DE337284C - Fuellung fuer Wasch- und Destillierkolonnen - Google Patents

Description

• Füllung für Wasch- und Destillierkolonnen.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Füllung für Wasch- und estillierkolonnen. Bei den bisher üblichen Kolonnen dieser Art, die zum ununtebrochenen Waschen oder Destillieren unter gegenseitiger Einwirkung zwischen Flüssigkeiten und Flüssigkeiten oder zwischen Flüssigkeiten und Gasen oder Dämpfen dienen, wobei der Grad der Einwirkung durch Füllungen erhöht wird, kann man drei Arten von Kolonnen unterscheiden: 1. Kolonnen mit beeinträchtigtem Querschnitt ohue Stromführung, d. h. solche, bei denen das aufsteigende und das absteigende Mittel nicht zwangläufig einen bestimmgten Weg durchlaufen müssen (Fülleung mit Tetraedern, Kugeln, Kies o. dgl.).
• 2. Kolonnen mit nahezu nicht beeinträchtigtem Querschnitt ohne Stromführung (Füllung mit Geflechten, Raschig-ringen o. dgl.).
• 3. Kolonnen mit beeinträchtigtem Querschnitt und bestimmter Stromführung (Füllung mit Steineinbauten, glocken oder Kapseln, durchlochten Blechen o. dgl.).
• Bei den Kolonnen der unter 1 und 2 bezeichineten Art werden der Verteilungsgrad und die Längfe des von den durch die Kolonnen hindurchgehenden Stoffen durchlaufenen Weges wesntlich von der Obrflächenspannung dieser Stoffe beeinflußt. Im ungünstigsten Grenzfalle kann das auf, oder absteigende Mittel unter Einhüllung eines Teiles der Füllkörper zu einem einheitlichen Strom vereinigt bleiben, an Idem der Strom des anderne Mittels vorbeigleitet, so daß die Berührungsfläche und der Einwirkungsgrad unmittelbar von der einfachen Kolonnenköhe abhängig sind. Bei Annäherung an diesen Grenzfall, die im praktischen Betriebe häufig vorkommt, findet eine unzulängliche Wechselwirkung der Stoffe statt. die zu mangelhafter Ausnutzung der Kolonnen und ungenügenden Ergebnissen des Verfahrens führt.
• Bei den unter 3 angeführten Kolonnen list eine Mindestweglänge gesichert, doch führen die bei diesen Kolonnen angewandten Füllungen eine große Querschnittsverengerung und damit eine Widerstandserhöhung und geringe Wirkung bei geroßem Umfang der Vorrichtung herbei. Man ist trotzdem zu diesen Kolonnen übergegangen, weil sie eine Mindestzahl von Tauchungen, d. h. von Stellen, an denen das aufsteigende und das absteigende Mittel durcheinander hindurchgehen müssen, gewährleisten, während bei den Kolonnen nach I und 2 zwar eine größere Anzahl von Tauchungen möglich, aber nicht gewährleistet ist.
• Bei keiner Ider bekannten Arten von Kolonnen sind gleichzeitig die Bedingungen erfüllt, daß a) nur eine unwesentilche Querschnittsverengerung stattfindet, d. h. der geringste Widerstand bei höchster Durchflußleistung gesichert ist, und b) eine Weglänge gewährleistet ist, die unmittelbar von einem Vielfachen der Kolonnen höhe abhängig ist. Außerdem bleibt c) die Aufgabe ungelöst, unter Aufrechterhaltung dieser Bedingungen eine sehr gorße Zahl von Tauchungen zu gewährleisten.
• Bei den bekannten Einrichtungen ist hächstens eine dieser Bedingungen erfüllt. Außerdem ist dort die gute Durchmischung der heiden Mittel häufig nicht gesichert, und es finden sich oft tote Räume, in denen überhaupt keine gegenseitige Einwirkungder beiden Mittel stattfinden kann.
• Gemäß der Erfindung wird nun eine Kolonnenfüllung geschaffen, die nicht nur die ersten beiden Bedingungen erfüllt, sondern auch die Möglichkeit gibt, eine sehr große Anzahl von Tauchungen zu gewährleisten.
• Die gute Durchmischung der beiden Mittel ist dabei vollkommen gesichert, und tote Räume sindl vermieden.
• Die Erfindung besteht darin, daß in die Kolonnen abwechselnd entgegengesetzt geneigte Grouppen von ungelochten Blechen eingesetzt sind, zwischen denen die Flüssigkeiten bzw. Gase oder Dämpfe derart. hindurchstreichen müssen, daß eine vollständige gegensetitige Durchdringung des aufsteigenden und des absteigenden Mittels gesichert ist. Hierdurch wird erreicht, daß ein praktisch unbegrenzt langer Weg zwangläufig durchmessen werden muß, Wenn man z. B. derartige Sätze von Blechen so übereinander in einer Kolonne anordnet, daß sich die Neigungswinkel der Bleche aufeinanderfolgender Gruppen zu 180° ergänezen, so ist die Weglänge jedes Flüssigkeitsstromes mindestens n # s, wobei n die Zahl der Blechsätze und s die mittlere Länge der Bleche jedes Satzes ist. Die Zahl n ist praktisch nahezu unbegrenzt, weil der Neigungswinkel sich 0° nähern kann. Hierdurch ist den Bedingungen unter a und b bereits du hohem Maße genügt.
• Man kann die Wirkung noch steigern, wenn man anstatt glatter Bleche Wellbleche verwendet, deren Wellen quer zur Strömungsrichtung veerlaufen. Hierdurch wird der Wert von s erheblich erhöht, besonders wenn man kurzwellige Bleche anwendet.
• Um bei der Begegnung des aufsteigenden Dampfes mit der absteigenden Flüssigkeit eine möglichst große Zahl von Tauchungen zu gewährleisten, können die Wellbleche so eng gestellt werden, daß die Wellen jedes Bleches den Flüssigkeitsspiegel in den entsprechenden Wellen des nächstunteren Bleches schneiden.
• Wenn wiederum n die Zahl der Blechsägtze und t die Zahl der Wellen des einzelnen Wellbleches ist, so ergibt sich für jeden Strom eine Anzahl von n # t gewährleisteten Tauchungen, und zwar unter Wahrung der Bedingungen unter a und b. Eine derartige Anzahl von gewährleisteten Tauchungen ohne Querschnittsverengerung lößt sich mit keiner der bisher bekannten Einrichtungen erreichen.
• Dadurch, daß der aufsteigende Strom lin jeder Welle absteigen, der abwärtsgehende ebensooft aufsteigen muk, wird die Durchmischung und die Ausbildung von Wirbeln in bisher unerrichter Weise unterstützt, da gegenüber den älteren Einrichtungen die Zahl der Anstöße zur Wirbelbildung auf ein Vielfaches gesteigert ist.
• Die Wirbelbildung kann noch weiter dadurch unterstützt werden, daß die Wellbleche gegeneinander versetzt werden, so daß abwechselnd Verengerungen und Erweiterungen der Zwischenräune zwischen den Blechen entstehen. Der Gesamtiquerschnitt wird hierbei nicht verändert, ebenso können auch die Tauchungen aufrechterhalten werden.
• Die Anwendung von Wellbelechen ermöglicht in einfacher Weise durch Festlegung der Zahl und Dorm der Wellen, sowie des Neigungswinkels und des Abstandes der Bleche in rechnerisch verfolgbarer Weise die Vorrichtung der gewünschten Abstufung des Wirkungsgrades anzupassen.
• In den Zeichnun gen sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt.
• Fig. 1 zeigt im senkrechten Schnitt eine Kolonne, deren Füllung aus glatten Blechen zusammengesetzt ist.
• Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe eine Einzelheit.
• Fig. 3. und 4 zeigen die glei chen Darstellungen für eine Ausführungsform, bei der Wellbleche angewendet sind.
• Fig. 5 und 6 zeigen in gleicher Weise eine ausführungsform mit enggestellten Wellblechen.
• Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform mit versetzten Wellblechen. a ist eine in üblicher Weise aufebaute Kolonne von rechteckigem Querschnitt, die mit den ublichen Zu- und Abflußleitungen b, c, d und e für die ein- bzw. austretenden Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe versehen ist.
• In die Kolonnen sind bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 Gruppen aus ungelochten glatten Blechen f eingesetzt, derart, daß die Bleche jeder gruppe einander parallel sind, während die Bleche aufeinander folgender Gruppen um den gleichen Windel, aber in entgegengesetzter Richtung gegeneinanlder geneigt sind: Quer zur Stromungsrichtung sind die Bleche f bis zur Kolonnenwandung durchgeführt und mit dieser dicht verbunden, während sie in der Längsri chtung nicht bis zur Kolonnenwandung reichen. Die auf- und absteigenden Flüssigkeiten bzw. Gase oder Dämpfe sind benötigt, zwischen diesen blechen hiind'urchzugeh'en und sich auf das innigste zu vermischen. Um zu verhindern, daß an den freien Enden der Gruppen anteile des auf- oder abstiegenden Mittels vorbeigehen, ohne zwischen, den schräg verlaufenden Blechen hidurchzutreten, können an der Kolonnenwandung kurze Blechstreifen g vorgesehen sein, die zwischen die geneigten Bleche greifen und die Gase und Flüssigkeiten zwiugen, in die Zwischenräume zwischen den geneigten Blechen einzutreten.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind die glatten Bleche f durch Wellbleche h ersetzt, deren Wellen quer zur Strömungsrichtung verlaufen und die im übrigen in ähnlicher Weise angeordnet sind, wie die Bleche f bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Die Blechstreifen g können auch bei dieser Ausführungsform angeordnet werden.
• Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 sind die Wellbleche h so eng gestellt, daß die Wellen jedes Bleches den Glüssigkeitsspiegel der entsprechenden Wellen des nächstunteren Bleches schneiden, wie bei i angedeutet. Das Vorbeitreten von Flüssigkeiten oder Gasen Zwischen den Blechgruppin und der Kolonnenwandung ist hier dadurch verhindert, daß die unteren un doberen Bleche jeder Gruppe, wie bei j und k ersichtsich, bis zur Kolonnenwand'ung durchgeführt sind, während die entgegengesetzten Enden dieser Bleche, wie bei l gezeigt, miteinander verbunden sind. Die einzelnen bleche sind derart gegeneinander versetzt, daß abwechselnd Verengerungen m und Erweiterungen n der Zwischenräume zwischen den Blechen gebildet werden. Durch diese Anordnung wird in jeder Welle eine Stauchung gesichert und außerdem durch die Verengerungen und Erweiterungen die Winbelbildung unterstützt, Gewünschtenfalls kann natürlich von der gegenseitigen. Versetzung der Bleche auch abgesehen werden.
• Bei der Ausführungsform nach den. Fig. 7 und 8 ist auf die Tauchungen verzichtet, und es sind nur die bleche derart gegeneinander versetzt, daß sich Verengerungen o und Erweiterungenp in den Zwischenräumen zwischen den Blechen h bilden. Die obversten und untersten Bleche jeder Gruppe können wiederum bei j und k bis zur Kolonnenwandung durchgeführt und an ihren entegegesetzten Enden bei l miteinander verbunden sein. Es könnten natürlich auch hier Idie Blechstreifen g verwendet werden.

Claims (6)

1. PATENT-ANSPRÜCH?E: 1. Füllung für Wasch- und Destillierkolonnen aus abwechselnd'entgegengesetzt geneigten Gruppen von Platten, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten aux ungelochten Blechen bestehen, die die Kolonnenwandung nur mit den zur Stömungsrichtung gleichlaufenden Kanten berühren, während ein freier Durchgang des aufsteigen, den oder absteigen, den Mittels zwischen den freien Enden der Bleche und der Kolonnenwandung durch entsperchende Hindernisse anusgeschlossen ist.
2. 2. Kolonnenfüllung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Idie Bleche in an sich bekannter Weise quer zur Strömungsrichtung mit Wellen versehen sind.
3. 3. Kolonnenfüllung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellbleche so eng gestellt sind, daß Edie Wellen jedes Bleches den Flüssigkeitsspiegel in den entsprechenden Wellen des nächstunteren Bleches schneiden.
4. 4. Ko'.onnenfüllung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Wellblech gegeneinander derart versetzt sind, daß abwechselnd Verengerungen und Erweiterungen der Zwischenräme ge-u bildet werden.
5. 5. Kolonnenfüllung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Blechen an deren freien Enden Kurze von der Kolonnenwandung ausgehende Blechstreifen hineingreifen.
6. 6. Abänderung der Kolonnenfüllung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter Wegfall der von den Kolonnenwandungen ausgehenden Blechstreifen die untersten und obersten Bleche einer jeden Gruppe in der Strömmungsrichtung an einem Endee bis zur Kolonnenwandung durchgeführt sind, wobei sie am anderen Ende miteinander verbunden sein können.