-
Einrichtung zur Erzielung einer Wechselwirkung großer Gas- oder Dampfmengen
mit Flüssigkeiten.
-
Bei der Wechselwirkung großer Gas- oder Dampfmengen mit Flüssigkeiten
unter Ausnutzung des Gegenstromverfahrens ist es wünschenswert, in möglichst kleinem
Raum sehr große, mit der Flüssigkeit vollkommen berieselbare Flächen unterzubringen,
längs welchen große Mengen der Gase oder Dämpfe mit einer Geschwindigkeit geleitet
werden können, bei der Flüssigkeitsnebel noch nicht mitgerissen werden.
-
Es ist nicht zweckmäßig, vertikale, mit kleinkörnigem Material gefüllte
Kolonnen zu verwenden, wiel sowohl der Durchfluß der Flüssigkeit in verschiedener
Höhe der Kolonne als auch die Strömung der Gase bzw.
-
Dämpfe in den in der Füllung gebildeten Kanälen unregelmäßig erfolgt
und daher die gegenseitige Einwirkung der Gase und Flüskigkeit an maachen Stellen
ungenügend ist.
-
An anderen Stellen dagegen überschreite die Geschwindigkeit der Gase
die zulässige Grenze, so daß voa den Gasen Flüssigkeitsteile mitgerissen werden.
Außerdem spült bei diesen Einrchtungen die an der Füllung herabireselnde Flüssigkeit
dei schon einmal berieselten Teile nicht gleichförmig durch. wodurch in vielen Fällen
schädliche Stockungen der Flüssigkeitsströmung veranlaßt werden.
-
Die Anwendung von horizontalen Zwischenwänden in der Form von Pfannen
oder Tassen and Stelle unregelnäßiger Ausfüllung zwingt, wein große Mengen der Gase
oder Dämpfe mit der Flüssigkeit in Wechselwirkung gebracht werden sollen, zur Anordung
der Pfannen in beträchtlichen Abständen, um genügenden Durchflußquerschnitt für
die Gase und eine Geschwindigkeit zu erhalten, bei der noch kein Alitreißen von
Flüssigkeitsteilen erfolgt. Daher ist es unmöglich, in einer Raumeinheit grö ßere,
mit dem gas- oder dampfförmigen Mittel in Berührung befindiliche Flächen unterzubringen.
-
Nach der Erfindung werden sehr falche Pfannen vereendet, Ee mit über
die gaze Oberfläche vertielte Öffnungen versehen sind, die einen beträchtlichen
Teil der Fläche einnehmen. Hierdurch wird der Gasstom in vielle dünne Strömme geteilt,
dei jeder nur einen kleinen Teil der Oberfläche der Pfanne umspülen. Die Abstände
zwischen den übereinanderliegenden Pfanae können daher sehr verkleinert werden,
so daß die Möglickeit besteht, in einer Raumeinheit sehr große, durch diese Pfanen
gebildete Flächen unteraubringen und entlang dieser Flächen große Gas- oder Dampfmengen
zu leiten.
-
Durch Übereinanderreihen einer Nnzal solcher Pfannen wird ein Element
ähnlich einer kleinen Kollonne gebildet, in dem die Flüssigkeit aus den höher auf
die tiefer liegenden Pfannen rieselt und im Gegenstrom mit den von unten aufwärts
strömenden Gasen oder Dämpfen zur Einwirkung gelangt.
-
Um eine Stauung der Flüssigkeit auf den Pfannen zu vermeiden, die
in vielen Fällen, z.B. beim Abdampfen einer Flüssigkeit, naellteilig wäre und die
vollkommene Durchführung des Gegenstromverfahrens hindern würde, werden die Pfannen
gegen die Horizontale schwach geneigt übereinander angeordnet, so daß die Stelle
jeder Pfanne, auf die die Flüssigkeit von der darüber befindlichen herunterfließt,
etwas höher liegt als der Flüssigkeitsablfuß dieser Pfanne. Hierdurch findet auch
gleichzeitig eine Bewegung der Flüssigkeit auf der Pfanne statt.
-
Die Bildung von Kolonnea aus solchen Pfannen ist schwierig. insbesondere
dann, wellll in dein selben horizontalen Oucrschnitt eine Reihe Pfannen vorhanden
sind. Zur Erleichterung des Baues werden die ülereinander angeordneten Pfannen gruppenweise
zu gesonderten Elementen vereilligt, die aufeinandergereiht Kolonnen bilden.
-
Diese werden von ollen mit der Flüssigkeit gespeist, die der Reihe
nach alle Pfannen der Kolonne durchfließt. Durch Nebeneinanderstellen mehrerer aus
den Elementen gebildeter Kolonnen werden cine Reihe unmittelbar aneinan dergrenzender
und parallel arbeitender Kolonnen erhalten.
-
Die Zeichnung veranschaulicht die Einrichtung nach der Erfindung
in beispielswieser Ausführung.
-
Abb. I zeigt eine einzelne Pfanne in Oberansicht, Abb. 2 ein aus
einer Reihe von Pfannen gebildetes Element der Kolonne im Höhenschnitt und Abb.
3 die bei dem Ausführungsbeispiel aus drei Kolo : mell bestehende Einrichtung, teilweise
in Ansicht und teilweise im Höhenschnitt.
-
Eine Pfanne I der Einrchtung ist aus dünnem, etwa I mm starkem Blech
hergestellt tilid hat die Form eines Quadrates von etwa 50 cm Seitenlänge. Die Höhe
des die Seitenwände der Pfanne bildenden Randes beträgt bei diesem Beispiel etwa
15 mm. Im Boden der Pfanne sind Längsshclitze 2 vorgesehen, die zusammen etwa 40
Prozent der Fläche der Pfanne einuchmen und mit Rändern von etwa 6 mm Höhe umgehen
sind. Die Verteilung der Schlitze 2 ist unsymmetrisch, damit beim Übereinanderreihen
der Pfannen, von denen jede in Hinsicht auf die Längsrichtung der Schlitze gegen
die benachbarte um I800 verdreht ist, die Schlitze sich nicht decken, sondern versetzt
zueinander sind. Das gas- oder dampfformige Ntittel muß daher einen kurzen horizontalen
Weg zwischen den Pfannen zurücklegen.
-
Eine Anzahl Pfannen I wird übereinander aufgestellt und zu einem
selbständigen Element vereinigt. Die Pfannen sind an einem aus stärkerem Blech hergestellten
Mantel aus vier vertikalen Wänden 4 befestigt und so übereinander angeordnet, daß
jede folgende entweder um 90° gegen die vorhergehende oder vorteilhafter um I800
verdreht ist. Um einem Anstauen der Flüssigkeit entgegenzuwirken, werden die Pfannen
in dem Mantel 4
des Elementes so befestigt, daß eine Ecke der Pfanne
etwas höher liegt als die in der Diagonale gegenüberliegende Ecke. Dieser Unterschied
beträgt bei dem Ausführungsbeispiel 4 mm. Auf d<ie höher liegende Pfannenecke
gelangt die Flüssigkeit von der oberen Pfanne, fließt dann auf der Pfanne zu der
gegenüberliegenden, am tiefsten gelegenen Ecke, die z. B. nach Abb. I sich rechts
oben befindet, von wo sie durch den Schlitz II auf die untere Pfanne strömt und
in gleicher Weise ihren Weg fortsetzt. Damit die Flüssigkeit nicht bis zu dem Rand
der Pfanne gelangt, sind in den Ecken der Pfanne in dem Boden Einsenkungen 3 eingepreßt.
Die durch den Schlitz II herabfließende Flüssigkeit gelangt auf Grund ihrer Adhäsion
auf die untere Fläche der Pfanne I, und hier sammelt sie sich auf der tiefsten,
also auf der ausgewölben Stelle der Einsenkung 3 und fällt erst von hier auf die
untere Pfanne herab.
-
Durch die Befestigung der Pfannen an dem Mantel des Elements ist eine
genaue Einstellung mit gewünschter Neigung erreichbar.
-
Zum Herstellen von Kolonnen genügt das Aufstellen einzelner Elemente
übereinander (Abb. 3)- Das Aufstellen der Elemente wird durch die Lappen 5 mit den
t) ffnungen 6 an den Mänteln der Elemente erleichtert. Die Lappen 5 ermöglichen
das Anfassen und Herausnehmen der Elemente aus der Kolonne.
-
Die Einrichtung wird aus mehreren auf diese Weise erhaltenen Kolonnen
aufgebaut.
-
Die Gase oder Dämpfe treten am Fuß der Einrichtung durch die Öffnung
7 ein und verlassen sie durch die Öffnung IO. Einzelne Elemente werden oben durch
Rohrleitungen 8 mit Flüssigkeit beschickt, die unten durch den überlauf 9 abfließt.
-
Die Leistungsfähigkeit einer auf diese Weise gebauten Einrichtung
kann aus folgenden Angaben ersehen werden. Auf Grund der angeführten Abmessungen
des Ausführungsheispieles ergibt sich, daß in einen Raum von 1 m3 208 Pfannen eingesetzt
werden können, deren heiderseitige Gesamtoberfläche 68 m2 beträgt. Diole Gesamtoberfläche
aller Schlitze zum Durchströmen der Gase oder Dämpfe beträgt für 1 m2 Fläche durchschnittlich
4 ooo cm2.
-
Die Einrichtung kann z. B. zum Abdampfen der Flüssigkeit bei Verwendung
heißer Gase oder Dämpfe mit Anwendung des Gegenstromverfahrens und zum Kondensieren
der Dämpfe mittels der an den Pfannen von oben herunterfließenden, auf die erforderliche
Temperatur abgekühlten Kondensate dienen.
-
Die Einrichtung kann dort Anwendung finden, wo die Wechselwirkung
großer Gas-oder Dampfmengen mit Flüssigkeiten erreicht werden soll. Durch Aufstellen
derartiger Einrichtungen hintereinander kann man sie mit ausgezeichnetem Ergebnis
bei der fraktionierten Kondensation der Dämpfe verwenden, wobei jede Einrichtung
durch ihr auf die entsprechecde Temperatur abgekühltes Kondensat berieselt wird.