DE2945103A1

DE2945103A1 - Fluessigkeitsverteiler fuer eine gegenstromkolonne

Info

Publication number: DE2945103A1
Application number: DE19792945103
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter 5650 Solingen Streuber
Original assignee: Julius Montz GmbH
Current assignee: Julius Montz GmbH
Priority date: 1979-11-08
Filing date: 1979-11-08
Publication date: 1981-05-21
Also published as: DE2945103C2

Description

Flüssigkeitsverteiler für eine Gegenstromkolonne
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverteiler für eine Gegenstromkolonne. Solche Flüssigkeitsverteiler haben den Zweck, die ihnen zugeführte Flüssigkeit über den Querschnitt der Kolonne, die in der Regel mit einer Vielzahl von Füllkörpern gefüllt ist, gleichmäßig zu verteilen und zwar möglichst unabhängig von einer etwa schwankenden Zufuhr der Flüssigkeit.
Es ist bekannt, für kleine Flüssigkeitsbelastungen Verteiler zu verwenden, die aus einer Vielzahl waagerechter, einander paralleler, oben offener, U-förmiger Rinnen bestehen, über deren Schenkel Kapillaren gehängt sind, durch die die in der Rinne vorhandene Flüssigkeit langsam nach außen und unten gefördert wird. Es ist ferner ein Flüssigkeitsverteiler mit einer Vielzahl waagerechter, einander paralleler, oben offener, U-förmiger Rinnen bekannt, bei dem in jedem der hochstehenden Schenkel der Rinnen eine Vielzahl von in einer waagerechten Reihe nebeneinanderliegenden Öffnungen für den Auslaß von Flüssigkeit vorgesehen sind, vor denen in Abstand von ihnen eine zu den Schenkeln parallele, vertikale Wand angeordnet ist, die unten in Ablaufzungen endet, deren Enden abwechselnd in waagerechten Abständen voneinander quer zur Ebene der Wand liegen.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Flüssigkeitsverteiler der letztgenannten Art dahin zu verbessern, daß er sowohl bei geringster Flüssigkeitsbelastung als auch bei größter Flüssigkeitsbelastung und sowohl bei gleichmäßiger als auch bei ungleichmäßiger Flüssigkeitszufuhr eine ganz gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der genannten vertikalen Wand unterhalb der genannten Öffnungen der Schenkel eine Vielzahl von in waagerechter Richtung nebeneinanderliegender Öffnungen für den Auslaß von Flüssigkeit vorgesehen ist, und jeder Schenkel der Rinne mit der ihr zugeordneten Wand unterhalb der Reihe der in dieser Wand vorgesehenen Öffnungen verbunden ist. Vorzugsweise besteht jeder Schenkel der genannten Rinnen aus einem Schenkel eines U-Profils und einer damit fest verbundenen vertikalen Wand, die den Steg des U-Profils auch nach unten hin überragt. Die genannte Verbindung der Schenkel der Rinne mit der ihm zugeordneten Wand endet in Zungen jeweils oberhalb einer Ablaufzunge. Vorzugsweise liegt jede der Öffnungen der Wand vertikal oberhalb einer Ablaufzunge und liegt jede der Öffnungen der Wand um jede der Öffnungen des Schenkels in einer vertikalen Ebene, die rechtwinklig zu den einander parallelen Ebenen der Wand und des Schenkels liegt.
Vorzugsweise liegt in der genannten Wand oberhalb der unteren Enden der in den Schenkeln vorgesehenen Öffnungen eine waagerechte Reihe von Öffnungen für den Auslaß von Flüssigkeit, die auf ihrer von der Rinne abgekehrten Seite der Wand nur in waagerechter Richtung geöffnet sind.
Die letztgenannten Öffnungen sind gegenüber den erstgenannten Öffnungen der Wand in waagerechter Richtung um die Hälfte der Abstände gleicher Öffnungen voneinander versetzt. Vorzugsweise besitzen die erstgenannten Öffnungen der vertikalen Wand an ihren unteren Enden aus dem Material der Wand ausgeschnittene, in Richtung auf die Rinne sich erstreckende, nach außen hin geneigte Ansätze.
Der untere Rand der vertikalen Wand ist vorzugsweise in Gruppen von mindestens drei Zungen aufgeteilt, deren Enden voneinander quer zur Längsrichtung der Rinne gleich große Abstände haben. Die die Schenkel der Rinne bildenden vertikalen Wände und die mit ihnen verbundenen Wände bestehen aus dünnen Streifen von in deren Längsrichtung sich nach wenigen Zentimetern wiederholdenen gleichen Formen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen Verteiler gemäß der Erfindung, Fig. 2 zeigt perspektivisch einen Teil eines Elements, das in seinerVielzahl den Verteiler bildet, Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein solches Element und die Hälfte eines ihm benachbarten Elements, Fig. 4 u. 5 zeigen Seitenansichten von zwei einander parallelen Wänden des Elements.
Der in der Zeichnung dargestellte Verteilerboden besteht aus einer Vielzahl einander paralleler Elemente, von denen jedes aus einer waagerechten, U-förmigen Rinne 1, zwei einander parallelen, an den Außenseiten der Schenkel 1a der Rinne 1 befestigten vertikalen Wänden 2, im folgenden Innenwände genannt, und zwei in einem Abstand von diesen Streifen 2 liegenden, mit ihnen parallelen und mit ihnen verbundenen Wänden 3, im folgenden "Ablaufwände" genannt, besteht Die Rinne 1 und die Wände 2 und 3 sind vorzugsweise dünne Streifen aus Metall oder einem ausreichend stabilen Kunststoff.
Jede der an einem Schenkel la der Rinne befestigten Innenwände 2 überragt den Schenkel 1a nach oben und nach unten hin. An seinem unteren Rand ist die Innenwand 2 in Zungen 11 aufgeteilt, die gleiche Abstände voneinander haben. Die Enden der Zungen 11 haben einander im wesentlichen parallele Seiten 11a. Ihre äußersten Enden können von der Ablaufwand 3 einen Abstand von etwa 1 mm oder weniger haben oder mit ihr fest verbunden sein. Die Verbindung kann z.B. durch Schweißen erfolgen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, oder dadurch, daß das Ende des Streifens 11 durch einen entsprechenden Schlitz 11a der Ablaufwand 3 hindurchgeführt und auf dem gegenüberliegenden Ende der Ablaufwand umgebogen wird, wie dies Fig. 3 zeigt. Das obere Ende der Innenwand 2 besitzt dreieckförmige Ausnehmungen 8, zwischen denen Verlängerungen 12 bleiben, die von einer Umbördelung 13 des oberen Randes der Ablaufwand 3 umfaßt werden. Die Innenwand 2 ist in einem Abstand unterhalb ihres oberen Randes und in einem Abstand oberhalb ihres unteren Randes derart abgebogen, daß sie zwischen diesen Stellen in einer zur Ebene der Ablaufwand 3 parallelen Ebene liegt, die von der Ablaufwand 3 einen Abstand von einigen Millimetern hat, beispielsweise etwa 5 mm beträgt bei einer Rinne von 60 mm Breite.
Die Innenwand 2 weist in dem Bereich zwischen der Oberkante des Schenkels la und der Rinne 1 und den Ausnehmungen 8 eine Vielzahl vertikaler Schlitze 5 auf, von denen je einer vertikal oberhalb des Endes eine Zunge 11 aufweist. Die Ablaufwand 3 besitzt kurz unterhalb der Schlitze 5 eine waagerechte Reihe von Öffnungen 4, deren vertikale Achsen jeweils in der Mitte zwischen der vertikalen Achse zweier benachbarter Schlitze 5 liegen. Die Öffnungen 4 sind hergestellt durch Ausstanzen einer Zunge 4a, die vom unteren Rand der Öffnung 4 zur Innenwand hin schräg nach oben ragt. Oberhalb jeder Öffnung 4 besitzt die Ablaufwand 3 eine Öffnung 9, vor der auf der Außenseite der Wand 3 sich eine Abschirmung 9a befindet, die nach beiden Seiten in waagerechter Richtung offen ist.
Das untere Ende der Ablaufwand 3 ist in Ablaufzungen 10a, 10b, 10c aufgeteilt, von denen jeweils abwechselnd eine Zunge 10b in der vertikalen Ebene der Wand 3 liegt, eine Ablaufzunge 10a so weit zur Mittelebene der Rinne 1 hin gebogen ist, daß sie an einer Stelle endet, deren waagerechter Abstand von der Zunge 10b gleich einem Drittel des Abstandes der beiden Zungen 10b der beiden Ablaufwände 3 ist, und die dritte Ablaufzunge 10c in gleichem Maße nach außen gebogen ist wie die Zunge 10a nach innen gebogen ist. Jede der Ablaufzungen liegt in vertikaler Richtung unterhalb einer der Öffnungen 4.
In den Fig. 4 und 5 sind die Innenwand 2 und die Ablaufwand 3, die wie die übrigen Figuren zeigen, parallel hintereinander liegen, nebeneinander dargestellt, so daß leichter erkennbar ist, in welchen horizontalen und vertikalen Ebenen ihre Teile zueinander liegen. Zur leichteren Orientierung sind in den Fig. 4 und 5 mit strichpunktierten Linien die vertikalen Ebenen angedeutet, die durch die Mitten der Öffnungen 4 der Ablaufwand 3 und die Schlitze 5 der Innenwand 2 verlaufen. Diese Wände bestehen aus Streifen, die über ihre ganze Länge die gleiche Form haben. Sie können daher als lange Bänder aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden, von denen Stücke in der jeweils benötigten Länge abgeschnitten werden können - ein weiterer Vorteil der Erfindung.
In jedem Schlitz 5 kann, wie Fig. 3 zeigt, eine Kapillare 7 vorgesehen sein, durch die Flüssigkeit aus der Rinne 1 in den zwischen dem Streifen 2 und der Ablaufwand 3 vorhandenen Raum fließen kann. Ein solcher Verteilerboden arbeitet wie folgt: Der Rinne 1 wird kontinuierlich die zu verteilende Flüssigkeit zugeführt. Nachdem sie in der Rinne 1 genügend hoch gestiegen ist, fließt die Flüssigkeit über die untere Kante der Schlitze 5 an die Außenseite der Innenwand 2 zu den Zungen 11 und von dort zu den Ablaufzungen 10a, 10b, 10c. Ein so geregeltes geringes Fließen der Flüssigkeit kann dadurch unterstützt werden, daß in den Schlitzen 5 Kapillaren 7 angeordnet sind. Bei stärkerer Flüssigkeitsbelastung wird ein Teil der dann in der Rinne 1 höher ansteigenden und daraus aus den Schlitzen 5 austretenden Flüssigkeit durch die Zungen 4a auf die Außenseite der Ablaufwand 3 geleitet von wo sie vertikal nach unten strömend auf eine der Ablaufzungen 1Oa, 1Ob, 10c gelangt, so daß jede dieser Ablaufzungen im wesentlichen die gleiche Flüssigkeitsmenge erhält.
Wenn die Flüssigkeit in dem Raum zwischen der Innenwand 2 und der Ablaufwand 3 noch höher steigt, so strömt ein weiterer Teil der Flüssigkeit aus den Öffnungen 9 aus. Die Abschirmungen 9a bewirken, daß die austretende Flüssigkeit an der Außenseite der Ablaufwand 3 jeweils oberhalb einer der Zungen 10a, lob, 10c abläuft. Wenn die Flüssigkeit in der Rinne in Ausnahmefällen noch höher steigt, kann sie durch die Ausnehmungen 8 in den Raum zwischen Innenwand 2 und Ablaufwand 3 und von da durch die Öffnungen 9 und 4 ausströmen.
Die Rinnen 1 sind, wie Fig. 3 zeigt, in solchen Abständen voneinander angeordnet, daß der Abstand einer Ablaufwand einer Rinne von der benachbarten Ablaufwand der benachbarten Rinne im wesentlichen gleich groß ist. Wenn dieser Abstand beispielsweise 9 cm beträgt, so befinden sich die Enden aller Zungen 10a, 10b, 10c eines Verteilerbodens - quer zur Rinnenrichtung gemessen - in Abständen von 30 mm voneinander. Da jeder Zunge grundsätzlich und unabhängig von der Größe der genannten Flüssigkeitsmenge die gleiche Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, ergibt sich eine ganz gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit, beispielsweise auf in der Kolonne vorgesehene Füllkörper, bei jeder Flüssigkeitsbelastung des Verteilers.

Claims

Ansprüche: 1. Flüssigkeitsverteiler für eine Gegenstromkolonne mit einer Vielzahl waagerechter, einander paralleler, oben offener, U-förmiger Rinnen, die in jedem ihrer hochstehenden Schenkel eine Vielzahl von in waagerechter Reihe nebeneinanderliegenden Offnungen für den Auslaß von Flüssigkeit besitzen, vor denen in Abstand von ihnen eine zu den Schenkeln parallele vertikale Wand angeordnet ist, die unten in Ablaufzungen endet, deren Enden abwechselnd in waagerechten Abständen voneinander quer zur Ebene der Wand liegen, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß in der genannten vertikalen Wand (3) unterhalb der genannten Öffnungen (5) der Schenkel (2) eine Vielzahl von in waagerechter Richtung nebeneinanderliegenden Öffnungen (4) für den Auslaß von Flüssigkeit vorgesehen ist und jeder Schenkel (2) der Rinne (1) mit der ihr zugeordneten Wand (3) unterhalb der Reihe der in dieser Wand (3) vorgesehenen Öffnungen (4) verbunden ist.
2. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder Schenkel der Rinne aus einem Schenkel (la) eines U-Profils (1) und einer damit fest verbundenen vertikalen Wand (2) besteht, die den Steg des U-Profils (1) auch nach unten hin überragt.
3. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 1 oder 2, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die genannte Verbindung (11) der Schenkel (2) der Rinne (1) mit der ihnen zugeordneten Wand (3) in Zungen (11) jeweils oberhalb einer Ablaufzunge (10a, 10b, 10c) endet.
4. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede der Öffnungen (4) der Wand (3) vertikal oberhalb einer Ablaufzunge (10a, 10b, 10c) liegt.
5. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede der Öffnungen (4) der Wand (3) um jede der Öffnungen (5) des Schenkels (2) in einer vertikalen Ebene (M) liegt, die rechtwinklig zu den einander parallelen Ebenen der Wand (3) und des Schenkels (2) liegt.
6. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schenkel (2) oberhalb ihrer genannten Öffnung (5) eine vertikale Wand bilden, die an ihrem oberen Rand eine Reihe von Flüssigkeitsauslässen (8) besitzt.
7. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der obere Rand des Schenkels (2) mit dem oberen Rand (13) der Wand (3) durch Umbördelung verbunden ist.
8. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Wand (3) eine waagerechte Reihe von Öffnungen (9) oberhalb der unteren Enden der Öffnungen (5) der Schenkel (2) liegt.
9. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die letztgenannten Öffnungen (9) der Wand (3) auf ihrer von der genannten Rinne (1) abgekehrten Seite nur in waagerechter Richtung geöffnet sind.
10. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 8 oder 9, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die letztgenannten Öffnungen (9) gegenüber den erstgenannten Öffnungen (4) der Wand (3) in waagerechter Richtung um die Hälfte der Abstände gleicher Öffnungen (4 bzw. 9) voneinander versetzt sind.
11. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erstgenannten Öffnungen (4) der vertikalen Wand (3) an ihren unteren Enden aus dem Material der Wand (3) ausgeschnittene, in Richtung auf die Rinne (1) sich erstreckende, nach außen hin geneigte Ansätze (4a) besitzen.
12. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der untere Rand der Wand (3) in Gruppen von mindestens drei Zungen (10a, 10b, 10c) aufgeteilt ist, deren Enden voneinander quer zur Längsrichtung der Rinne (1) gleich große Abstände haben.
13. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die die Schenkel der Rinne (1) bildenden vertikalen Wände (2) und die mit ihnen verbundenen Wände (3) aus dünnen Streifen von in deren Längsrichtung sich nach wenigen Zentimetern wiederholenden gleichen Formen bestehen.