-
Zylindrisches Füllstück für Absorptionstürme.
-
Die Erfindung bezieht sich auf die Vervollkommnung von Vorrichtungen,
welche eine innige Berührung oder LIischung von Dämpfen oder Gasen mit Flüssigkeiten
be% wecken.
-
Insbesondere ist die Erfindung bestimmt zur Anwendung.bei der Herstellung
und der Konzentration von Schwefelsäure, Salpetersäure.
-
Salzsäure und anderen Säuren, obgleich sie sich auch für die Absorbierung
oder Kühlung von Gasen oder Flüssigkeiten eignet.
-
Bei der Behandlung von Schwefelsäure, Salpetersäure oder anderen
Säuren wird die verdünnte Säure gewöhnlich in einem Turm nach abwärts fließen gelassen,
durch welchen kalte Luft, Säuregase oder Verbrennungsgase nach aufwärts strömen,.
wobei der Turm mit versetztem Füllmaterial gefüllt ist. Die vorliegende Erfindung
bezieht sich insbesondere auf die Einzelstücke für die Füllung des Turmes.
-
Diese haben die Form von Ringen oder kurzen Rohren von besonderer
Ausbildung, in denen das Gas und die Flüssigkeit einen verlängerten Weg durchströmen
müssen, wobei sie miteinander in Berührung stehen. Die Ringe oder kurzen Rohre sind
insbesondere so ausgebildet, daß die beilden in Berührung zu bringenden Mittel über
eine große Fläche entgegengesetzter Schrauben strömen müssen, zu welchem Zweck jeder
Ring innen einen schraubenförmigen, einwärts ragenden Rand hat, so daß also ein
zylindrisches Füllstück entsteht, idas an seiner Innenwand eine von oben bis unten
verlaufende Schraubenfläche trägt, die eine der Mittelachse des Zylinders folgende
Öffnung in diesem frei läßt.
-
Diese Ausbildung bewirkt eine innige Mischungsbewegung der Flüssigkeit
und Gase und eine erhebliche Verlängerung, des Berührungsweges im Verhältnis zur
Gesamthöhe der Kolonne oder des Turmes. Entsprechend kann diese Höhe wesentlich
verringert werden gegenüber solchen Türmen, welche eine Füllung mit Steinversatz,
gebrochenem Quarz, Küks o. Edgl. haben. Die Ausbildung gibt für j ede Raumeinheit
des Gesamtraumes eine sehr große Berührungsfläche und gleichzeitig einen verhältnismäßig,
großen freien Ouerschnitt für den Durchgang der Flüssigkeit und der Gase, so daß
nicht nur wider Wirkungsgrad gesteigert wird, sondern auch die erforderliche Dauer
durch das verhältnismäßig große Strömungsvolumen verringert wird. Die neue Füllung
hat einen weiteren Vorzug darin, daß sie sich selbst trägt, indem die einzelnen
Ringe schichtweise übereinander aufgebaut werden ohne die Gefahr einer Auswärtswöibung
bzw. eines seitlichen Druckes gegen die Turmwände, wie bei loser Schüttung. Der
Stoff, aus dem Sdie Füllstücke bestehen, ist vorteilhaft keramischer Natur, so daß
die Herstellung sehr billig wird. Weitere Vorteile ergeben sich aus wider Beschreibung.
-
Es sind bereits zylindrische Füllkörper bekannt, welche in ihrem
Innern radialc, schraubenförmig gewundene Längsrippen zeigen. Bei diesen sind' aber
die einzelnen sektorförmigen Fächer des Ringes voneinander getrennt, so daß kein
innerhalb des Mantelumfanges kreisender, spiralwirbelförmiger Gasstrom entstehen
kann.
-
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform.
-
Abb. I ist ein senkrechter Schnitt durch -einen Turm mit den Füllstücken
gemäß der Erfindung; Abb. 2 ist das Schaubild eines der Höhe nach teilweise abgebrochenen
Füllstücks, während Abb. 3 das Schaubild eines vollständigen Füllstücks ist.
-
In der Zeichnung bezeichnet 6 Iden Turm, der irgendeine geeignete
Bauart haben kann und vorteilhaft aus säurefestem Steinmaterial besteht. Die Turmwandung
erhebt sich von einer Bodenplatte 7, die eine Sammelpfanne für die konzentrierte
Flüssigkeit bildet. Gewrölbebogen 8 und Steinversatz g sind am Boden als tragende
Unterlagen für die Füllung vorgesehen. IO ist ein Gaseinlaß nach der Bodenkammer,
I2 ein Gasauslaß oben am Turm, und I3 ist ein Spritzrohr, wo die verdünnte Säure
oder eine andere Flüssigkeit zugeführt wird.
-
Die Füllung 14 besteht aus aufeinan&erfolgenden Reihen von gemäß
der Erfindung gestalteten zylindrischen Füllstücken, welche übereinander in wagerechte
Schichten auf, geschichtet sind. Die Füllstücke sind so angeordnet, daß sie, wie
aus Abb. I deutlich ersichtlich, in den verschiedenen Schichten gegeneinander versetzt
sind, so daß hierdurch die aufwärts strömende Luft oder das Gas und die abwärts
rieselnde Flüssigkeit gewundene wellenartige Bahnen durch die aufeinanderfolgenden
Schichten beschreiben. Diese Bahnen bestehen wiederum aus einer Mehrzahl schraubenförmiger
Luft- oder Gassäule unld einer Mehrzahl schraubenförmiger, entgegeligesetzt gerichteter
Flüssigkeitsströmungen. Mit anderen Worten: die Luft oder das Gas wird nach aufwärts
in einer Mehrzahl einzelner schraubenförmiger Bahnen geführt, während die Flüssigkeit
in einer entsprechen den Anzahl schraubenförmiger Bahnen in entgegengesetzter Richtung
nach unten fließt, wobei sich diese Strömungen in Berührung miteinander durchsetzen,
so daß ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.
-
Die einzelnen Füllstücke sind in Moden Abb. 2 und 3 'dargestellt.
Jedes besteht aus einem kurzen Zylinder I6, innerhalb dessen uad dicht an die Zylinderwand
anschließend eine schraubenförmige breite Fläche (Zwischenwand I7) sich der Länge
nach von einem Ende Ides Zylinders zum anderen erstreckt, wobei jedoch im Verlaufe
der Mittelachse eine durchgehende Öffnung frei bleibt. Diese Teile werden vorteilhaft
aus keramischem Stoff in einem einzigen Stück gepreßt oder geformt und in dieser
Form gebrannt. Sie können auch aus anderem säurefesten Material hergestellt werden.
-
Um die verfügbare Austauschfläche noch weiter zu vergrößern, kann
die obere Seite der schraubenförmigen Rippe, auf welcher die Flüssigkeit nach abwärts
fließt, mit Längsrillen versehen sein, wie dies in Abb. 2 und 3 (bei I8) ersichtlich
ist. Der Umstand, daß der schraubenförmige Rand oder die Rippe auf der Innenseite
des Ringzylinders dicht aufsitzt, hat den Vorteil, daß er gegen Zerbrechen besser
geschützt ist und gleichzeitig als Versteifung für die Ringwand dient.
-
Wenn diese einzelnen Ringe in wagerechte Schichten und in stufenweise
versetzter Anordnung in einem Turm aufgestapelt werden, so entstehen zwischen den
einzelnen Ringen senkrechte Zwischenräume, von denen jeder teilweise durch die Ringe
der benachbarten Schichten behindert ist, wobei jdurch jeden Ring schraubenförmige
Durchgänge gehen.
-
Wenn Gas oder Luft durch einen Turm mit einer solchen Füllung nach
aufwärts gefördert wird, so findet die Bewegung in einer großen Anzahl schraubenförmiger
Bahnen vom Boden nach der Decke unter ständiger Berührung mit der Flüssigkeit statt,
welche in umgekehrten Bahnen auf den Wärmeaustauschfiächen der Ringe nach ab-Wärts
fließt. Die Flüssigkeit füllt hierbei die Rillen an der Oberseite der Schraubengänge
aus und tropft von j eder höher gelegenen Schicht auf die nächst darunter liegende.
-
Außerdem tropft die Flüssigkeit durch die Mittelöffnung über Idie
Innenkante der Schraubenfläche und kommt hierbei mit den aufsteigen, den, teilweise
quergerichteten Luft-oder Gasströmen in innige Berührung. Hierdurch findet eine
sehr wirksame Durcheinandermischung zwischen Gas und Flüssigkeit statt sowohl bezüglich
der Berührungsfläche auf den Schraubenbahnen als auch bezüglich der Querberfihrung
beim Übergang von der einen Schicht auf die nächste. Entsprechend ist die Absorptionswirkung
eine große, und der Gesamtwirkungsgrad hinsichtlich Zeitdauer und Konzentrationsgrad
übertrifft den der Türme dieser Art mit anderen Füllstüchen.