DE2810200C2 - Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne - Google Patents

Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne

Info

Publication number
DE2810200C2
DE2810200C2 DE2810200A DE2810200A DE2810200C2 DE 2810200 C2 DE2810200 C2 DE 2810200C2 DE 2810200 A DE2810200 A DE 2810200A DE 2810200 A DE2810200 A DE 2810200A DE 2810200 C2 DE2810200 C2 DE 2810200C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
carrier
inlet
wall part
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2810200A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2810200A1 (de
Inventor
Robert Duncan Tonawanda N.Y. Kirkpatrick
David William Burt N.Y. Weiler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE2810200A1 publication Critical patent/DE2810200A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2810200C2 publication Critical patent/DE2810200C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/22Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal sieve plates or grids; Construction of sieve plates or grids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne mit Flüssigkeitsein- und -auslaß, wobei der Einlaß quer zur Strömungsrichtung eine horizontale, nicht perforierte Einlaßfläche aufweist, entlang deren
55 Kante eine Blaseneinrichtung angeordnet ist.
Zum Stoffaustausch wird beim selektiven Trennen von wenigstens einer Komponente aus einer Mischung von wenigstens zwei Bestandteilen, beispielsweise bei Destillations- und Absorptionsanwendungen, in üblicher Weise ein aufwärts strömendes Dampf- oder Gasmedium auf einer im wesentlichen horizontal ausgerichteten Kontaktfläche mit einem allgemein abwärts gerichteten flüssigen Medium in Kontakt gebracht. Bei einem
60 herkömmlichen Destillationsverfahren erlaubt ein solcher Kontakl, daß ein aufwärts strömendes Dampf- oder Gasmedium selektiv mit den leichteren Komponenten der Mischung angereichert wird, d. h. mit solchen Komponenten, die eine relativ hohe Flüchtigkeit haben, während das allgemein abwärts strömende flüssige Medium selektiv mit den schwereren Komponenten von relativ niedrigerer Flüchtigkeit angereichert wird.
Mehrere Arten von Gas-Flüsigkeitskontaktträgern sind im allgemeinen bei dem genannten Stoffanstausch
b1) benutzt worden, um einen engen Kontakt zwischen der Gas- und Flüssigkeitsphase zu bewirken. Der Grad des .Stoffaustausches einer gegebenen Komponente zwischen diesen Phasen ist größtenteils durch das Ausmaß dieses Kontaktes bestimmt. Eine maximale Nutzung eines Gas-Flüssigkeitskontaktträgers verlangt, daß das Phasengleichgewicht an allen Punkten auf dem Träger so eng wie möglich eingehalten wird, was bei den
bekannten Trägern jedoch in vielen Fällen schwierig zu erreichen ist.
Der Grund dafür liegt in der Tatsache begründet, daß das Phasengleichgewicht nicht nahe genug erreicht wird, weil die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche teilweise nicht ausreichend aktiv ist, was dazu führt, daß der Dampf nicht durch den Träger strömt und die Flüssigkeit nicht an allen Punkten auf der Oberfläche des Trägers gleichmäßig verteilt ist. Unter diesen Bedingungen wird auf einem wesentlichen Abschnitt der Kontaktfläche nur klare Flüssigkeit transportiert, so daß ein Stoffaustausch nicht stattfinden kann. Derartige nicht aktive Flächen neigen überdies zum Tropfen oder zum Ansammeln von Flüssigkeit unter dem Träger, so daß nicht nur die Verhältnisse von Flüssigkeit zu Dampf von dem einen zum anderen Träger, sondern auch ihre Flüssigkeitszusammensetzung geändert wird.
Ein gegebener Träger kann teilweise inaktiv werden, wenn der Träger und seine Flüssigkeit dem auf den Träger eintretenden Dampfstrom einen ungleichmäßigen Widerstand entgegensetzen. Hiefür ist allgemein der hydrostatische Gradient verantwortlich, der normalerweise die Antriebskraft zum Bewegen der Flüssigkeit über den Träger darstellt. Die Inaktivität des Trägers kann durch Ausschalten dieses Gradienten beträchtlich herabgesetzt werden, beispielsweise durch Anwendung eines Dampfschubes anstelle der Gravitationskraft, um die Flüssigkeit zu bewegen. Ein Dampfschub für diesen Zweck kann durch geneigte Öffnungen erzeugt werden. wobei die Öffnungen so angeordnet sind, um die Flüssigkeit bei bestimmter Geschwindigkeit und in eine bestimmte Richtung zu bewegen, wie es dem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
Trotz Ausschaltung des Gradienten und andere Verbesserungen des hydraulischen Verhaltens eines Gas-Flüssigkeitskontaktträgers, ist es allgemein bekannt, daß bestimmte Trägerbereiche, besonders der Flüssigkeitseinlaßbereich des Trägers, ständige Inaktivität zeigen, was besonders bei Trägern mit großem durchmesser der Fall ist, die mit einem niedrigen Dampfdruckabfaii über den Träger arbeiten.
Man hat daher versucht, die Einlaßträgiieit bei Gas-Flüssigkeitskontaktträgern mit Hilfe von verschiedenen Arten von Einrichtungen, die allgemein unter der Bezeichnung »Blasenförderer« bekannt sind, zu überwinden, indem man diese im Einlaßbereich der Strömungsbahn der Flüssigkeit quer über die Trägerfläche anordnete, um so die Blasenaktivität positiv zu beeinflussen. Derartige Blasenfördereinrichtungen arbeiten allgemein durch sofortiges Erhöhen der Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Einlaßbereich des Trägers unter gleichzeitiger Herabsetzung des hydrostatischen Druckes. Blasenbildung wird unmittelbar an der Trägerschwelle hervorgerufen und, sobald begonnen, setzt sie sich über die Trägerfläche fort.
Eine Einlaßblasenfördereinrichtung beschreibt die US-PS 32 82 576. Diese Einrichtung umfaßt sowohl eine aufwärts als auch nach innen sich erstreckende nicht perforierte Wand, die fest mit der nicht perforierten Wanne zur Aufnahme der Flüssigkeit verbunden ist und weist ferner eine abwärts und nach innen geneigte perforierte Wand auf, die an dem einen Ende mit der obersten Kante der abwärts sich erstreckenden nicht perforierten Wand und an seinem anderen Ende mit dem Gasflüssigkeitskontaktteil oder Trägerdeck verbunden ist. Die eingeleitete Flüssigkeit bei einem bekannten mit einer Ablaufschachteinrichtung versehenen Träger beaufschlagt die nicht perforierte Aufnahmewanne und tritt über die aufwärts sich erstreckende Wand und fließt danach abwärts zum Trägerdeck über die nach unten geneigte Fläche. Die Blasenbildung am Einlaß wird durch die Herabsetzung des hydrostatischen Druckes auf der abwärts geneigten Fläche mit bezug auf den Restteil der Trägeroberfläche erreicht. Diese Blasenbildungseinrichtung weist so eine aktive Blasenfläche auf, öie als eine geneigte Rampe gebaut ist und wie erwartet erfährt die auf ihr herabfließende Flüssigkeit eine Schwerkraftbeschleunigung. Diese Beschleunigung erhöht die Flüssigkeitseinlaßgeschwindigkeit, sobald sie das Trägerdeck erreicht, was jedoch in einigen Fällen sich schädlich auf das hydraulische Verhalten des Trägers auswirkt und zu einer ungünstigen Flüssigkeitsverteilung auf der Gas-Flüssigkeitskonaktfläche führt.
Ein anderer bekannter Blasenförderer beruht in seiner Funktion darauf, den Widerstand der Flüssigkeit gegenüber dem Gasstrom im Einlaßbereich des Trägers herabzusetzen. Dieser Blasenförderer umfaßt ein vertikal sich erstreckendes Wandteil, das die nicht perforierte Aufnahmewanne für die Flüssigkeit von der aktiven Gasflüssigkeitskontaktfläche trennt, und zwar durch ein perforiertes Plattenteil, das mit dem senkrecht sich erstreckenden Wandteil an seinem oberen Ende verbunden ist, so daß sich das perforierte Teil seitlich und nach innen vom Einlaßbereich der Flüssigkeit über einen Abschnitt der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche erstreckt. Die eingeleitete Flüsigkeit aus dem vorhergehenden Träger über die Ablaufschachteinrichtung beaufschlagt die nicht perforierte Empfangswanne und fließt über das vertikale Wandteil quer über das perforierte Wandteil und fäll! dann auf das Trägerdeck. Versuche zeigten, daß der Hauptabschnitt für die Blasenbildung am Einlaß, basierend auf dem Gebrauch dieses Blasenförderers, mit Gas versehen ist, das durch das Trägerdeck unter dem horizontal sich erstreckenden perforierten Plattenteil ströITit u.id aus dem Raum zwischen der Ablaufschachtkante des horizontal sich erstreckenden perforierten Plattenteils und dem Trägerdeck austritt, während nur ein unbedeutender Abschnitt der Blasenbildung von dem durch das Trägerdeck nachfolgenden Gas versorgt wird, das durch das perforierte Plattenteil des Förderers strömt. Bei dieser Blasenbildung wird nicht nur die von der Ablaufschachtkante der perforierten Platte abgegebene Flüssigkeit stark belüftet, sondern die Flüssigkeit wird auch durch das aus dem angegebenen Raum zwischen dem Trägerdeck und der Ablaufschachtkante des perforierten Plattenteils austretende Gas über das Trägerdeck geschoben.
Aus der DE-PS 14 44 389 ist ein Zwischenboden für eine Stoffaustauschkolonne bekannt, wonach entlang des bo Flüssigkeitseinlasses vor dem Hauptteil des Bodens zuerst eine über die Bodenfläche ansteigende und danach abwärts geneigte Fläche vorgeschoben ist. Die aus einem vorhergehenden Siebboden durch einen Ablaufschacht zugeführte Flüssigkeit gelangt auf die nicht perforierte Einlaßfläche, passiert das ansteigende Wandteil und gelangt danach über die nach innen geneigte Fläche auf das Siebboden'eil. Die Blasenbildung am Einlaß wird durch Verringerung des hydrostatischen Druckes auf der geneigten Fläche erreicht. Jedoch ist das hydrauli- b5 sehe Verhalten der Flüssigkeit auf dem Siebboden nachteilig beeinflußt, weil die strömende Flüssigkeit eine Beschleunigung durch die Schwerkraft erfährt, was dazu führt, daß die Flüssigkeit nicht gleichmäßig auf dem Siebboden verteilt ist.
Eine weitere, bei bekannten Trägern benutzte Blaseneinrichtung umfaßt eine aufwärts gerichtete und nach innen geneigte nicht perforierte Platte, die die nicht perforierte Aufnahmewanne für die Flüssigkeit des Trägers von der aktiven Trägerdecke trennt, und zwar durch ein vertikal sich erstreckendes Wandteil, das mit dem aktiven Trägerdeck unterhalb der Ablaufschachtkante der geneigten Platte verbunden ist und mil seinem ) Aufwärtsstück unterhalb der Ablaufschachtkante der geneigten Platte endet. Diese Bauart bildet eine kontinuierliche Schließöffnung über dem Trägereinlaß, so daß das Gas mit dem Dampfraum des nächsten unteren Trägers in Verbindung treten kann. Die aus der Destillationskolonne des vorhergehenden Trägers abgegebene Flüssigkeit fließt über die .Schachtablaufeinrichtung zu der nicht perforierten Aufnahmewanne des Trägers, dann abwärts entlang der geneigten Platte und fällt auf der Abwärtskante der geneigten Platte auf das Trägerdeck.
,ο Die strömende Flüssigkeit steht in Kontakt mit dem aufwärts strömenden Gas. das aus der Schlitzöffnung des Blasenförderers kommt, so daß eine Gas-Flüssigkcitsphase gebildet wird. Veröffentliche Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das sich durch diesen aufwärts geneigten plattenförmigen Blasenförderer ergebende Gas-Flüssigkeitsschaumprofil des Trägers ähnlich dem ist. das durch den vorher beschriebenen parallelen, perforierten, plattenförmigen Blasenförderer erreicht wird und damit das gleiche Phänomen der Blasenaktivität zusammen
π mit den damit verbundenen Nachteilen einer übermäßigen Belüftung am Trägereinlaß l'efert. Ein »Vorschieben« der abwärts gerichteten Flüssigkeit über das Trägerdeck ist in beiden Fällen gegeben.
Der Betrieb des beschriebenen bekannten Blasenförderers verlangt ein Vorschieben der Flüssigkeit auf der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche oder dem Trägerdeck. Während ein derartiges Vorschieben den hydraulischen Gradienten bei vielen Gas-Flüssigkeitskontaktträgern vom Siebtyp mit Querstromung günstig herabseUi, isi dieses Vorschieben auf Trägern mit Dampfdüsen im allgemeinen nachteilig. Siebträger sind Gas-Flüssigkeitskontaktträger, bei denen ein mehr oder weniger gleichmäßiges Muster von Perforationsöffnungen fester Größe mit Wänden senkrecht zur Trägerfläche über die Gasflüssigkeitskontaktfläche verteilt ist. Es ist allgemein bekannt, daß die Leistung auf Siebträgern bei Anwendung von Dampfleitdüsen, wie sie in der US-PS 34 17 S'75 offenbart sind, auf der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche verbessert werden kann. Die nach dieser Patentschrift gebauten, geschlitzten Siebträger arbeiten mit verbesserter Leistungsfähigkeit aufgrund der Ausschaltung des in Längsrichtung wirkenden hydraulischen Gradienten in der über den Träger strömenden Flüssigkeit. In derartigen geschlitzten Siebträgern besteht bei Gebrauch der beschriebenen bekannten Blasenfördereinrichtungen die Gefahr, daß die über die Trägerkontaktliäche strömende Flüssigkeit eine Beschleunigung erfährt. Diese Beschleunigung der Flüssigkeit begrenzt die durch den Träger erreichte Fähigkeit zum gesamten Stoffaustausch
jo unter starker Herabsetzung der Verweilzeit der beschleunigten Flüssigkeit auf dem Träger, insbesondere in seinem zentralen Bereich.
Ein weiteres, mit den beschriebenen bekannten Blasenfördereinrichtungen verbundenes Problem ist ihre Neigung, ein Sprühen im Einlaßbereich des Trägers zu verursachen. Ein derartiges Sprühen unterscheidet sich in erheblichem Maße von der gewünschten normalen ausreichenden Gasflüssigkeitsschaumhöhe auf der Trägerin oberfläche. Der gewünschte Schaum umfaßt Gasblasen, die mehr oder weniger homogen in der Flüssigkeit verteilt sind, während bei einem Sprühauftreten einzelne Tropfen der Flüssigkeit im Gasraum über der Trägeroberfiäche dispergicri μπο. Eine ausreichende .Scnaiirnhöhc auf der Trägeroberfläche ssi allgemein niü einer hohen Trägerkontaktleistung verbunden, wobei angenommen wird, daß die Schaumhöhe gleichmäßig über die gesamte Trägerkontaktfläche verteilt ist. während sich eine zu hohe Sprühhöhe allgemein schädlich auf die
■ίο Trägerleistung auswirkt und dementsprechend eine geringe Trägerkontaktleistung ergibt. Die geringe mit dem Träger verbundene Kontaktleistung kann teilweise auf eine Veränderung in den Eigenschaften des Gas-Flüssigkeitskontaktes zurückgeführt werden, und zwar darauf, daß zur kontinuierlichen Schaumbildung genügend Flüssigkeitsphase, jedoch zur kontinuierlichen Schaumbildung genügend Flüssigkeisphase, jedoch zur kontinuierlichen Sprühbildung keine ausreichende Gasphase vorhanden ist. Eine zusätzliche Leistungsverringerung
Λ5 ergibt sich aus der übermäßigen Belüftung der Flüssigkeit im Sprühbereich, was eine nicht proportionale Menge des Durchflusses in diesem Trägerbereich im Vergleich zu den normal funktionierenden Bereichen des Trägers ergibt. Das Sprühen über der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche des Trägers kann dazu führen, daß Flüssigkeit in dem nach oben durch die Destillationskolonne strömenden Gas eingeschlossen wird. Ein derartiger Einschluß von Flüssigkeit im Gasstrom wirkt sich auf die gesamte Trägerleistung sehr nachteilig aus und kann zu einem
vorzeitigen Überfluten der Kolonne führen. Unter diesen Bedingungen kann ein Überfluten der Kolonne nur durch ein verhältnismäßig teures Erhöhen des Trägerraumes der Kolonne vermieden werden. Größere, durch ein übermäßiges Sprühen verursachte Mengen an Flüssigkeitseinschluß ergeben eine weitere verringerte Trägerleistung aufgrund der Rückführung eines Teiles der schon destillierten Flüssigkeit auf einem bestimmten Träger zurück zur Gasflüssigkeitskontaktfläche. die mit dem vorhergehenden Träger verbunden ist, so daß der Trennungsgrad in erheblichem Maße unterschiedlich herabgesetzt wird.
Diese Mängel der bekannten Blasenfördereinrichtungen wird der mit diesen Problemen vertraute Fachmann durch verschiedene bauliche Abänderungen des horizontal sich erstreckenden perforierten Plattenteiles des Förderers auszuschalten versuchen, um nicht nur die mit dem in der US-PS 32 82 576 beschriebenen Blasenförderer auftretende Gravitationsbeschleunigung, sondern auch den hohen Flüssigkeitsschub und das mit dem nach fco oben geneigten Plattenblasenförderer auftretende Versprühen zu vermeiden. Um das Sprühen am Einlaß auf ein verhältnismäßig geringes Maß. beispielsweise mit dem horizontal angeordneten perforierten Plattenblasenförderer zu verringern, kann man die Zahl der Perforationen pro Einheitsfläche in der Horizontalplatte verringern. Es kann auch entweder getrennt oder in Verbindung mit dieser Änderung die Länge der perforierten Platte in der horizontalen Richtung veringert werden, um nicht nur das Sprühen im Einlaßbereich, sondern auch die Bescnieunigung der Flüssigkeit über den Träger herabzusetzen. Man kann ferner die Höhe oder den erhöhten Abschnitt der perforierten Platte verkleinern, um das Sprühen im Einlaßbereich und die Flüssigkeitsbeschleunigung zu verringern. Keine dieser Änderungen entweder für sich oder in Kombination waren jedoch geeignet, den Vorschub der Flüssigkeit auf ein annehmbares Maß zu bringen, obgleich eine gewisse Verringerung des
Sprühens im Einlaßbereich bewirkt werden konnte.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Blasenförderung bzw. -bildung bei Siebboden für Stoffaustauschkolonnen am Einlaß des Siebbodens, der einteilig oder zweiteilig ausgebildet sein kann, zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Träger mit einer Blasenbildungseinrichtung vorzu- ί schlagen, die angemessen die Trägeraklivität am Einlaß unter wesentlicher Ausschaltung irgendeiner Flüssigke:,-'beschleunigung anregt und ein Sprühen am Einlaß verhindert, so daß eine gleichmäßige Schaumhöhe über die gesamte Trägeroberfläche vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne mit Flüssigkeitsein- und -auslaß. wobei der Einlaß quer zur Strcmungsrichtung eine horizontale, nicht perforierte Einlaßfläche aufweist. entlang deren Kante eine Blasenbildungseinrichtung angeordnet ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Blasenbildungseinrichtung aus einem ersten senkrechten, nichi perforierten Wandteil, einem horizontalen, perforierten Zwischenwandteil und einem zweiten senkrechten, nicht perforierten Wandteil besteht, wobei vom Zwischenwandteil die Aufstromkante mit der oberen Kante des Wandteiles, die untere Kante des Wandteiles mit der Kante der Einlaßfläche und die untere Kante des Wandtei- π les mit der Aufstromkante des Bodenteiles verbunden sind.
Erfindungsgegenstand ist daher der Siebboden gemäß Anspruch 1.
Die Ausdrücke »Rl:»spnflij<;<:iglcpit«_ »Schaum« und »aktive Flüssigkeit« beziehen sich auf eine Flüssigkeit, durch die Gas oder Dampf geleitet wird. Der Ausdruck »klare Flüssigkeit« bezieht sich auf eine einzelne Flüssigkeitsphase ohne wesentliche Zumischung von Verfahrensdampf. Die sog. klare Flüssigkeit ist nicht auf Flüssigkeiten mit optischer Klarheit begrenzt, sondern umfaßt außer dem Verfahrensdampf auch Flüsigkeiten, die durch darin dispergierte Substanzen getrübt oder undurchsichtig gemacht worden sind, wie auch solche Flüssigkeiten, die von Natur aus trübe oder undurchsichtig sind. Der Ausdruck »aktive Fläche« bezieht sich auf einen Abschnitt der Trägeroberfläche, der für den Dampfstrom perforiert oder mit Öffnungen versehen ist, mit Ausnahme des Teiles, der nachfolgend als Blasenfördererfläche erläutert wird.
Der Ausdruck »diametrale Strömungslinie des Trägers« bedeutet die gerade Linie der Strömungsbahn der Flüssigkeit vom Trägereinlaß der Flüssigkeit zur Flüssigkeitsabgabestelle des Trägers und liegt parallel und annähernd neben dem Kolonnendurchmesser. Das Fließen entlang der diametralen Strömungslinie des Trägers ist von der zylindrischen Wand, die den eingebauten Träger bei Betrieb umschließt, enfernt, jedoch nicht \i sentlich als ein Ergebnis der divergierenden oder konvergierenden Strömungsbahn auf der obersten Fläche des Kontaktträgerteiles abgelenkt. Der Ausdruck »transversale Mittellinie des Trägers« bedeutet eine Linie auf der Hauptoberfläche des Kontaktträgerteiles, die senkrecht zu der diametraler, Strömungsünie bei maximaler transversaler Ausdehnung des Trägerkontaktteiles liegt. Der Ausdruck »Schlitzwinkel« bezieht sich auf einen Winkel /wischen dem Schlitzvektor für eine gegebene Schützöffnung und der diametralen Strömungslinie. Der Vektor eines Schlitzes ist durch eine horizontale Linie senkrecht zur Weite der Schützöffnung definiert.
Der Blasenförderer liefert eine wesentliche und unerwartete Herabsetzung des Sprühens im Einlaßbereich der Flüssigkeitsbeschleunigung mit Bezug auf die noch zu erläuternden bekannten Blasenfördereinrichtungen. Bei Betrieb verringert der Blasenförderer den hydrostatischen Druck im Einlaßbereich der Flüssigkeit des Kontaktträgers mit bezug auf den Restteil der Trägeroberfläche. Eine derartige Verminderung des hydrostatischen Druckes gestattet es, die sog. »dynamische Anreicherung« auszunutzen, die eine Funktion der eingeleite- -10 ten Aktivität ist, und dazu führt, daß die Medien über die Kontaktoberfläche des Trägers stromabwärts vom Flüssigkeitseinlaß fließen, wie es mit einer gleichmäßigen, glatten Strömung oder einem Ausbreiten eines Schaumes mit niedriger Dichte vom Trägereinlaß über die Trägerabschnitte stromabwärts vereinbar ist. Aufgrund der virtuellen Ausschaltung der Flüssigkeitsbeschleunigung am Einlaß, die normalerweise bei Betrieb der bekannten Einrichtungen auftritt, zeigt einen Siebboden bzw. Träger gemäß der vorliegenden Erfindung fast gleiche Verweilzeiten über alle Abschnitte der Strömungsbahn der Flüssigkeit des Trägers und einen verbesserten Stoffaustausch mit bezug auf Träger, die bekannte Blasenfördereinrichtungen benutzen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Auslührungsbeispielen, die in der Zeichnung in den F i g. 1 bis 8 dargestellt sind.
Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt eines Siebträgers mit am Einlaß angeordneter Blasenfördereinrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen geschlitzten Siebträgers mit Einlaßblasenfördereinrichtung,
F i g. 3 eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung von geschlitzten Siebträgern des Zweibahntyps, bei dem das Medium entweder von der Seite in das Zentrum oder vom Zentrum zur Seite Hießt,
F i g. 4 einen Querschnitt: eines Teiles einer Destillations-Kolonne mit erfindungsgemäßem Zweibahnsiebträger.
Fi g. 5 eine Draufsicht auf eine Tragerhälfte eines weiteren erfindungsgemäßen Zweibahn-geschlitzten Siebträgers mit auf der Seite in das Zentrum strömendem Medium.
F i g. 6 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Gas-Flüssigkeitskontaktträgers des geschlitzten Siebträgertyps, der sowohl Öffnungen fester Größe mit Wänden senkrecht zur Oberfläche des Trägerkontaktteiles als auch einen Schlitz mit Seitenwänden aufweist, die spitze Winkel mit der oberen Hauptoberfläche des Kontaktträgerteiles bilden,
F i g. 7 einen Teilquerschnitt eines bekannten Siebträgers, der einen Biasenförderer mit einem horizontal sich erstreckenden Plattenteil und das hydraulische Verhalten der darauf befindlichen Medien zeigt, und
F i g. 8 einen Teilquerschnitt eines erfindungsgemäßen Siebträgers, der unter den gleichen Betriebsbedingungen wie der in der F i g. 7 abgebildete bekannte Träger arbeitet und das hydraulische Verhalten der darauf
si
befindlichen Medien zeigt.
Fig. I zeigt eine herkömmliche Fraktionierkolonne oder einen Turm 130 mit einer Anzahl übereinander angeordneter perforierter Gas-Flüssigkeitskontaktträger oder Siebträger. Ein solcher Träger mit seinen Perforationen 118 ist in der Fig. 1 mit 110 bezeichnet, die ebenfalls einen Ablaufschacht 132 des Trägers 134 über einem abgedichteten Wannenbereich 136 und einen Teil des darunterliegenden Siebträgers 138 zeigt. Diese Träger bestimmen eine Mehrzahl von vertikal mit Zwischenraum angeordneten Kontaktstufen 140 und 142. durch die der Dampf aufwärts in den Turm 130 gelangt. Jeder der Träger 110,134 und 138 ist gestützt und an den Kolonnenwänden mit dem Trägerhalter 144 befestigt. Alle Träger in der Kolonne 130 sind von gleicher Bauart und obwohl die spätere Erläuterung sich insbesondere auf den Träger 110 bezieht, ist es deutlich, daß dieser für
to die ganze Kolonne benutzt werden kann. Vom Träger 110 nach unten erstreckt sich das Ablaufschachtelement 146 und bildet mit der Seitenwand der Kolonne 130 einen Ablaufschacht 148 für einen Durchgang der Flüssigkeit nach unten vom Flüssigkeitsabgabeendc 150 des Kontaktträgers 110 zum Flüssigkeitseinlaßbereich 152 des Trägers 138. Neben den unteren Teilen des Ablaufschachtes 132 und 148 liegen die abgedichteten Wannenbereiche 136 mit den Becken 154, die im wesentlichen horizontal ausgerichtete, nicht perforierte Einlaßflächen für die aufzunehmende Flüssigkeit bilden und eine Verbindung für die strömende Flüssigkeit mit dem Kontaktteil de-; Trägers und dem ersten nicht perforierten Wandteil 156 herstellen. Die senkrechten Trägerseitenabschnitte der Ablaufschachtelemente 146,158 und das erste Wandteil 156 des abgedichteten Wannenbereiches 136 begrenzen den Flüssigkeitseinlaßbereich 152. der mit den Flüssigkeitseinlaßflächen 154 verbunden ist. In dieser gezeigten Anordnung ist das Abiaufschachtteii l46 so ausgebildet, daß es im wesentlichen paraiiei zu der innenwand uet Destillationskolonne angeordnet ist und einen Abstand hat sowie mit der Einlaßfläche 154 gleichläuft, so daß es eine Austrittsbahn unterhalb des unteren Endes des Ablaufschaltteiles 146 für die Zufuhr der Flüssigkeit zur Einlaßfläche 154 bildet.
Das erste, nicht perforierte Wandteil 156 ist angrenzend mit einer Kante der Einlaßfläche verbunden und erstreckt sich zu dieser gleichlaufend transversal bis zur Strömungsbahn der Flüssigkeit und dann im wesentlichen senkrecht nach oben von dieser Kante zu einer im wesentlichen gleichen Höhe. Die Strömungsbahn der Flüssigkeit verläuft geradlinig vom Trägereinlaß bis zur Flüssigkeitsabgabestelle des Trägers über das Gas-Flüssigkeitskontaktteil des Trägers. Das Zwischenwandteil 160 mit der ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche ist angrenzend mit der oberen Kante des ersten Wandteiles 156 gleichlaufend verbunden und erstreckt sich dazu horizontal in Richtung der Flüssigkeitsabgabestelle 148 im wesentlichen gleichmäßig. Eine Anzahl von Öffnungen fester Größe 118a sind gleichmäßig über das Zwischenwandteil 160 verteilt und erstrecken sich durch die Wände, die senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche für den Gasstrom liegen, um die Blasenbildung in der strömenden Flüssigkeit über das Zwischenwandteil von der Einlaßfläche 154 über das erste nicht perforierte Wandteil 156 anzuregen. Ein zweites nicht perforiertes Wandteil 161 ist an die obere Kante angrcn zend mit der abwärtsführenden Kante des Zwischenwandteiles 160 gleichlaufend verbunden und erstreckt sich im wesentlichen senkrecht nach unten und ist an die untere Kante angrenzend mit der Aufstromkante des Trägerteiles 162 gleichlaufend verbunden, wobei die über das Zwischenwandteil 160 strömende Flüssigkeit, in der die Blasenbildung stattfand, auf das Gas-F'üssigkei'skcniaktiei! !62 "elei'.et wird, um von hier bis ?w Flüssigkeitsabgabestelle 148 zu gelangen.
Beim Betrieb wird die vom darüberliegenden Träger 134 herabfließende klare Flüssigkeit durch das Ablauf-Schachtelement 146 in den Ablaufschacht 132 geleitet und dann auf die Flüssigkeitseinlaßfläche 154 des abgedichteten Wannenbereiches 136. Die Flüssigkeit gelangt darauf entlang des ersten Wandteilcs 1"6 in den Flüssigkeitseinlaßbereich 152. Wenn die klare Flüssigkeit den obersten Teil des ersten Wandteiles 156 erreicht und den Flüssigkeitseinlaßbereich 152 verlassen hat, überquert sie das Zwischenwandteil 160 und fließt über die Gasflüssigkeitskontaktfläche 162. Beim Fließen über das Zwischenwandteil 160 fließt die Flüssigkeit über die Perforaiionen 118a, durch die der Dampf hindurchtritt. Klare, über den Blasenförderer fließende Flüssigkeit setzt dem aufsteigenden Dampf einen künstlichen Flüssigkeitsdruck auf dem Zwischenwandteil entgegen, der niedriger als der auf der Kontaktfläche des Trägerteiles 162 bestehende Druck ist. Als Ergebnis dieses künstlichen Druckes, der sich selbst als reduzierter Druck dieses Bereiches darstellt, wird die klare Flüssigkeit, die aus dem Flüssigkeitseinlaßbereich 152 austritt, unmittelbar in eine aktive Flüssigkeit oder in einen Schaum überführt. Der durch die Flüssigkeit dieses Bereiches strömende Dampf aktiviert den gesamten Einlaßbereich des Trägers. Die klare Flüssigkeit, die vom aktivierten Trägereinlaßbereich 152 auf die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche des Trägers strömt, sorgt dafür, daß mit Hilfe der sog. »dynamischen Erhöhung« nicht nur diese, sondern die gesamte Trägeroberfläche aktiviert wird.
Der prozentuale Anteil an freier Fläche in Form von Peforationen im Zwischenwandteil des Blasenförderers variiert beträchtlich, was von den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit und des Dampfes irgendeines Flüssigkeits-Dampfkontaktsystemes abhängt. Der prozentuale Anteil an freier Fläche sollte jedoch nicht so groß sein, um ein Tropfen von Trägerflüssigkeit durch die Perforationen bei geeigneten Flüssigkeits- und Dampfbelastungen zu verursachen. Damit die perforierte Fläche des Zwischenwandteiles des Blasenförderers der perforierten Fläche des Kontaktteiles 162 entspricht, wird in der Praxis vorgezogen, daß der prozentuale Anteil an freier oder offener Fläche des Zwischenwandteiles des Blasenförderers annähernd von gleicher Größe im Hinblick auf die offene Fläche des Kontaktträgers ist. Bei den Blasenförderern, die zusammen mit perforierten Trägern, die zusätzlich Dampfschuböffnungen zu den Perforationen fester Größe aufweisen, benutzt werden, wie die F i g. 2 zeigt, sollte der perforierte Zwischenwandteil einen prozentualen Anteil an offener Fläche von 20 bis 125% der offenen Fläche des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles, beruhend auf der Perforation der Dampfschub-
b5 öffnungen des Kontakueües, haben. Der bevorzugte Anteil an offener Fläche des Zwischenwandteiles liegt zwischen 35 bis 100% der offenen Fläche des Flüssigkeitsgaskontaktteiles. Beträgt der Anteil an offener Fläche weniger als 20%, gelangt eine unzureichende Menge von Dampf in die Flüssigkeit, die zur Blasenbildung über den Zwischenwandteil strömt. Bei Anteilen an offener Fläche von mehr als 125% wird eine überschüssige Menge
an Dampf in die über das Zwischenwandteil strömenoe Flüssigkeit eingeleitet, so daß die Gefahr des Sprühens besteht, was aus den bereits erwähnten Gründen vermieden werden soll.
Nach uer vorliegenden Erfindung sollte der Gas-Flüssigkeitskontaktträger eine aktive Oberfläche von mindestens 60% aufweisen. Der Grund für diese Beschränkung liegt darin, daß bei einem aktiven Flächenanteil unter 60% eine oder mehr der Flüssigkeitseinlaßflachen, der Blasenförderer und die Flüsigkeitsabgabeabsc hnitte des Kolonnenquerschnittes unverhältnismäßig groß im Hinblick auf die tatsächliche Gas-Flüssigkritskontaktfläche werden. Im Hinblick hierauf sollte der Zwischenwandteil des Blasenförderers eine Länge zwischen den Kanten des Auf- und des Abwärtsstromes zwischen 1,27 cm und 30,48 cm aufweisen. Bei Zwischenwandlängen von mehr als 30.48 cm geht zuviel an aktiver Fläche des Trägers verloren, ohne daß eine entsprechende Verbesserung im hydraulischen Verhalten des Trägers auftritt. Bei Zwischenwandlängen von weniger als 1,27 cm reicht die Strömungsbahnlänge zur ausreichenden Blasenbildung nicht aus, wie sie bei Längen im Bereich von 1.27 cm bis 30,48 cm typisch sind. Demgemäß liegt eine bevorzugte Länge des Zwischenwandteiles im Bereich von 10,16 cm bis 15,24 cm. In der Praxis liegt die Höhe des nicht perforierten Wandteiles zwischen 1.27 cm bis 10,16 cm. Das erste W-indteil kann eine größere Vertikalausdehnung ils der zweite Wandteil haben, falls die Bauart eine ausgesparte Aufnahmewanne vorsieht, wie es die F i g. 1 zeigt. Wenn die Höhe kleiner als 1,27 cm ist, bildet sich ein übermäßiger Flüssigkeitsdruck auf der Hauptfläche des Zwischenwandteiles aus, so daß es zur Tropfcnbildung kommt. Bei Höhenwerten über etwa 10,1 cm tritt das Entgegengesetzte ein. Bei diesen Werten reicht der Flüssigkeitsdruck im Zwischenwandteil des Blasenförderers mit Bezug auf den Flüssigkeitsdruck auf andere Bereiche der Trägeroberfiäche nicht aus, mit dem Ergebnis, daß Sprühen auftritt und das vorbeiströmende Gas eine unzureichende Blasenbildung in der Flüssigkeit bewirkt, die anschließend auf die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche des Trägers geleitet wird.
Die F i g. 2 zeigt eine übliche Fraktionierkolonne (oder einen üblichen Turm) 130 mit einer Anzahl perforierter Gas-Flüssigkeitskontaktträger oder Siebt-äger, die Dampfdurchtritte 113 oder Schlitze aufweisen, aus denen der Dampf ausströmt und mit der über die Trägeroberfläche strömenden Flüssigkeit in Verbindung tritt, so daß die Flüssigkeil ohne Hilfe eines Flüssigkeitsgradienten über den Träger strömt. Die Dampfschuböffnungen sind in geeigneter Weise in parallelen Reihen auf der Trägeroberfläche angeordnet und sind normalerweise von dem Flüssigkeitseinlaß abgewandt und werden durch die den Danipfstrom leitende Oberfläche 123 mit der Oberfläche des Kontaktteiles 162 gebildet. Die Trägerelemente der F i g. 2 sind denen der F i g. 1 ähnlich und haben aus Gründen der Übersicht im fc'genden die gleichen Bezugszeichen. Die Flüssigkeitsdampfkontaktträger. dargestellt durch den Träger 110, sind in der Kolonne oder in dem Turm 130 übereinander angeordnet, so daß die jo Träger in der Kolonne 130 die durch 140 und 142 bezeichneten Dampfflüssigkeitskontaktstufen bilden. Jeder Träger ist mit einem Schachtablaufelement 146 ausgestattet, das den Wänden der Kolonne 130 angepaßt ist, um einen Ablaufschacht 132 zu bilden. Dieser Träger ist an der Kolonnenwand durch den Trägerhalter 144 befestigt. Alle in der Kolonne 130 verwendeten Träger weisen die gleichen allgemeinen Baumerkmale wie der gezeigte Träger 110 auf. Das sich unter dem Träger 134 und über dem Träger 110 angeordnete Ablaufschachtelement 146 bildet, wie beschrieben, den Ablaufschacht 132 für den Durchgang der Flüssigkeit nach unten von dem höherlie-"er.deri Trä~sr !34 zurr; F!üssi~keitseiri!aßbereich 152 des Trä"ers !JO Neben dem unteren Abschnitt des Ablaufschachtes 132 befindet sich der abgedichtete Wannenbereich 136, der unten eine Einlaßfläche 154 für die Flüssigkeit und das erste Wandteil 156 aufweist. Der vertikale Trägerseitenabschnitt 158 des Ablaufschachtelementes 146 bildet mit der Einlaßfläche der r sigkeit und dem ersten Wandteil 156 einen Flüssigkeitseinlaßbereich 152. Verbunden mit der oberen Ka .is ersten Wandteiles 156 ist das Zwischenwandteil 160, das sich horizontal erstreckt und an seiner Stromabwärtskante mit der oberen Kante des zweiten Wandteiles 161 verbunden ist, das wiederum nach unten hängt und an seiner untersten Kante mit der Aufstromkan'o des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles 162 verbunden ist. Das Zwischenwandteil 160 hat eine ebene Hauptoberlläche und Bodenfiäche und kann durch eine geeignete Einrichtung an den auf Zwischenraum gehaltenen ersten und zweiten Wandteilen 156 und 161 fest oder sonstwie angebracht sein. Das Zwischenwandteil 160 weist Perforationen 118.7 auf, die durch Wände begrenzt sind, welche im wesentlichen senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche des Zwischenwandteiles liegen. Es wird bemerkt, daß das Zwischenwandteil 160 nicht mit Dampfschuböffnungen 113 wie beim Gas-Flüssigkeitskontaktteil 162 ausgestattet ist.
Die vom darüberliegenden Träger 134 nach unten strömende Flüssigkeit wird durch das Ablaufschachtelement 146 in den Ablaufschacht 132 und von hier auf die an der Basis befindliche Flüssigkeitseinlaßfläche 154 des abgedichteten Wannenbereiches 136 geleitet. Die Flüssigkeit steigt von hier entlang des im wesentlichen senkrecht nach oben gerichteten ersten Wandteiles 156 am Flüssigkeitseinlaßbereich 152 auf. Wenn die Flüssigkeit den obersten Abschnitt des ersten Wandteiles 156 unter Aktivierung des Flüssigkeitseinlaßbereiches 152 erreicht, fließt die Flüssigkeit über das Zwischenwandteil 160, das perforierte Öffnungen 118a hat und von da abwärts von der Abwärtskante des Zwischenwandteiles auf den Gas-Flüssigkeitskontaktträger 162. Die über das Zwischenwandteil 160 strömende Flüssigkeit stellt dem durch die Perforationsöffnung 118a hindurchtretenden Dampf einen künstlichen Flüssigkeilsdruck entgegen, der niedriger als der auf dem Kontaktteil 162 des Trägers 110 ist. Aufgrund dieses künstlichen Druckes wird die aus dem Flüssigkeitsbereich 152 austretende klare Flüssigkeit unmittelbar in eine aktive Flüssigkeit oder einen Schaum wegen des reduzierten Flüssigkeitsdruckes und des darüberfließenden Dampfes umgewandelt, so daß dieser Abschnitt des Trägers vollständig aktiviert wird. Die im Flüssigkeitseinlaßbereich 152 aktivierte Flüssigkeit sorgt dafür, daß nicht nur die Gasflüssigkeitskontaktfläche, sondern die gesamte Trägeroberfläche aktiviert wird.
Die Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht mit Draufsicht auf eine Anordnung von geschlitzten Siebträgern mit einem oberen Träger des Zweibahntyps, bei dem das Medium von der Seite in das Zentrum Hießt und einem unteren Träger des Zweibahntyps, bei dem das Medium vom Zentrum zur Seite fließt. Die Kolonnenwände sind in der Figur ausgelassen, das ist jedoch so zu verstehen, daß die runden Kanten des Trägers im wesentlichen dicht gegen die den Träger umschließende senkrechte zylindrische Kolonnenwand abgedichtet sind. Die Flüssig-
keit fließt über den Gas-Flüssigkeitskontaktteil des oberen Trägers vom Flüssigkeitseinlaß von einer Kante des Trägerkontaktteiles entlang einer Stiömungsbahn auf der Hauptoberfläche mit einem divergierenden Strömungsabschnitt neben dem Einlaß zu einer Flüssigkeitsabgabestelle an der entgegengesetzten Kante des Trägerkontaktteiles, der sich transversal von Kante zu Kante des Trägers erstreckt. Von der Flüssigkeitsabgabestel-Ie der transversalen Mittellinie des oberen Trägers in der gezeigten Anordnung geht die abgegebene Flüssigkeit in eine Ablaufschachteinrichtung zum darunterliegenden Träger, bei dem das Medium von der Mitte zur Seite fließt. Bei diesem Träger ist der Flüssigkeitseinlaß neben der transversalen Mittellinie des Trägers angeordnet, so daß die auf die ebene Hauptoberfläche des Kontaktteiles des Trägers eingeleitete Flüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß bis zu einer Flüssigkeitsabgabestelle am Umfang des Trägers neben der Kolonnenwand fließt Auf
ίο diese Weise sind auf alternierenden Trägern die Flüssigkeitsströme entweder zueinander oder voneinander wegführend angeordnet
Im besonderen ist der Kontaktträger 301 in die Trägerhälfte 303, bei der die Flüssigkeit vorwärts und, wie die Figur zeigt nach rechts fließt und die Trägerhälfte 304 geteilt, bei der die Flüssigkeit von rechts nach links fließt. Die eine Hälfte der die Kolonnenwand hinunterfließenden Flüssigkeit geht auf die Trägerhälfte 303 von einem beim Fiüssigkeitseinlaß 305 angeordneten Ablaufschacht und fließt danach über den Blasenförderer 306. Der Blasenförderer 306 ist im wesentlichen ähnlich den in der Fig. 1 und 2 gezeigten Typen gebaut. Der beim Förderer 306 erzeugte Schaum fließt über die ebene Hauptoberfläche des geschlitzten und perforierten Kontaktträgers und wird vom Träger durch die Abgabeeinrichtung, die das Auslaßwehr 307 und den Ablaufschacht 308 umfaßt, abgegeben. Bei Eintreten in den Ablaufschacht 308 wird der in der abgegebenen Flüssigkeit eingeschlossene Dampf vonder Flüssigkeit freigesetzt und verbindet sich mit dem Hauptgasstrom, der nach oben zum nächsten Träger fließt. Die vom Dampf befreite, im wesentlichen klare Flüssigkeit fließt durch den Ablaufschacht 308 zur Aufnahmewanne 309 des Ablaufschachtes. Die Flüssigkeit fließt unter dem Ablaufwehr 307 der Trägerhälfte 303 auf die darunterliegende Trägerhälfte 311. Das Ablaufwehr 307 der Trägerhälfte 303 führt in den Ablaufschacht 308 bis zu einer genügenden Tiefe, so daß das Umgehen des Dampfes durch den Ablaufscnacht vermieden wird. Die auf die Trägerhälfte 311 gelangte Flüssigkeit fließt auf den Blasenförderer 313 und über die ebene Hauptoberfläche des verbundenen Trägerkontaktteiles.
Während die eine Hälfte der Kolonnenflüssigkeit über die Trägerhälfte 303 fließt strömt die andere Hälfte der Kolonnenflüssigkeit, die vom Flüssigkeitseinlaß 300 her kommt, über die T'ägerhälfte 304. Diese fließt nacheinander über den Blasenförderer 314 und die ebene Hauptoberfläche des Trägerkontaktteiles der Trägerhälfte
304. Nach Überqueren der Gas-Flüssigkeitskontaktzone der ebenen Hauptoberfläche strömt die Flüssigkeit über das Ablaufwehr 310. geht von hier in den Ablaufschacht 308 und fällt zur Trägerebene 302 auf die Flüssigkeitsaufnahmefläche 309 der Empfangswanne. Sie fließt dann nacheinander über den Blasenförderer 315, die ebene Hauptoberfläche des damit verbundenen Trägerkontaktteiles der Trägerhälfte 312 und schließlich über das Ablaufwehr 316 der anderen Trägerhälfte. Gegen dieses allgemein horizontal erfolgende Querströmen der Flüssigkeit fließt der Kolonnendampf im wesentlichen von Träger zu Träger durch die Kontaktkolonne aufwärts. Dieser Dampf wird am Umgehen durch die betreffenden Ablauischächie der Kolonne durch die Auslaßwände 307,310,316 und 317 gehindert
Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform des Trägers ist das Trägerkontaktteil des oberen Trägers 301 in drei Bandabschnitte geteilt die unterschiedliche Schlitze aufweisen und quantitativ durch den in jedem Bandabschnitt vorgesehenen Schlitzwinkel unterschieden werden. Der Zweck einer derartigen Schlitzung und Bandanordnung besteht darin, um die Abweichungen von der idealen Strömung auf dem Gas-Flüssigkeitskontaktteil des Siebträgers durch ein abgewandeltes Schlitzmuster, das durch steile Winkel mit Bezug auf die diametrale Strömungslinie des Trägers am Einlaßabschnitt des Trägerteiles gekennzeichnet ist, zu korrigieren. Wie noch im einzelnen zu erläutern sein wird und in der eigenen DE-OS 28 07 882.2 eingehend beschrieben ist, kann ein derartiges Schlitzmuster mit Vorteil bei der vorliegenden Erfindung angewandt werden.
Die F i g. 4 zeigt eine Gas- Flüssigkeitskontaktkolonne oder einen Turm 419 mit einer Anzahl von Siebkontaktträgern 420,401 und 402. die vertikal voneinander auf Abstand gehalten sind. Die Träger sind vom Zweibahntyp, bei dem die in der Kolonne fließende Flüssigkeit in zwei Ströme geteilt ist, von denen jeder alternativ von der Koionnenseite zur Kolonnenmitte bzw. von der Kolonnenmitte zur Kolonnenseite fließt, die im folgenden als zentrale Ablaufschachtträger bzw. Seitenablaufschachtträger bezeichnet sind. Die Figur zeigt drei komplette Träger, von denen der oberste Träger 420 und der unterste Träger 402 Seitenabiaufträger sind, während der in der Mitte angeordnete Träger 401 ein zentraler Ablaufschachtträger ist. In der gezeigten Kolonne fließt die Flüssigkeit vom obersten, teilweise nicht sichtbaren Träger abwärts durch den durch die Ablaufschachtteile 422 und 423 begrenzten Ablaufschacht 421 und fließt dann auf die Aufnahmefläche 424 des Flüssigkeitseinlasses. Die Flüssigkeit teilt sich dann in zwei Ströme, von denen der eine Strom von links nach rechts über den rechten Abschnitt des Trägers fließt, zuerst aufwärts über das erste nicht perforierte Wandteil, dann über das horizontale Zwischenwandteil und abwärts über das zweite nicht perforierte Wandteil des Blasenförderers 425 und danach über das Gas-Flüssigkeitskontaktteil 426 zur Flüssigkeitsabgabestelle, die einen durch das senkrechte Wandteil 427 begrenzten Ablaufschacht 428 bildet. Der andere über die Flüssigkeitseinlaßfläche 424 strömende Teil der Flüssigkeit fließt von rechts nach links über den linken Teil des Trägers 420 und von hier nacheinander über den Blsisenförderer 429 quer über das Gas-Flüssigkeitskontaktteil 430 und schließlich durch den Ablaufschacht 432. der durch das vertikale Wandteil 431 begrenzt ist. Danach fließt die Flüssigkeit neben der Kolonnenwand auf den betreffenden Einlaßflächen 400 und 405 nach innen gegen die Mitte der Kolonne über die Blasenförderer 414, 406. über die Gas-Flüssigkeitskontaktteile 404, 403 und geht durch den Ablaufschacht 408. der durch die
b'> vertikalen Wandteile 407 und 410 begrenzt ist. zum untersten Träger 402, auf dem die Flüssigkeit von der zentral gelegenen Einiaßflache 409 in zwei getrennten Strömen über die Biasenförderer 413, 415, die Gas-Flüssigkeitskontaktteile 411. 412 und in die Abgabeablaufschnchte 433, 434, begrenzt durch die vertikalen Wandteile 416 bzw. 417. fließt. Der mittlere Trager 401 in dieser Ausführungsform zeigt einen abgewandelten Biasenförderer.
der mit Vorteil in der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann, beispielsweise dazu, um den erforderlichen Druckabfall über den Blasenförderer ohne Vermindern der Perforationsdichte des Zwischenwandteiles zu erreichen oder das Einsetzen des Gas-Flüssigkeitsträgers zu erleichtern. In dieser Ausführung liegen die perforierten Trägerdeckabschnitte 403a und 404a unter den bereis erläuterten Blasenförderern 406 bzw. 414.
F i g. 5 ist eine Draufsicht auf die eine Hälfte eines weiteren erfindungögemäßen geschlitzten Siebträgers mit Doppelbahn und von der Seite in die Mitte strömender Flüssigkeit. Dieser Träger 504 kann in den in den F i g. 3 und 4 gezeigten Gas-Flüssigkeitskontaktträgern vorteilhaft eingesetzt werden. Die Flüssigkeitseinlaßfläche 500 für diese Trägerhälfte umfaßt in geeigneter Weise ein nicht perforiertes Teil der Trägeroberfläche. Der Blasenförderer 514 mit Perforationsöffnungen 515 in der Fläche des Zwischenwandteiles ist mit der angrenzenden Flüssigkeitseinlaßfläche 500 verbunden und dient zur Blasenbildung der eingeleiteten Flüssigkeit und sorgt dafür, daß die Blasenbildung kontinuierlich über die ebene Hauptoberfläche des Trägers vor sich geht. Wie gezeigt, ist ein transversal sich erstreckender Bandabschnitt mit den Platten 542a, b, c und d neben dem Blasenförderer 514 an der Aufstromkante des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles des Trägers angeordnet. Dieser ungeschlitzte Bandabschnitt dient dazu, ein übermäßiges Sprühen am Einlaß zu begrenzen, kann aber auch weggelassen werden, wenn das Sprühen am Einlaß und Flüssigkeitseinschlüsse im Gasstrom nicht vorhanden oder unbedeutend sind. Wie erläutert ist das Sprühen am Einlaß des erfindungsgemäßen Trägers von Natur aus niedrig, kann aber, falls vorhanden, im wesentlichen mit Hilfe des gezeigten ungeschlitzten Bandabbchnittes ausgeschaltet werden.
Der Gas-Flüssigkeitskontaktträger 504 hat ein Gas-Flüssigkeitskontaktteil, das in mehrere Bandabschnitte geteilt ist, die sich im wesentlichen durch gleichmäßig geöffnete Flächen auszeichnen, wobei die betreffenden Bandabschnitte aus noch zu erläuternden Gründen sich weiter aus verschiedenen Platten zusammensetzen. Das Trägerkontaktteil hat eine ebene Hauptoberfläche und Bodenfläche, über die die Flüssigkeit strömt, und zwar über den Träger von einem Flüssigkeitseinlaß mit der Flüssigkeitseinlaßfläche an einer Kante des Trägerteiles längs einer Flüssigkeitsströmungsbahn auf der Hauptoberfläche mit einem divergierenden Strömungsabschnitt neben dem Einlaß bis zur Flüssigkeitsabgabestelle an der gegenüberliegenden Kante des Kontaktträgerteiles, das sich transversal von Kante zu Kante des Trägers entlang der transversalen Mittellinie c-c an der Stromabwärtskante des Kontaktträgerteiles erstreckt. Die Flüssigkeitseinlaßfläche 500 erstreckt sich transversal und parallel zur Flüssigkeitsabgabe. Eine Anzahl von Perforationen fester Größe sind über das Trägerteil verteilt und erstrecken sich durch diese mit Wänden, die senkrecht zu der ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche für den Gasstrom liegen. Eine Anzahl durch das Trägerteil gebildeter erhöhter Abschnitte sind über den Flächen vorgesehen, wobei jeder Abschnitt eine über der ebenen Hauptoberfläche erhöhte obere Fläche aufweist mit einer vorderen von der ebenen Hauptoberfläche getrennten Führungskante, um damit eine verlängerte SchlitzöTinung von größerer Weite als Höhe zu bilden. Die erhöhte obere Fläche ist zur ebenen Hauptoberfläche geneigt und besitzt eine feste Rückkante mit dieser Fläche. Jeder erhöhte Abschnitt ist von den angrenzenden erhöhten Abschnitten durch die ebene Hauptoberfläche, die die erhöhten Abschnitte vollkommen umschließt, durch den Abstand getrennt.
Der Gas-Flüssigkeitskontaktträger der F i g. 5 entspricht dem in der DE-OS 28 07 882 beschriebenen Träger. Das Kontaktträgerteil dieses Trägers umfaßt einen ersten neben dem Flüssigkeitseinlaß angeordneten Bandabschnitt, der sich stromabwärts mit 20 bis 50% der Länge der diametralen Trägerströmungslinie von der Flüssigkeitseinlaßfläche bis zur Flüssigkeitsabgabestelle erstreckt und von der diametralen Strömungslinie des Trägers transversal nach außen mindestens 25% der transversalen Länge der Flüssigkeitseinlaßfläche einnimmt. Die Schlitzöffnungen im ersten Bandabschnitt des Kontaktträgerteiles sind — bezogen auf die diametrale Strömungslinie — von der diametralen Strömungslinie wegführend so winkelorientiert, daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze größer als der durch die diametrale Strömungslinie d-d und der Tangente t-t gebildete Winkel an der Außenkante des Kontaktteiles am Schnittpunkt mit der Flüssigkeitseinlaßfläche ist. Der erste Bandabschnitt ist an jedem seiner transversalen Außenränder durch die angrenzenden zweiten Bandabschnitte des Kontakttei- )
les begrenzt, wobei sich jeder Abschnitt transversal zur Außenkante des Kontaktteiles und stromabwärts bis zur Sfi
Flüssigkeitsabgabestelle erstreckt. In den zweiten Bandabschnitten sind die Schlitzöffnungen — bezogen auf die ''!
diametrale Strömungslinie — von der diametralen Strömungslinie des Trägers wegführend derartig winkelorientiert, daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze zwischen 15° und 45° liegt. Der erste Bandabschnitt ist an seiner Stromabwärtskante durch den anliegenden dritten Bandabschnitt des Trägerteiles begrenzt, der sich transversal zwischen den ersten Bandabschnitten und stromabwärts vom ersten Bandabschnitt bis zur Flüssigkeitsabgabestelle ertreckt. Der dritte Bandabschnitt hat eine niedrigere Schlitzdichte als die ersten und zweiten Bandabschnitte. Der Schlitzwinkel der Einzelschlitze im ersten Bandabschnitt des Kontaktteiles variiert zwischen 75° und 90°.
Wie bereits erläutert, umfaßt die in der Fi g. 5 gezeigte aktive Gas-Flüssigkeitskontaktfläche eine Serie von getrennten Trägerplatten, die aneinanderstoßend das Trägerkontaktteil bilden. Die getrennten Trägerplatten des Trägerkontaktteiles sind der Übersicht wegen getrennt bezeichnet. In dieser Ausführungsform umfaßt der erste Bandabschnitt des Trägerteiles die getrennten Platten 543c—h. Die Winkelorientierung der Winkelschlitze im ersten Trägerbändäbschnitt ist mit einem Winkel von 75° in allen Platten gleich. Die Schlitzdichte ist ebenfalls b0 gleich und hat ein Verhältnis von gesamter Fläche der Schlitzölfnungen zur gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabschnittes von 0,02. Der dritte Bandabschnitt, der die Einzelplntten 544,1 —c und 544e— g aufweist, erstreckt sich von der Abwärtskantc des ersten Bandabschnittes zur transversalen Mittellinie c-c des Trägers an der Flüssigkeitsabgabestelle und ebenso erstreckt sich die Zentralplatte 544c/vom Blasenförderer 514 stromabwärts bis zur transversalen Mittellinie c-c des Trägers, wobei alle Platten eine Schlitzdichte von 0 haben, d. h., tn daß sie ungeschützt sind. Die Perforationsdichte der Perforationsöffnungen fester Größe ist über die gesamte aktive Flache der Trägerkontaktfläche gleich und hat einen Wet ί von 0,11 m2 der Gesamtfläche der Perforationsöffnungen pro Quadratmeter aktiver Fläche des Trägerkontaktteiles.
if Da eine Schützung mit steilen Winkeln dazu führen kann, daß die auf die angrenzende Kolonnenwand
|f geleitete Flüssigkeit zur Kanalbildung auf den Oberflächen der Kolonnenwände neigt und damit die Trägerlei-
|i: stung herabsetzt, ist es oft nicht erwünscht, Schlitzöffnungen mit steilen Winkeln in den neben der transversalen
IK Peripherie des Kontaktträgerteile*: liegenden Bereichen zu verwenden. Bei dem in der F i g. 5 gezeigten Träger
ϊ| 5 dienen die mit kleineren Winkeln geschlitzten Platten 543a, b, i und j zusammen mit den steileren Winkeln
H geschlitzten Platten 543c—h dazu, die Einlaßflüssigkeit gleichmäßig über die gesamte Breite des Trägers
fi auszubreiten.
0 Der erste Bandabschnitt der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform umfaßt zwei getrennte Bandsegmen ·ε, von
ei denen jedes neben dem Flüssigkeitseinlaßbereich angeordnet ist, transversal voneinander auf Abstand gehalten
fi; io und symmetrisch mit Bezug auf die diametrale Strömungslinie d-d des Trägers ausgerichtet ist Bei dieser p Anordnung, bei der der erste Bandabschnitt zwei getrennte Bandsegmente umfaßt, sollten die betreffenden
|i Segmente voneinander einen Abstand von nicht mehr als 50% der transversalen Länge der Flüssigkeitseinlaßflä-
■j4 ehe an ihrer Abwärtskante haben. Der Zweck dieser Begrenzung besteht darin, eine bevorzugte Kanalbildung
-A der Flüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß bis zur Fiüssigkeasabgabestelle in der Umgebung der diametralen Strö-
?-i 15 ir.ungslinie des Trägers zu vermeiden, was andernfalls eine ungünstige Flüssigkeitsverteilung auf dem Träger zur
Ig Folge hätte.
'fS; Die Fig.6 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Gas-Flüssigkeitskontaktfläche, bei der die
)|ϊ Beziehung zwischen den öffnungen fester Größe mit Wänden senkrecht zur Trägeroberfläche und Schlitzen
If gezeigt ist wobei die Schlitze Seitenwände aufweisen, die stumpfe Winkel mit dem Außenrand der ebenen
§£ ?o Hauptoberiiäche des Trägerteiles und dem Schlitzrand bilden. Dies ist eine bevorzugte Schlitzanordnung, die |§ verwendet werden kann, eine variierbare Schlitzdichte und winkelgeschlitzte Träger bei der vorteilhaften
% Ausführung der vorliegenden Erfindung zu bilden. Auf der ebenen Hauptoberfläche 210 sind eine Anzahl von
Il Öffnungen bestimmter Größe oder Perforationen 213 senkrecht zur Oberfläche 210 und durch das Trägerteil
0 215 hindurchgehend angeordnet. Auf der ebenen Hauptoberfläche 210 befinden sich auch erhöhte, durch das
ίϊ 25 Trägerteil gebildete Abschnitte, die eine zur ebenen Hauptoberfläche 210 geneigte und damit fest verbundene ;"·] obere Fläche 212 bilden. Diese erhöhten Abschnitte haben Seiten 211, die mit ßgzug auf die ebene Hauptoberflä-
'{■, ehe 210 geneigt und damit fest verbunden sind. Die obere Fläche 212 und die geneigten Seiten 211 haben die
ί/ί Führungskanten 212a bzw. 211a über der ebenen Hauptoberfläche 210. Die ebene Fläche direkt unterhalb der
\h Führungskante 212a und der Führungskante 211a der geneigten Seiten 211 sind so angeordnet, daß sie eine
;: 30 öffnung oder einen Schlitz 214 bilden, wobei die öffnungsebene senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche 210
- oder leicht geneigt dazu ist, was von der Art der anfänglich gebildeten erhöhten Abschnitte abhängt
Bei Betrieb fließt Dt.mpf oc-^r Gas nur durch die Perforationen 213 und den Schlitz 214. Ein Teil des Dampfes geht durch die Perforationen 213, die senkrecht zur Trägeroberfläche 210 stehen und strömt durch die auf dem Träger befindliche Flüssigkeit u: J bildet dabei Blasen.
35 Auf diese Weise wird ein enger Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Dampf erreicht. Der durch den Schlitz 214 gehende Dampf verläßt nicht die zum Träger senkrecht stehende Oberfläche im Gegensatz zu dem
;; durch die Peforationen 213 strömenden Dampf. Der Dampf beaufschlagt die untere Seite der oberen Fläche 212
des Schlitzes und wird schräg in die Flüssigkeit geleitet. Auf diese Weise handelt die untere Seite als eine den Gasstrom leitende Fläche. Die Schlitzöffnung 214 funktioniert dabei wie eine Engstelle, bei der ein Druckabfall
40 in kinetische Energie umgewandelt wird. Diese gerichtete kinetische Energie oder der mit diesem Dampfanteil
;: verbundene Dampfschub bildet einen Winkel mit der Trägeroberfläche 210. Dieser geneigte Vektor kann dann
in seine Horizontal- und Vertikalkomponente zerlegt werden. Die Horizontalkomponente ist in die Flüssigkeit gerichtet und wird von dieser absorbiert, so daß die Flüssigkeit in die Richtung 224 fließt.
Die Größe der Perforation 213 und des Schlitzes 214 hängt von der Strömung des betreffenden Flüssigkeits-45 gas-Kontaktsystems ab, wie es dem Fachmann in der Destillationstechnik bekannt ist. Ein Perforationsdurchmesser von beispielsweise 0,038 cm bis 0,38 cm sind für Lufttrennung ausreichend, jedoch können größere Durchmesser bis etwa 0,63 cm in anderen Gas-Flüssigkeitssystemen bevorzugt eingesetzt werden. Die Perforationen werden am besten durch Stanzen von Löchern durch ein Blech gebildet und aus mechanischen Gründen kann das Blech nicht dicker als der gestanzte Lochdurchmesser sein. Perforationen mit einem Durchmesser von 50 kleiner als 0,38 cm machen im allgemeinen den Gebrauch von Trägermaterial erforderlich, das zu dünn ist, um als Träger für die Flüssigkeit zu dienen. Wenn die Perforationen jedoch einen übermäßig großen Durchmesser haben, würde der damit verbundene Druckabfall zu klein sein, um ein Tropfen des Trägers zu verhindern und die .';■ erforderliche Trägerleistung aufrechtzuerhalten. Obwohl die Perforationen 213 keinen runden Querschnitt
haben müssen, wird dieser aus Herstellungsgründen bevorzugt.
Beispiel 1
Ein Zweibahn-geschlitzter Siebträger mit von der Seite in die Mitte strömender Flüssigkeit der in Fig.5 gezeigten Trägerausführung wurde mit einer Blasenbildungseinrichtung des erfindungsgemäßen Siebbodens
60 und mit einem nach dem US-PS 32 82 576 gebauten Träger geprüft. Die weitere Beschreibung des zu prüfenden Trägers erfolgt mit Bezug auf die in F i g. 5 gezeigte Trägerausführung. Bei allen Untersuchungen hatte der Träger einen Durchmesser entlang seiner transversalen Mittellinie von 6,096 m. Die Länge der Einlaßfläche 500 betrug an ihrer Stromabwärtskante neben dem Blasenförderer 4,48 m, was einer Trägeroberfläche für die Flüssigkeitseinlaßfläche von 2,23 m2 entspricht. In allen Fällen hatte der Blasenförderer eine in der Trägerebene
65 von der Aufstrom- bis zur Abwärtsstromkante gemessene Länge von 20,57 cm und eine Höhe von 1,27 cm. Die Höhe des nach dem US-PS 32 82 576 gebauten Blasenförderers, hier als Rampenblasenförderer bezeichnet, wurde in einer senkrechten Ebene zur obersten Kante des nach unten geneigten Fördererwandteiles gemessen. Die Höhe des Förderers des erfindungsgemäßen Siebbodens, hier als Gehäuseförderer bezeichnet, war die
10
gemessene Höhe des zweiten nicht perforierten Wandteiles, wobei jedes die gleiche Höhe hatte. Die nicht geschützten Platten 542a-Chatten jeweils eine Länge, gemessen parallel zur diametralen Strömungslinie d-d, von 10.67 cm und eine Weite, gemessen in einer Richtung quer zur diametralen Strömungslinic d-d und parallel zur transversalen Mittellinie c-c, von 5334 cm. Alle Längen der einzelnen Trägerplatten wurden parallel zur diametralen Strömungslinie und die Breite jedes Trägers der Plattenausdehnung entsprechend parallel zur transversalen Mittellinie c-c gemessen.
Jede der am Umfang angeordneten Trägerplatten 543a und 543jdes zweiten Bandabschnittes des Kontaktträgerteiles hatte an der Innenkante gemessen eine Länge von 87,63 cm und eine entlang der transversalen Mittellinie c-c gemessene Weite von 12,95 cm. Die Perforationsdichte dieser Trägerplatten als auch der Kontaktträgerplatten war im wesentlichen 0,11 m2 der geöffneten Fläche pro Quadratmeter der Oberfläche des Kontaktteiles. Alle Schlitze auf dem Träger hatten eine Öffnungsweite von 1,27 cm und eine von der vorderen Führungskante des Schlitzes neben der Schlitzöffnung bis zur Rückkante des mit der ebenen Hauptoberfläche des Kontaktträgerteilecfest verbundenen Schlitzes gemessene Länge von 1,27 cm. Die Platten 543a und 543/des zweiten Bandabschnittes hatten jeweils 24 transversal sich erstreckende Schlitzreihen, die auf ihrer Oberfläche von der Abwärtsstromkante bis zur Aufwärtsstromkante durch einen gleichmäßigen Zwischenraum voneinander getrennt waren. Jede Reihe enthielt fünf Schlitze, die einen transversalen Abstand zwischen den anliegenden Schlitzen von annähernd 1,63 cm und einen Längenabstand zwischen den angrenzenden Reihen von annähernd 2,54 cm aufwiesen. Die Platten 5436 und 543/ des zweiten Bandabschnittes hatten jeweils eine Länge von 182,12 cm, gemessen an den Längen der Innenkanten und jeweib eine Weite von 53,34 cm. Diese Platten enthielten ieweils 48 transversal sich erstreckende Schlitzreihen, die gleichmäßig entlang nrer Länge auf Abstand gehalten waren, wobei jede Reihe 16 Schlitze enthielt, die transversal einen Abstand vo- 1,90 cm und einen Längsabstand zwischen den anliegenden Reihen von annähernd 3,06 cm hatten.
Die Platten 543c und 543Λ des ersten Bandabschnittes hatten jeweils eine Länge von 96,52 cm und eine Breite von 5334 cm und hatten 15 in Längsrichtung sich erstrekende Schlitzreihen, die über die Breite der Platte einen gleichmäßigen Zwischenraum von annähernd 2,54 cm hatten. Jed · Reihe bestand aus drei Segmenten, von denen jedes 10 Schlitze aufwies und in Längsrichtung voneinander getrennt einen Abstand von 1,6 cm und zwischen den angrenzenden Reihensegmenten einen Längenabstand von annähernd 6,3 cm hatten. Jedes der Platten 543</, e. /und g des ersten Bandabschnittes war 63,26 cm lang und 53,34 cm breit. Jede dieser Platten hatte 15 in Längsrichtung sich erstreckende Schlitzreinen, die über die Breite der Platte einen gleichmäßigen Zwischenraum von annähernd 2,54 cm zwischen den anliegenden Reihen aufwiesen. Jede der Reihen bestand aus zwei Reihensegmenten, wobei jedes Segment 10 Schlitze aufwies, die in Längsrichtung voneinander getrennt einen Abstand von 1,60 cm und einen Längsabstand zwischen den angrenzenden Reihensegmenten von annähernd 6^5 cm hatten. Der dritte Bandabschnitt mit den Platten 544a— g war ungeschützt, d. h. seine geöffnete Fläche bestand nur aus Perforationsöffnungen bestimmter Größe, die gleichmäßig über die Fläche verteilt eine Perforationsdichte von 0,124 aufwies.
Zum Vergleich der Auswertungsergebnisse des bekannten Rampenförderers mit dem Gehäuseförderer wurden drei bestimmte Schlitzanordnungen für das Gas-Flüssigkeitskontaktteil benutzt, die mit A, Buna Cbezeichnet wurden. Jede dieser Schlitzanordnungen beruhte auf der bereits erläuterten Anordnung des Gas-FlussigkeitskonHctteiles. In der Anordnung A wurden bei den Platten 543c/, e, /und g die ersten fünf Schlitzreihen von der der diametralen Strömungslinie d-d am nächsten kommenden Kante der Platte abgeschnitten. Bei der Anordnung B wurde die Anordnung von A dahingehend abgewandelt, daß 80% der Schlitze auf den Trägerplatten unter Beibehaltung eines gleichmäßigen Schlitzmusters abgeschnitten wurden. Diese Änderung erniedrigte die Schlitzdichte für die abgewandelten Platten auf 0,004. Bei der Anordnung C wurde die Anordnung A dahingehend abgeändert, daß 60% der Schütze auf den Platten unter Beibehaltung eines gleichmäßigen Schlitzmusters abgeschnitten wurden, so daß sich die Schlitzdichte für die Platten auf 0.008 reduzierte.
Unter Benutzung des bekannten Rampenblasenförderers und des Gehäuseförderers wurden die erläuterten Trägeranordnungen in einer bei einer 100%igen Belastung arbeitenden Luft-Wasser-Kontaktkolonne geprüft, wobei sich eine Gasgeschwindigkeit auf der aktiven Oberfläche von 19,05 cm/Sek. und eine Flüssigkeitsbelastung von 0,009 nWSpk./ Meter der Wehrlänge des Flüssigkeitsauslasses ergab. Luft wurde der LuftWasser-Koniaktkolonne durch ein Gebläse mit einer Stärke von 441,21 kW und einem Aufnahmevermögen von 3707,3 nJ pro Minute zugeführt, wobei der statische Wasserabgabedruck 36,32 cm betrug. Das benutzte Rücklaufwassersystem hatte eine Kapazität von 11 3b5 Litern pro Minute. Zum Erzeugen einer deutlichen Farblinie in der Flüssigkeit war am Trägereinlaß eine Einrichtung angebracht. Zum Bestimmen des Strömungsprofiles und der maximalen und minimalen Verweilzeiten auf den geprüften Trägeranordnungen waren in der Kolonnenwand Schaulöcher vorgesehen.
Während der Prüfungen wurden Betriebstests mit den Blasenförderern ausgeführt, die annähernd die gleichen Perforationsdichten zur Dichte der geöffneten Fläche der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche (0% Abschnitt) aufwiesen. In den anderen Betriebstests wuiden die Perforationen in den Flächen des Blasenförderers abgeschnitten, um eine Perforationsdichte des Blasenförderers von etwa 50% der Dichte der geöffneten Fläche des Trägers (50% Abschnitt) zu liefern. Es wurde festgestellt, daß der Gehäuseförderer eine bessere Leistung bei 50% w Abschnitt lieferte. Wie bereits erläutert, sollte der Anteil der geöffneten Fläche des Zwischenwand!eilos des Blasenförderers des erfindungsgemäßen Siebbodens zwischen 20 und 125% des Anteils der geöffneten Fläche des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles betragen und bevorzugt im Bereich zwischen 35 und 100% des Anteils der geöffneten Flache des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles liegen. Die Ergebnisse de · Untersuchungen mit den gemessenen maximalen und minimalen Verweilzeiien der betreffenden Trägeranordnungen wie auch das Verhältnis der maximalen zu der minimalen Verweilzeiten des Trägers sind in Tabelle I angegeben.
Tabelle
Auswertung der hydraulischen Leistungen eines Rampen- und Gehäuse-Blasenförderers, die in Zweibahnsieb trägern mit von der Seite in das Zentrum strömender Flüssigkeit eingesetzt wurden.
ill Träger-
anordnung
Art des
Förderers
Ausgestanzte
Perforations-
flachedes
Förderers %
Verweilzeu
Maximum
Sek.
der Flüssigkeit
Minimum
Sek.
Verhältnis
von Maximum
zu Minimum
B
B
Rampe
Gehäuse
50
50
6.0
8.5
3.0
4.25
2.0
2,0
A
A
Rampe
Gehäuse
0
0
5.0
9.0
3,25
3.75
1,54
2.40
B
C
Rampe
Gehäuse
50
50
6,0
7.0
3,0
3,5
2,0
2,0
Derartige Verweilzeitverhältnisse liefern ein gutes quantitatives Mali über die gleichmäßige Verteilung dei strömenden Flüssigkeit auf der Oberfläche des Trägerkontaktteiles. Es wurde festgestellt, daß das für eine gut« hydraulische Leistung erforderliche Verweilzeitverhältnis, das sich eng der Idealströmung auf der Trägerober fläche annähert, im Bereich zwischen 1 und 2 liegt.
Wie die Werte der Tabelle 1 zeigen, wurde eine bedeutende Verbesserung mit dem Gehäuseförderer deerindungsgemäßen Siebbodens durch Erhöhung der minimalen Verweilzeit der über den Träger strömender Flüssigkeit mit Bezug auf Trägeranordnungen erreicht, bei denen ein bekannter Rampenblasenförderur einge se:;:t wurde. Eine Zunahme der minimalen Verweilzeit von mindestens 15% wurde durch Trägeranordnunger er.-eicht. bei denen ein Gehäuseförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens eingesetzt wurde im Vergleich zt Trägeranordnungen, bei denen ein bekannter Rampenförderei eingesetzt war. Die gewünschte durchschnittli ehe Verweiizeit der Flüssigkeit bei den verschiedenen Trägeranordnungen liegt unter den benutzten Belastungs bedingungen bei etwa 5 Sekunden, d. h. bei einer Zeit, die sich stärker den Trägeranordnungen mit eingesetzten; Gehäuseförderer als den Trägeranordnungen mit eingesetztem Rampenförderer näherte. Die gewünschte Zu nähme in der minimalen Verweilzeit der Flüssigkeit wurde überdies durch Trägeranordnungen erreicht, be denen ein Gehäuseförderer eingesetzt war. der keine nachteilige Erhöhung des Verweilzeitverhältnisses übei die.· gewünschten Verhältniswerte hinaus ergab.
Bei Auswertung der Ergebnisse von Fall 2 muß berücksichtigt werden, daß aufgrund des Unterschiedes in dei Trägeranordnung zwischen dem eingesetzten Rampenförderer und dem eingesetzten Gehäuseförderer irgend eine Verbesserung der Leistung des Gehäusefüruercfs durch die Änderung des Schlüzrnustcrs au· «er Trager oberfläche verdeckt werden könnte. Die Schlitzdichte des in Verbindung mit dem Gehäuseförderer benutzter Trägers war kleiner als die des mit dem Rampenförderer eingesetzten Trägers. Es war also zu erwarten, daß dei die Flüssigkeit über den Träger treibende Dampfschub niedriger mit dem Gehäuseförderer als mit dem bekann ten Förderer sein würde.
Auf der anderen Seite zeigt Fall 3 insbesondere die durch den Gehäuseförderer des erfindungsgemäßer Siebbodens mit Bezug auf den bekannten Rampenblasenförderer gelieferte Verbesserung. Hier bestand ebenfalls ein Unterschied in der Trägeranordnung der betreffenden Förderer, d. h. bei dem eingesetzten Rampenför derer in Verbindung mit der Trägeranordnung B und dem benutzten Gehäuseförderer in Verbindung mit der Trägeranordnung C. Im Hinblick auf diese Trägeranordnungen würde man erwarten, daß eine Änderung de.' Schlitzmusters des mit dem Rampenförderer ausgestatteten Trägers im Vergleich zu dem mit dem Gehäuseförderer versehenen Trägers eine gewisse Abnahme der Verweilzeit der Flüssigkeit auf dem Träger zur Folge hätte, da der Träger mit dem Gehäuseförderer eine höhere Schlitzdichte als der Träger mit dem Rampenförderer hatte. Bei Einsatz des Blasenförderers wurde jedoch eine Zunahme der Verweilzeiten auf dem Träger festgestellt, während gleichzeitig das gleiche Verweilzeitverhältnis von 2.0 wie beim eingesetzten Rampcnlörde rer aufrechterhalten wurde.
V/ie bereits angegeben wurde, kann der Blasenförderer besonders in Zweibahnsiebträgern der in Fig.: gezeigten Art eingesetzt werden, die steile Schlitzwinkel im Einlaßbereich des Trägers, wie sie in der DE-OS 28 07 882 offenbart wurden, aufweisen. Im allgemeinen weisen die in der Mitte des Ablaufschachtes angeordneten Zweibahnsiebträger, besondes mit großen Durchmessern, eine ungünstige Flüssigkeitsverteilung im Einlaßbereich des Trägers auf. wie sie mit der divergierenden Strömungsbahn der Flüssigkeit in jenem Bereich des Trägers verbunden ist. Auf solchen Trägern strömt die Flüssigkeit von der Einlaßfläche auf den Gas-Flüssig keitskontaktträger bevorzugt entlang der Mittellinie des Trägers, so daß die äußeren Bereiche des Träger: stagnieren oder fast stagnieren. Bei Anwendung der Steilwinkel-Schlitzanordnung der DE-OS 28 07 882 wurd« eine verbesserte Flüssigkeitsverteilung auf der Trägeroberfläche erreicht. Weitere Untersuchungsergebnisse zeigten jedoch, daß die auf den Träger eingeleitete Flüssigkeit sich für einen wirkungsvollen Gas-Flüssigkeitskontakt noch immer zu schnell über die Trägeroberfläche bewegte. Dies wurde besondes dann festgestellt, wenr der bekannte Rampenförderer als Blasenanregungseinrichtung auf den im Zentrum des Ablaufschachtes angeordneten Träger benutzt wurde. Die Gas-Flüssigkeitskontaktleistung des in der Mitte des Abiaufschachte: angeordneten Trägers, der Schlitze mit steilen Winkeln im Einlaßbereich aufwies, wurde durch Anwendung de« Blasenförderers des erfindungsgemäßen Siebbodens auf dem Träger bedeutend verbessert, wie in der Tabelle 1 angegeben ist.
Ein anderes bei Zweibahnsiebträgern auftretendes Problem, das besonders bei den im Zentrum des Ablaufschachtes angeordneten Siebträgern beobachtet wurde, war die hohe unmittelbar stromabwärts des Rampenförderers auftretende Sprühhöhe. Wie bereits erläutert, reduziert dieses Sprühen die Trägerleistung bedeutend, was normalerweise nur durch ein teures Erhöhen des Trägerraumes in der Destillationskolonne ausgeglichen werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, daß der Blasenförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens nicht nur > das Lcistungsverhalten des Trägers durch eine bessere Verweilzeit erhöht, sondern auch das Sprühen im Ein'aßbereich im wesentlichen ausschaltet.
Beispiel 2
In diesem Beispiel wurde ein Leistungsvergleich zwischen einem erfindungsgemäßen Träger und einem bekannten Träger angestellt, wobei der bekannte Träger einen Blasenförderer der beschriebenen Art mit einer horizontal sich erstreckenden Platte aufwies, die über dem Gas-Flüssigkeitskontaktteil lag und an ihrer Abwärtskante über dem Kontaktteil auslief, um eine öffnung zu bilden, die durch die Abwärtskante des horizontalen Plattenteiles und durch die Hauptoberfläche des Kontaktteiles unmittelbar unterhalb der Abwärtskante des horizontalen Plattenteiles begrenzt war. Dieser bekannte Blasenförderer wird im folgenden als »Förderer mit offener Platte« bezeichnet. Die Fi g. 7 und 8 sind Querschnittsansichten eines bekannten Trägers, bei dem ein Förderer mit offener Platte bzw. ein erfindungsgemäßer Träger benutzt wurde. Diese Figuren zeigen das hydraulische Gas-Flüssigkeitsverhalten der betreffenden Träger, wie es bei den durchgeführten Untersuchungen an den Trägeranordnungen tatsächlich beobachtet wurde. In diesen Untersuchungen wurden Trägerabschnitte geprüft, die gemessen entlang der Strömungsbahn eine Länge von 0,609 m hatten und eine Breite von 0.304 m aufwiesen. Die Gas-Flüssigkeitskontaktteile 110, 110' hatten Perforationen mit kreisförmigem Querschnitt und einem Durchmesser von annähernd 0,47 cm. Die Perforationen waren gleichmäßig über die Oberfläche verteilt, wobei die perforierte Fläche annähernd 11% der gesamten Trägerfläche des Gas-Flüssigkeitskontaktteilcs ausmachte. Die Höhe des nicht perforierten vertikalen Wandteiles 156' des Förderers mit offener Platte der Fig. 7 betrug 2,54 cm. Die Höhe des ersten nicht perforierten Wandteiles 156 des in der F i g. 8 gezeigten Förderers war ebenfalls 2,54 cm. Die Längengleichheit wurde auch für die horizontalen Plattenteile der betreffenden Blasenförderer aufrechterhalten. Die Länge der horizontal sich erstreckenden Platte 160' des Förderers mit offener Platte der Fig. 7 wie die Länge des Zwischenwandteiles 160 des Blasenförderers der F'g. 8 wurden jeweils von der Aufstrom- bis zur Abwärtsstromkante gemessen und betrugen jeweils 10.16 cm. Bei dem Schaumprofil der F i g. 8 sowie dem Schaumprofil der F i g. 7 mit dem gezeigten Sprühen wurden mit Gasgeschwindigkeiten auf der aktiven Fläche von 0,88 m bis 1,77 m/Sek. und einer Flüssigkeitsbelastung von 92 dm3 bis 184 dm3 pro Sekunde pro Meter der Auslaßwehrlänge gearbeitet. Die Pfeile in der F i g. 7 geben die Strömungsbahn des Dampfes durch die Perforation 118' in dem Gas-Flüssigkeitskontaktteil 110' an, was nicht nur zu dem durch die Wasser- und Luftphase verursachten Sprühverhalten im Abwärtsstrom, sondern auch zu js einer im wesentlichen ungleichmäßigen Schaumhöhe über die Trägeroberfläche führte. Ein Vergleich der F i g. 8 mit der Fi g. 7 zeigt, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Schaurnhöhc über den gesamten Gas-Flüssigkeitskontaktteil 110 des Trägers erreicht wurde, wobei das bei dem bekannten Förderer mit offener Platte auftretende charakteristische Sprühen fast ausgeschaltet wurde. Diese mit dem Blasenförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens erreichte Leistung stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber den bekannten Förderern dar, bei ;o denen das Sprühen besonders stark entwickelt ist. Bei einer gegebenen Belastungsstufe des Destillationsträgers erlaubt eine Verminderung der Sprühhöhe einen engeren Trägerzwischenraum in der Kolonne, so daß die oesamtgröße der Kolonne verkleinert und damit auch die Kosten der Trennanlage verringert sind. Wenn alternativ der Raum zwischen den Trägern in der Destillationskolonne konstant gehalten wird, kann aufgrund der verringerten Sprühhöhe eine höhere Leistung des Gas-Flüssigkeiiskontaktträgers mit Hilfe des reduzierten Gaseinschlusses für den Kontaktträger aufrechterhalten werden.
In der herkömmlichen Praxis wird das hydraulische Verhalten des in Fig. 7 gezeigten bekannten Förderers mit geöffneter Platte allgemein benutzt und aus dem Grunde als ausreichend angesehen, weil es nicht nur die Aktivität am Einlaß, sondern auch eine große Schaumhöhe gewährleistet. Es muß jedoch berücksichtigt werden, daß der obere Teil des durch den Förderer mit offener Platte gebildeten Schaumes im Einlaßbereich eigentlich ein Sprühen darstellt und daß eine größere Sprühhöhe nicht gleichbedeutend mit einer größeren Schaumhöhe ist. Für ein ausreichendes Funktionieren des Gas-Flüssigkeitskontaktes sollte entsprechende Tiefe der wahren Schaumhöhe gleichmäßig über die gesamte aktive Trägeroberfläche aufrechterhalten werden. Ein derartiges Aufrechterhalten der gleichmäßigen größeren Schaumhöhe auf dem Träger vergrößert die Gas-Flüssigkeitskontaktzeit und verhindert das Entstehen ungleichmäßiger Bereiche, die zu Flüssigkeitseinschlüssen oder zum Tropfen neigen. Um die Größe und die nachteilige Wirkung der ungleichmäßigen Schaumhöhe auf die Leistungsfähigkeit des Gas-Flüssigkeitskontaktes und des Flüssigkeitseinschlusses zu erläutern, sind Berechnungen über das hydraulische Verhalten und den Stoffaustausch unter Konstanthaltung aller anderen Parameter gemacht worden, die folgendes ergaben:
(1) Bei einem Gas-Flüssigkeitskontaktträger mit eine Kontaktleistung von 90%, einer Gasgeschwindigkeit von 1,524 m/Sek. und 15,24 cm Schaumhöhe wird der Träger etwa 4% seiner Leistung verlieren. Bei einer übermäßigen Beschleunigung des Schaumes durch den Förderer wird die Schaumhöhe um 2.54 cm von 15,24 cm auf eine Schaumhöhe von 12,70 cm reduziert
(2) Ein Träger mit einer durchschnittlichen Schaumhöhe von 15,2 cm bei einer Gasgeschwindigkeit von &5 1324 m/Sek. und einer Punktleistung von 90% weist eine höhere Kontaktleistung von 3% gegenüber einem Träger mit einer nicht gleichmäßigen Schaumhöhe auf, wobei die nicht gleichmäßige Schaumhöhe durch die Trägerhälfte mit einer Schaumhöhe von 50% über der durchschnittlichen Schaumhöhe zusammen mit einer
Dampfgeschwindigkeit von 25% unter der durchschnittlichen Dam[ 'geschwindigkeit, die andere Trägerhälfte durch eine Schaumhöhe von 25% unter der durchschnittlichen Schaumhöhe zusammen mit einer Dampfgeschwindigkeit von 25% über der durchschnittlichen Dampfgeschwindigkeit gekennzeichnet ist.
(3) Der unter (2) angegebene Leistungsverlust aufgrund des nicht gleichmäßigen Gas-Flüssigkeitskontaktes und des Einschlusses von Flüssigkeit auf dem Träger wird mit den zwei Bereichen unterschiedlicher Schaumhöhe überdies höher als auf einem Träger mit einer gleichmäßigen Schaumhöhe sein, selbst wenn die durchschnittliche Schaumhöhe in beiden Fällen gleich groß ist. Der Einschluß von Flüssigkeit führt die DestilUtionsflüssigkeit eher zu den davorliegenden Trägern als zum nächst unteren Träger wie gewünscht zurück. Bei einem Einschluß von 2,28 kg zurückgeführter Flüssigkeit pro 453,6 kg der über den Träger strömenden Flüssigkeit wird die Trägerleistung um 5% herabgesetzt. Um den Einschluß an Flüssigkeit auf
einem Träger mit einer nicht gleichmäßigen Schaumhöhe auf den gleichen Wert wie bei einem Träger mit einer gleichmäßigen Schaumhöhe zu reduzieren, ist es notwendig, daß der Trägerraum fast gleich dem Unterschied zwischen den maximalen Schaumhöhen auf den betreffenden Trägern ist. Bei einer Kolonne mit einer größeren Anzahl von Trägern führt ein geringes Erhöhen des Trägerzwischenraumes /u einer schnellen Zunahme der Investitionskosten.
Diese allgemeinen Berechnungen zeigen den wesentlichen Vorteil des Blasenförderers des erfindunsgemäßen Siebbodens mit Bezug auf die bekannten Blasenförderer nicht nur im Hinblick auf die höhere Gas-Flüssigkeitskontaktleistung, sondern auch im Hinblick auf die Verringerung des Einschlusses von Flüssigkeit im auiwartsströmenden Dampf.
Im Hinblick hierauf wurde ein Vergleich zwischen einem Gas-Flüssigkeitskontaktträger, bei dem ein bekannter Blasenförderer mit einer offenen Platte eingesetzt war und einem Blasenförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens, angestellt. Der Vergleich war auf Siebträgern mit Querströmung basiert, wobei jeder einen Durchmesser von 2,438 m mit einer aktiven Trägeroberfläche von 80% hatte. Die Förderer auf den betreffenden Trägern hatten jeweils eine Höhe von 2,54 cm und eine Länge von 10,16 cm. Der Raum zwischen den angrenzenden Trägern in derGas-Flüssigkeitskontakikolonne war 38,1 cm hoch; die durchschnittliche offene Trägerfläche betrug 13,3%. Jeder der Träger arbeitete unter den gleichen Verfahrensbedingungen. Die Dampfgeschwindig- j keit der aktiven Fläche des Kontaktträgers war 2,62 m/Sek. Die Strömungsgeschwindigkeit durch das System
"·■ betrug bei einer Belastung der Kontaktträger von 0,018 mVSek. pro Meter der Länge des Auslaßwehrs. Die
Gasdichte war 1,2 kg/m1 und die Flüssigkeitsdichte lag bei 998,99 kg/m3. Die Profile der hydraulischen Verweilzeiten wurden für jeden Träger als gleich angenommen und das hydraulische Verhalten auf den jeweiligen Trägern war im wesentlichen so, wie es in den F i g. 7 und 8 dargestellt ist. Unter diesen Bedingungen lieferte der Blasenförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens eine gleichmäßige Sch?umhöhe von 22,86 cm über den Kontaktträger mit keinem Anzeichen von Versprühen. Der bekannte Träger mit einer offenen Platte wies demgegenüber am Einlaß ein Sprühen von 0,457 m Länge auf und hatte in Längsrichtung über den Träger von der senkrechten Wand von 47,55 m durchschnittliche Schaumhöhe von 30,48 cm. Der Rest der Trägerfläche wies ■ dagegen eine Schaumhöhe von 2i,59 cm auf. Für Vergleichszwecke wurde die Leistung des crfindungsgernäßen
Trägers mit 90% angenommen, wobei eine gleichmäßige Schaumhöhe von 22,8 cm und im wesentlichen kein Flüssigkeitseinschluß zugrunde gelegt wurde. Es wurde für dieses Gas-Flüssigkeitssystem ein effektives Sprühen von 50% bei normaler Schaumbildung zugrunde gelegt.
Auf diesen Werten basierend wurden die durchschnittlichen Trägerdruckabnahmen berechnet. Ler durch-
' schnittliche Trägerdruckabfall für den bekannten Träger mit offener Platte betrug 6.52 cm Wasserhöhe, wäh-
': ■■■ rend der durchschnittliche Druckabfall des erfindungsgemäßen Trägers bei 7,24 cm Wasserhöhe lag. Man würde
!■:.. erwarten, daß die relativen Größen dieser durchschnittlichen Trägerdruckabnahmen sich umgekehrt verhalten
würden, da im allgemeinen mit der Zunahme der Schaumhöhe auch der damit verbundene Druckabfall ansteigt.
Der bekannte Förderer mit einer offenen Platte hatte beispielsweise eine größere durchschnittliche Schaumhö-
' he. Wie die F i g. 7 jedoch zeigt, wies der Schaum auf der Trägeroberfläche, die unmittelbar stromabwärts vom
Förderer mit der offenen Platte angeordnet ist. eine beträchtliche Sprühmenge auf, was zu einem niedrigeren Druckabfall mit Bezug auf einen mehr oder weniger homogenen Gas-Flüssigkeitsaufbau führt, wie es bei der Oberfläche des erfindungsgemäßen Trägers der Fall ist. Der bekannte Träger mit der offenen Platte zeigte einen
:; Flüssigkeitseinschluß von 14,7%. wovon 13% dem Sprühen im Einlaßbereich und 1,7% der verbleibenden
j£ Trägeroberfläche zugeschrieben wurde. Im Gegensatz dazu wies der erfindungsgemäße Träger einen wesent-
fi. Hch verringerten Flüssigkeitseinschluß von nur etwa 3,2% auf. Dieser Flüssigkeitseinschluß von 3,2% hatte die
»:? Herabsetzung der Leistung des Gas-Flüssigkeitskontaktträgers von dem anfänglich angenommenen Wert von
': 55 90% auf einen Wert von 87,5% zur Folge. Im Gegensatz dazu war die Leistung des bekannten Gas-Flüssigkeits-
' ν kontaktträger mit einem Blasenförderer mit einer offenen Platte, basierend auf dem genannten Flüssigkeitsein-
, ;f Schluß von 14,7%, nur 77,5%. Mit Bezug auf den bekannten Träger, bei dem ein Förderer mit einer offenen Platte
ΐ eingesetzt war, zeigte der erfindungsgemäße Träger eine Vergrößerung der Kontaktleistung von 13%. Eine
ί derartige Zunahme der Kontaktleistung beweisi den großen Vorteil, den der erfindungsgemäße Träger hat, bei
dem im wesentlichen die Schaumhöhe über die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche gleich bleibt und bei dem das
J Sprühen im Einlaßbereich auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    y' 1. Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne mit Flüssigkeitsein- und -auslaß, wobei der Einlaß quer zur
    ν Strömungsrichtung eine horizontale, nicht perforierte Einlaßfläche aufweist, entlang deren Kante eine BIa-
    ;j 5 senbildungseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasenbildungseinrich-
    ■■ tung aus einem ersten senkrechten, nicht perforierten Wandteil (156), einem horizontalen, perforierten
    '■■ Zwischenwandteil (160) und einem zweiten senkrechten, nicht perforierten Wandteil (161) besteht, wobei
    i' vom Zwischenwandteil (160) die Aufstromkante mit der oberen Kante des Wandteiles (156), die Abströmkanal; te mit der oberen Kante des Wandteiles (161), die untere Kante des Wandteiles (156) mit der Kante der
    :> ίο Einlaßfläche (154) und die untere Kante des Wandteiles (161) mit der Aufstromkante des Bodenteiles (162) S; verbunden sind.
    % 2. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebbodenteil (162) eine ebene Oberflä-
    ;\ ehe mit Perforationen (213) senkrecht zur Oberfläche und Schlitzöffnungen (214) aufweist, wobei jede
    y| Schlitzöffnung durch ein hochstehendes Teil gebildet ist, dessen obere Fläche (212) mit der Oberfläche des
    Si is Siebbodenteils (162) einseitig verbunden und gegen diese geneigt ist und das zwei gegen die Oberfläche des
    |3 Siebbodenteils (162) geneigte und mit dieser verbundenen Seitenwände (211) aufweist und wobei die Füh-
    s* rungskanten (212a,) und (21 \a)der oberen Fläche und der Seitenwände vom Flüssigkeitseinlaß (152) wegwei-
    M sen.
    ܧ 3. Siebboden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an offener Fläche des Zwischen-
    H 20 wandtejl^s (160) zwischen 20 bis 125% des Anteils der offenen Fläche des Siebbodenteiles (162) beträgt.
    Έ 4. Siebboden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an offener Fläche des Zwischen-
    P wandteiles (160) zwischen 35 bis 100% des Anteils der offenen Fläche des Siebbodenteiles (162) beträgt.
    Il 5. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebbodenteil (162) eine aktive Fläche
    S von wenigstens 60% aufweist.
    P 25 6. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite nicht perforierte Wandteil (161)
    S eine Höhe zwischen 1,27 ua.L 10,16 cm hat
    j$j 7. Siebboden nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenwandteil (160) zwischen der
    §g Aufstrom- und Abstromkante eine Länge von 1,27 bis 30,48 cm hat.
    [S 8. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenwandteil (160) eine Länge von
    5 30 10,16 bis 15,24 cm hat.
    ': 9. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei gleichen Teilen (303,304) besteht,
    ■ die jeweils einen FliissigkV'seinlaß (305,300) an ihrer Außenkante und einen gemeinsamen Flüssigkeitsaus-
    ; · laß, der längs der mittleren Querlinie und parallel zu den Flüssigkeitseinlässen verläuft, aufweisen.
    '■:·-? 10. Siebboden nach Anspr ;ch 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten Bandabschnitt des
    35 Siebbodenteiles neben der Blasenbildungseinrichtung aufweist, der sich von dort stromabwärts über eine f Länge von 20 bis 50% der Länge der diametralen Strörnungsünie von der Flüssigkeitseinlaßfläche bis zum
    Flüssigkeitsauslaß und quer über eine Länge von mindestens 25% der Querlänge der Einlaßfläche erstreckt, daß die Schlitzöffnungen im ersten Bandabschnitt zur diametralen Strömungslinie winkelorientiert sind, ■-'_ wobei der Schlitzwinkel größer als der Winkel ist, der durch die diametrale Strömur.gslinie und die Tangente
    ;■" 40 an der Außenkante des Siebbodenteiles am Schnittpunkt mit der Einlaßfläche gebildet wird, daß der erste
    Bandabschnitt an seinen transversalen Außenrändern durch die zweiten Bandabschnitte begrenzt ist. wobei ·'.·' sich jeder dieser Abschnitte quer zur Außenkante des Siebbodenteiles und stromabwärts bis zum Flüssigkeitsauslaß erstreckt und der Schlitzwinkel ihrer Schlitzöffnungen zwischen 15° und 45° liegt, daß der erste Bandabschnitt stromabwärts durch einen dritten Bandabschnitt begrenzt ist. der sich quer von den zweiten ■' 45 Bandabschnitten und stromabwärts bis zum Flüssigkeitsauslaß erstreckt und der dritte Bandabschnitt eine
    niedrigere Schlitzdichte als der erste und zweite Bandabschnitt aufweist.
    11. Siebboden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzwinkel im ersten Bandabschniti zwischen 75° und 90° liegt.
DE2810200A 1977-03-17 1978-03-09 Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne Expired DE2810200C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/778,797 US4275021A (en) 1977-03-17 1977-03-17 Gas-liquid contacting tray with improved inlet bubbling means

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2810200A1 DE2810200A1 (de) 1978-09-21
DE2810200C2 true DE2810200C2 (de) 1986-03-13

Family

ID=25114410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2810200A Expired DE2810200C2 (de) 1977-03-17 1978-03-09 Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4275021A (de)
JP (1) JPS5814801B2 (de)
AR (1) AR215168A1 (de)
AU (1) AU514430B2 (de)
BE (1) BE864989A (de)
BR (1) BR7801596A (de)
CA (1) CA1107634A (de)
DE (1) DE2810200C2 (de)
FR (1) FR2383687A1 (de)
GB (1) GB1581719A (de)
IN (1) IN147918B (de)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4499035A (en) * 1977-03-17 1985-02-12 Union Carbide Corporation Gas-liquid contacting tray with improved inlet bubbling means
SU1124992A1 (ru) * 1977-12-26 1984-11-23 Предприятие П/Я А-3605 Массообменный аппарат
JPS54153773A (en) * 1978-05-26 1979-12-04 Hitachi Ltd Perforated barrier plate
EP0011976A1 (de) * 1978-11-22 1980-06-11 Geoffrey Gordon Haselden Destillationsplatte
CA1197172A (en) * 1982-11-24 1985-11-26 Karl T. Chuang Gas-liquid contacting apparatus
HU186652B (en) * 1982-12-23 1985-09-30 Laszlo Gyoekhegyi Plate for columns serving for distillation and/or absorption operations
JPS6064933U (ja) * 1983-10-12 1985-05-08 株式会社ホンゴ パ−ムペ−パ供給器
GB8416497D0 (en) * 1984-06-28 1984-08-01 Boc Group Plc Distillation trays
US4729857A (en) * 1987-04-27 1988-03-08 Glitsch, Inc. Liquid distributor for packed tower
US4869851A (en) * 1987-05-26 1989-09-26 Uni-Frac Inc. Vapor/liquid contact device and method of mixing a vapor flow and a counter current reflux liquid flow
US5049319A (en) * 1988-08-19 1991-09-17 Nye Trays, Inc. Distillation tray
US5047179A (en) * 1988-08-19 1991-09-10 Nye Trays, Inc. Distillation tray
CA1320431C (en) * 1988-08-19 1993-07-20 James O. Nye Distillation tray
GB8822479D0 (en) * 1988-09-23 1988-10-26 Boc Group Plc Liquid gas contact
US5051214A (en) * 1989-01-13 1991-09-24 Glitsch, Inc. Double-deck distributor and method of liquid distribution
US5277847A (en) * 1989-03-08 1994-01-11 Glitsch, Inc. Method and apparatus for catalyst-downcomer-tray operation
US5106556A (en) * 1989-03-08 1992-04-21 Glitsch, Inc. Method of downcoer-tray vapor venting
JPH0353937U (de) * 1989-10-02 1991-05-24
US5230839A (en) * 1991-08-15 1993-07-27 Atlantic Richfield Company Fractionator feed section
US5192466A (en) * 1991-10-09 1993-03-09 Glitsch, Inc. Method of and apparatus for flow promotion
US5601797A (en) * 1992-08-10 1997-02-11 Glitsch, Inc. Liquid-phase catalyst-assembly for chemical process tower
US5462719A (en) * 1994-06-08 1995-10-31 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for mixing and distributing fluids in a reactor
DE4430619A1 (de) * 1994-08-17 1996-02-22 Eduard Kirschmann Verdampfungsanlage
US5523062A (en) * 1994-11-03 1996-06-04 Chemical Research & Licening Company Catalytic distillation distribution structure
AU694850B2 (en) * 1995-03-31 1998-07-30 Koch (Cyprus) Limited Multi-downcomer high performance tray assembly
US5547617A (en) * 1995-03-31 1996-08-20 Glitsch, Inc. Apparatus for increasing effective active area
US5618473A (en) * 1995-05-09 1997-04-08 Norton Chemical Process Products Corporation Fractionation trays
US6189872B1 (en) 1998-10-23 2001-02-20 Amt International, Inc. Froth activator apparatus and method
US6250611B1 (en) 1999-10-07 2001-06-26 Sulzer Chemtech Usa, Inc. Vapor-liquid contact apparatus
US6776365B2 (en) * 2002-03-12 2004-08-17 Premark Feg L.L.C. Waste pulping system
US7270316B2 (en) * 2004-06-09 2007-09-18 Joseph Michael Burch Distillation column tray configuration
US7708258B2 (en) * 2006-12-21 2010-05-04 Sulzer Chemtech Ag Tray for a mass exchange column
US8540218B2 (en) * 2007-04-27 2013-09-24 Gtc Technology Us Llc Fluid dispersion unit assembly and method
US8517354B1 (en) 2008-03-20 2013-08-27 Gtc Technology Us Llc Fluid dispersion unit with directional component vector
US9463397B2 (en) 2008-04-04 2016-10-11 Gtc Technology Us Llc System and method for liquid distribution
US8517352B1 (en) 2008-04-04 2013-08-27 Gtc Technology Us Llc Liquid distributor
US8678357B2 (en) 2010-05-17 2014-03-25 Gtc Technology Us, Llc Fluid contactor-diffuser tray assembly
US8480062B2 (en) * 2009-05-15 2013-07-09 Gtc Technology Us, Llc Activated hinge-joint
US9072986B2 (en) 2011-02-23 2015-07-07 Gtc Technology Us Llc Method and apparatus for securing fractionation trays
US9597650B2 (en) 2011-04-18 2017-03-21 Gtc Technology Us Llc System for improved reactant mixing and distribution
US9079121B2 (en) * 2011-12-02 2015-07-14 Celanese International Corporation Distillation column having enlarged downcomers and method of downcomer enlargement
AR090283A1 (es) * 2012-03-12 2014-10-29 Koch Glitsch Lp Bandeja de flujo cruzado y sistema de soporte para el uso en una columna de transferencia de masa
US11786855B2 (en) * 2018-03-29 2023-10-17 Uop Llc Vapor-liquid contacting apparatus and process with downcomer at shell
CN110354523B (zh) * 2019-07-14 2024-02-06 河北龙亿环境工程有限公司 一种具有多微孔气泡罩的新型塔板
US11554328B2 (en) * 2020-03-06 2023-01-17 Uop Llc Bubble promoter

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2693949A (en) * 1950-10-19 1954-11-09 Koch Eng Co Inc Apparatus for contacting gases and liquids
US3039750A (en) * 1952-03-07 1962-06-19 Kittel Walter Contact plate structure for use in a rectifying or contacting column
US2767966A (en) * 1953-05-06 1956-10-23 Stone & Webster Eng Corp Perforated bubble tray
US3417975A (en) * 1964-12-01 1968-12-24 Union Carbide Corp Apparatus for liquid-gas contacting tray
US3282576A (en) * 1962-09-06 1966-11-01 Union Carbide Corp Apparatus for improved liquidvapor contact
NL302093A (de) * 1962-12-29
US3550916A (en) * 1968-11-29 1970-12-29 Germania Chemieanlagen Und App High capacity mass transfer plate for columns
US3759498A (en) * 1970-03-16 1973-09-18 Union Carbide Corp Liquid-gas contact tray
US3658306A (en) * 1970-07-23 1972-04-25 Universal Oil Prod Co Apparatus for contacting a liquid with a vapor
US3729179A (en) * 1970-09-23 1973-04-24 Fractionation Res Inc Apparatus for liquid and vapor or gas mass transfer
US3700216A (en) * 1970-12-21 1972-10-24 Universal Oil Prod Co Vapor-liquid contacting device
GB1378309A (en) * 1972-04-18 1974-12-27 Universal Oil Prod Co Apparatus for contacting a liquid with a vapour
SU510247A1 (ru) * 1974-03-20 1976-04-15 Предприятие П/Я Р-6273 Тепло-массообменна тарелка

Also Published As

Publication number Publication date
FR2383687B1 (de) 1985-03-22
US4275021A (en) 1981-06-23
BR7801596A (pt) 1978-10-17
IN147918B (de) 1980-08-09
AU514430B2 (en) 1981-02-12
GB1581719A (en) 1980-12-17
FR2383687A1 (fr) 1978-10-13
CA1107634A (en) 1981-08-25
AR215168A1 (es) 1979-09-14
AU3419378A (en) 1979-09-20
BE864989A (fr) 1978-09-18
DE2810200A1 (de) 1978-09-21
JPS5814801B2 (ja) 1983-03-22
JPS53115665A (en) 1978-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2810200C2 (de) Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne
DE2943687C2 (de) Trogartige Vorrichtung zum Sammeln und Verteilen der Flüssigkeit für eine Gegenstromkolonne
DE2807882C2 (de) Kreisförmiger Siebboden für Stoffaustauschkolonnen
EP0151693B1 (de) Stoffaustauschkolonne
DE3342324A1 (de) Leitblech-turm
DE1519725B2 (de) Siebboden für Stoffaustauschkolonnen
EP0112978A1 (de) Flüssigkeitsverteiler für eine Stoff- und Wärmeaustauschkolonne
EP1013324A2 (de) Gegenstromkolonne mit Flüssigkeitsverteiler
DE2418965A1 (de) Dampf-fluessigkeits-austauschapparat
DE2161578A1 (de) Dampf-Flüssigkeits-Kontaktkolonne
DE2835598A1 (de) Dampf-fluessigkeits-kontaktboden und damit ausgeruestete dampf-fluessigkeits- kontaktkolonne
DE60021400T2 (de) Dampf-flüssigkeits-kontaktapparat
DE602004013344T2 (de) Gas-flüssigkeitkontaktboden
DE3529114A1 (de) Fluessigkeitsverteiler fuer eine stoffaustauschkolonne
DE2857229A1 (de) Dampf-fluessigkeits-kontaktboden
DE2702512C2 (de) Flüssigkeits-Flüssigkeits-Kontaktboden
DE1719491C2 (de) Vorrichtung zur Absorption von Gas durch Flüssigkeit
EP0048239A1 (de) Zweiphasengegenstromapparat
DE2352177C3 (de) Siebboden für Stoffaustauschkolonnen
DE2953476A1 (de) Destillationsplatte
DE3707285C2 (de)
DE10026064C1 (de) Flüssigkeitsverteilerkörper für Stoff- und Wärmeaustauschkolonnen
EP0913179B1 (de) Flüssigkeitsverteiler für eine Stoffaustauschkolonne
DE3419172C1 (de) Vorrichtung zur gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung bei Fallstromverdampfern
EP1317948A1 (de) Bodenkolonne

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: GOERTZ, H., DIPL.-ING. FUCHS, J., DR.-ING. DIPL.-I

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee