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Einbau für Reaktionskolonnen Zur Destillation, Rektifikation und Konzentration
von Flüssigkeitsgemischen oder zur Absorption bzw. zur Austreibung von Gasen, Dämpfen
oder dampfhaltigen Gasen werden die bekannten zylinderförmigen Kolonnen verwandt,
die mit einer ihrer Leistung entsprechenden Zahl von Reaktionsstufen ausgestattet
sind.
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Die Konstruktion der Reaktionsstufen ist verschiedenartig. Entweder
bestehen sie aus Sieben, auf denen die Flüssigkeit durch den Druck der aufsteigenden
Dämpfe gehalten wird, oder die Reaktionsstufen sind als Glockenböden ausgebildet,
auf welchen die Flüssigkeit bis zur Höhe des oberen Randes des Überlaufrohres auch
dann stehenbleibt, wenn die Kolonne außer Betrieb gesetzt ist.
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Für den Gasweg sind bei den Apparaten mit Glockenböden ein oder mehrere
Stutzen in den Böden angebracht, die mit Dampfverteilungsglocken abgedeckt sind.
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Für die Anordnung des Überlaufrohres, welches der Beförderung der
Flüssigkeit von Stufe zu Stufe dient, gibt es insbesondere zwei Möglichkeiten.
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Die bekannteste Anordnung besteht darin, daß das Überlaufrohr neben
der Glocke liegt, und zwar in dem Raum zwischen dem Glokkenrand und der Kolonnenwand.
Diese Anordnung bedingt naturgemäß eine Vergrößerung des Kolonnendurchmessers, welche
fürdie Leistung des Apparates nicht nur belanglos ist, sondern sich sogar schädlich
auswirkt.
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Denn in dem breiten Flüssigkeitskranz zwischen Glocke und Kolonnenwand,
dessen Größe sich nach dem Durchmesser des Ober laufrohres, d. h. der Leistung des
Apparates richtet, findet nur dicht um den Glockenrand herum eine Durchmischung
von Dampf und Flüssigkeit statt, während ein beträchtlicher Teil der Flüssigkéit
an dem Rand des Apparates entlang von einem Überlaufrohr in das nächste fließt,
ohne mit dem Dampf in Wechselwirkung getreten zu sein.
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Außerdem fällt der Dampfquerschnitt im Vergleich zum Kolonnendurchmesser
sehr klein aus, was besonders dann von großem Nachteil ist, wenn aus materialtechnischen
Schwierigkeiten der Durchmesser des Apparates schon ohnedies verhältnismäßig klein
gewählt werden muß.
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Eine andere Anordnung des Uberlaufrohres ist vorgeschlagen worden
für Apparate, deren Glockenböden mehrere Gasdurchtrittsöffnungen'besitzen. Hier
gehen die Überlaufrohre teilweise durch den Glockendeckel selbst, oder man führt
die Flüssigkeit und die Gase durch ein und dieselbe Leitung.
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Da im letzteren Falle Flüssigkeit und Gas in enttegengesetzter Richtung
durch dieselbe Leitung strömen, tritt eine gegenseitige Behinderung in der Fortbewegung
der beiden Medien ein, was unvermeidlich zu Atstauungen der Flüssigkeit auf den
Stufen führt.
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Bei getrennter Führung von Gas und Flüssigkeit münden die durch den
Glockendeckel gehenden Überlaufrohre in die auf jeder Rektifikationsstufe befindliche
Flüssigkeit.
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Es bilden sich auch bei dieser Anordnung Flüssigkeitskanäle von Uberlaufrohr
zu tYberlaufrohr, wodurch ein großer Teil der Flüssigkeit der Einwirkung der aufsteigenden
Dämpfe entzogen wird.
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Wenn nur eine Gasdurchtrittsöffnung auf jeder Stufe vorhanden ist,
dann ist die Anordnung des Überlaufrohres in der den Gasdurchtritt abdeckenden Glocke
unmöglich, da das untere Ende des Flüssigkeitsüberlaufrohres über der Mitte des
folgenden imDeckel angebrachten Überlaufrohres liegt und somit jeder Flüssigkeitsabschluß
fehlt.
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Es wurde eine neue Anordnung gefunden, die sich im Vergleich zu den
vorstehend gekennzeichneten Einrichtungen als besonders vorteilhaft für den Einbau
der Reaktionskolonnen erwiesen hat.
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Die Zeichnung gibt in Fig. I den Schnitt und in Fig. 2 den Grundriß
einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung wieder.
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Die Glocke I liegt mit ihrem zackenförmig ausgebildeten Rande 2 auf
dem Zwischenboden 3 der Kolonne. Das durch die Mitte der Glocke geführte Überlaufrohr
4 ist auf der einen Hälfte überhöht und trägt am oberen Ende dieser Verlängerung
einen Becher 5, in welchen das Überlaufrohr des nächsten Bodens eintaucht. Das Gas
bzw. die gashaltigen Dämpfe können also nicht durch das Überlaufrohr ihren Weg nehmen,
sondern müssen unter dem Glockendeckel durch die Flüsstgkeit hindurchströmen.
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Durch die Überhöhung des Überlauftrichters und durch die Anordnung
der tJberlaufschnauze 6 auf der der nicht überhöhten Hälfte des Überlaufrohres entgegengesetzten
Seite wird erreicht, daß der Zulauf nicht unmittelbar zum Überlauf gelangen kann.
Denn die aus der Auslaufschnauze des Napfes strömende Flüssigkeit fällt auf den
Rand des Glockendeckels und muß dicht um die Gasdurchtrittsöffnungen herumfließen,
ehe sie in die durch den Glockendeckel geführte Überlaufleitung gelangt. Es tritt
infolgedessen zwangsläufig eine innige Durchmischung des gesamten gleichmäßig verteilten
Rücklaufes mit den aufsteigenden Dämpfen ein, da der Abstand zwischen Glockenrand
und Kolonnenwand verhältnismäßig klein gewählt werden kann.
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Der Dampfquerschnitt dagegen, bezogen auf den gesamten Durchmesser
der Kolonne, kanii wesentlich größer ausgeführt werden, wodurch eine bessere Verteilung
des Dampfes auf die Flüssigkeit erreicht wird.
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Auch die Überlaufkante des Überlaufrohres ist bei der neuen Anordnung
bedeutend größer, so daß eine Anstauung von Flüssigkeit auf den einzelnen Böden
und das mit den Stauungserscheinungen verbundene ungleichmäßige und mangelhafte
Arbeiten der Kolonne vermieden wird.
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Da die Flüssigkeit unbehindert abfließen kann und die Höhe des Flüssigkeitsstandes
auf den einzelnen Böden bei höchster sowie geringster Belastung annähernd gleich
ist, kann die Kolonne ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise für verschiedene Leistungen
verwendet werden.