-
Reaktionskolonne mit Zwischenböden.
-
Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. April 1919 ab.
-
Die Erfindung hat eine Neuerung für Absorptions-, Reaktions-, Destillations-
und Rektifikationskolonnen und überhaupt von Kolonnen zum Gegenstand, in denen Gase
oder Dämpfe auf Flüssigkeiten einwirken sollen. Sie findet besonders Anwendung bei
Waschvorrichtungen für Gase, bei Koksöfen, bei Hochöfen, namentlich aber zur Gewinnung
von Ammoniak und Benzol aus diesen Gasen und bei der Leuchtgasgewinnung, bei der
Gewinnung der Dämpfe von leicht flüchtigen Flüssigkeiten.
-
Die neue Anordnung bezweckt, ein methodisches Bewegen der Flüssigkeiten
und ein Regeln der Einwirkung der Gase oder Dämpfe auf die verschiedenen Teile der
Flüssigkeit sowie ein Ausführen einer-innigen Mischung zwischen den Gasen oder Dämpfen
und den Flüssigkeiten zu sichern, indem derselbe Teil der Flüssigkeit zu verschiedenen
Malen mit den Glasen oder den Dämpfen in Berührung tritt.
-
In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform als Beispiel
wiedergegeben.
-
Fig. I zeigt den Schnitt eines Teiles zweier aufeinanderfolgender
Böden oder Etagen.
-
Fig. 2 zeigt den Schnitt durch zwei aufeinanderfolgende Doppelböden
in kleinerem maßstab.
-
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Apparat in demselben verkleinerten
Maßstabe.
-
Fig. 4 gibt eine abgeänderte Anordnung wieder, bei welcher die Gaszuführungsrohre
unnötig werden.
-
Die Böden I, Ia als einfache oder Dopprelböden ausgeführt, sind von
vertikalen Röhren durchdrungen, welche freien Durchlaß für die Gase oder Dämpfe
bzw. die Flüssigkeit gestatten.
-
Die Rohre für Gase und Dämpfe 2, 2a haben verhältnismäßig großen
Querschnitt ; sie erheben sich über jeden Boden mit ihrem oberen Teil und sind durch
Glocken 3, 3a bedeckt, welche da, wo sie mit dem Boden I, 1a in Verbindung stehen,
am ganzen Umfange mit Öffnungen zum Entweichen der Gase und Dämpfe versehen sind.
Man kann diese Löcher durch einen zahnförmigen Ausschnitt 3t (Fig. I) ersetzen.
-
Die Rohre für die Flüssigkeiten 4, 4a 4t haben geringeren Querschnitt,
sie erstrecken sich zu beiden Seiten der Böden. Der Teil über dem Boden ist etwas
kürzer als die Gasrohrea, 2a) während ihre unteren, unter den Boden I ragenden Teile
bis in die Nähe des unmittelbar darunterliegenden Bodens. reichen.
-
Ein Rohr oder eine Hülse 5 umgibt jedes Mal den unteren Teil eines
solchen Rohres für die Flüssigkeit, das an dem darüberliegenden Boden I hängt, und
den oberen Teil des Rohres für die Flüssigkeit, welches an dem darunterliegenden
Boden a hängt. Diese Rohre oder Hülsen 5 haben einen breiten Durchgang für die Flüssigkeit
und sind an ihren oberen Enden, mit denen sie bis in die unmittelbare Nähe der darüberliegenden
Böden reichen, offen. Sie zeigen je in ihrem oberen Teil lotrechte lange und schmale
Schlitze 5a und sind an ihrem Umfange, an der Berührungsstelle mit den unteren Böden,
mit breiten Löchern 5o versehen.
-
Wenn es erforderlich ist, die Flüssigkeit
und Gase
oder Dämpfe in dem Innern der Kolonne zu erwärmen (oder auch zu kühlen), so versieht
man die Böden mit doppelten Wänden (Fig. 2j. Um die Flüssigkeiten und Gase zu erwärmen,
führt man dann in den Raum rc zwischen den beiden Wänden warme Luft oder Wasserdampf
unter geeignetem Druck ein. Will man die Flüssigkeiten und Gase mit Hilfe der Kolonne
abkühlen, so läßt man Wasser in den von der Doppelwand gebildeten Raum I umlaufen.
Das Wasser wird durch einen Stutzen 7 (Fig. 3) zugeführt und durch die Zwischenwände
8, 9, Io und II so geleitet, daß es bei dem Stutzen 12 wieder austritt.
-
Die verschiedenen Verbindungsrohre sind derart verteilt, daß von
je drei auf einer geraden Linie liegenden zwei Rohre für Gas und dazwischenliegend
ein Rohr für Flüssigkeit kommt (s. Fig. 3). Die Gesamtanordnung dieser Rohre zeigt
alsdann regelmäßige Sechsecke, bei denen die Verbindungsrohre für Gas die Ecken
bilin und die Rohre für Flüssigkeit in der Mitte liegen (Fig. 3).
-
Der Zwischenraum zwischen den Böden ist mit losem Füllmaterial bis
zum Niveau der oberen Enden der Schlitze 5a in den Hülsen (Rohren) 5 versehen, welche
die Zuführungsrohre für die Flüssigkeit umgeben.
-
Jeder Boden ist mit einer Schicht von Flüssigkeit bedeckt, deren
Höhe der Länge des oberen Teiles der Rohre für die Flüssigkeit entspricht. Wenn
ein aufsteigender Strom von Gasen oder Dämpfen die Kolonnen durchströmt, wird durch
Mitreißen von Flüssigkeit eine Flüssigkeitsbewegung entstehen. in jedem Sechseck
wird die Flüssigkeit rings um die Hülse, welche die Flüssigkeitszufluß-. rohre umgibt,
gehoben. Sie ergießt sich in das Innere der Hülse durch die Schlitze 5a und geht
zurück durch die unteren Ofnungen Sb Man erhält so eine methodische Bewegung der
Flüssigkeitsschicht, von der jedes Teilchen mehrere Male in Berührung mit den Gasen
oder Dämpfen gelangt. Jeder schädliche Raum, in dem die Flüssigkeit in Ruhe verweilen
könnte, ist beseitigt, und die Tätig keit des Gasstromes ist in allen Flüssigkeits
teilchen gleich wirksam.
-
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die besonderen Zuführungsrohre
für Gas fortfallen. Hierbei sind die Böden I, Ia in bekannter Weise von kleinen
Löchern von einem solchen Durchmesser unterbrochen, daß der Gasaufstieg selbst die
Flüssigkeit verhindert, dem Gas entgegen aus diesen Löchern auszutreten.
-
Die Böden sind andererseits durch große t lffnungen durchbrochen,
welche den Hülsen 5 der Flüssigkeitsrohre freien Durchlaß gewähren. Diese Hülsen
werden mit Hilfe an ihren oberen Enden gebildeter muffenartiger Erweiterungen aufeinandergesetzt,
so daß sie mit ihren Böden auf den Rändern dieser Erweiterungen ruhen. Sie sind
am unteren Ende geschlossen, und ihre unteren Offnungen Sb sind etwas über dem Boden
angebracht, derart, daß, wenn auch der Apparat nicht in Betrieb ist, das untere
Ende der Rohre 4 in die Flüssigkeit eintaucht, welche in dem unteren Teile der Hülse
steht. Man erhält so einen hydraulischen Abschluß, welcher jeden Aufstieg der Gase
durch die Rohre 4 verhindert.
-
Der Apparat kann in Kupfer ausgeführt werden, oder in unangreifbarem
Material, emailliertem Guß, Eisensilizium, quarz o. dg1.