Vereinfachung nicht eigezeichnet, dagegen in den übrigen h'iguren ersichtlich. ach. Fig. 2 sind die Längs-und r#uerbänder 1 und 3 mit Schrägschlitzen 2 und Gegenschlitzen 4 versehen, in Fig. f dagegen nur die Längsbänder 1 mit Schrägschlitzen 2, so dass die Einstecktiefe entsprechend unterschiedlich ist. bei den Fig. 2 bis 4 sind die Lochungen 5 mit abgebogenen Lochlappen 6 ersichtlich.
Beim Uberelnandersetzen von Schichten aus bängs- und Querbändern 1 und 3 können die Querbänder 5 bei vorzugsweise senkrechten Längsbändern 1 schicntweise entgegengesetzt schräg gerichtet sein, so dass ein zickzackförmiger Durchlauf A/B entsteht. Die Neigung der Querbänder 3 kann zwischen 15° bis ~/# liegen. Auch können die Längsbänder 1 schrägliegend angeordnet sein, was jedoch herstellungsmässig schwieriger ist. Die Längs-und Querbänder 1 und 3 tonnen, wie in #ig. 2 und 3 dargestellt, mittels schlitzen 2 bzw. 4 verschieden tle! inçinandergesteckt sein und zwar zwischen 30% bis loo"/o. Auch können die Lochlappen 6 der Lochungen 5 entsprechend Fig. 5 und 6 schichtweise wechselnd zueinander abgebogen sein und zwar zwischen 300 und 900.
Lurch das Ineinanderstecken der Längs- und Querbänder 1 und 3 bilden diese pro Lage C jeweils einen Rost, wie dies in Fig. 5 ersichtlich wird, welche Anordnung sich insbes. für Metallbänder eignet. Schliesslich können die Längs- und Querbänder 1 und 3 einer Lage auch aus Kunststoff durch Spritzguss als ein rostartiges Element in einem Stück gebildet sein.

Claims

Yatentansprüche:

1. Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne, bei welcher die aufsteigenden sampfströme im Gegenstrom zu der beim Herabrieseln, Wandflächen benetzenden, Flüssigkeit einem mehrfachen Richtungswechsel unterworfen sind, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem Kolonnendurchgang querstehende, vorzugsweise parallele Längsbänder (lletallbänder) schräg schlitze besitzen, in welche wiederum quer zu diesen Bändern entsprechend schrägliegende Querbänder thetallbänder) eingesteckt sind, wobei die Längs- und/oder Querbänder mit Lochungen und/oder Einsteckschlitzen versehen sind und bängsbänuer und Querbänder ineinandergesteckt schichtweise übereinanderstehend angeordnet sind.

2. Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs-und/oder Querbänder reihenweise gleich- und schichtweise entgegengesetzt schräggerichtet sind, so daß ein zickzackförmiger Durchlauf entsteht.

3. Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter sich parallelen Längs- und/oder Querbänder zwischen 150 bis 750 schrägliegend angeordnet sind.

4. Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- und Querbänder mit gegebenenfalls gegenseitigen Schlitzungen zwischen 30 > bis 100 % ineinandergesteckt sind.

Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- und/oder Querbänder mit Lochungen versehen sind, deren Lochlappen band- und/oder schichtweise wechselnd zueinander abgebogen sind.

b Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach Anspruch #, dadurch gekennzeichnet, daß die Locnlappen der Längs- und/oder Querbänder zwischen 300 und 9o° abgebogen sind.

s stematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- und Querbänder einer Lage jeweils zu einem Rost miteinander verbunden sind.

Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- und Querbänder einer Lage als ein rostartiges Element aus Kunststoff (Spritzmaschine) in einem Stück gebildet sind.

9. Systematisch aufgebaute Stoffaustauschkolonne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Längs- und Querbandlagen (Schichten) winklig, insbesondere rechtwinklig zueinander verdreht übereinander geschichtet sind.