DE699768C

DE699768C - Kolonne zur Behandlung von Fluessigkeiten mit Gasen

Info

Publication number: DE699768C
Application number: DE1937R0099072
Authority: DE
Inventors: Dr Horace Mccolloch Weir
Original assignee: Rheinmetall Borsig AG
Current assignee: Rheinmetall AG
Priority date: 1937-04-09
Filing date: 1937-04-09
Publication date: 1941-04-26

Description

Kolonne zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen Kolonnen z. B. in Einrichtungen zur Destillation, Rektifikation oder Absorption sind mit einer größeren Anzahl übereinanderliegender Böden versehen, die durch von Glocken abgedeckte Öffnungen in solcher Weise miteinander verbunden sind, daß die Flüssigkeit und das Gas im Gegenstrom zueinander die Kolonne durchsetzen. Es ist bekannt, zur Führung der Flüssigkeit von Boden zu Boden in den Glocken Rohre anzuordnen, wobei die durch das Rohr von dem oberen Zwischenboden strömende Flüssigkeit durch die Glocken auf den darunterliegenden Boden verteilt wird, zu welchem Zweck die Glocken an ihrer Oberseite mit rinnenförmigen Vertiefungen versehen sind.
Besondere Vorrichtungen zum Auffangen der von den Gasen hochgerissenen Flüssigkeit sind hierbei nicht vorgesehen, so daß die am unteren Rande der Glljcke austretenden Gase nur in verhältnismäßig geringe Berührung mit der Flüssigkeit gelangen, namentlich wenn die Austrittsöffnung der Gase über dem Flüssigkeitsspiegel liegt. Eine derartige Kolonne ist nur für hohe Gasgeschwindigkeiten brauchbar, wie sie beim Vakuum auftreten. Bei geringeren Gasgeschwindigkeiten, z. B. bei überdrucklosen Kolonnen, kann das Gas nur unvollkommen auf die Flüssigkeit einwirken. Bei einer anderen bekannten Anordnung sind die Glocken mit rinnenfiirmigen Vertiefungen versehen, die die hochgerissene Flüssigkeit in das zum tiefer liegenden Boden fiihrende Rohr leiten. Da hierbei die hochgerissene Flüssigkeit nicht auf den gleichen Zwischenboden zurückgelangt, so wird'auch hier die Einwirkung der Gase auf die Flüssigkeit erheblich beeinträchtigt.
Die Nachteile dieser bekannten Bauformen werden durch die Erfindung dadurch vermieden, daß die in den Glocken angeor(lneten, zur Führung der Flüssigkeit von Bohlen zu Boden dienenden Rohre über den ganzen Boden verteilt sind und die zugehörigen losen Glocken durch trogförmige Bauteile verbunden sind die hocllberissene Flüssigkeit auffangen und von den Glocken fortführen Hierdurch wird einerseits eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über die einzelnen Böden und andererseits eine innige Berührung der Flüssigkeit mit den Gasen erreicht, da die von den Gasen hochgerissene Flüssigkeit auf den gleichen Boden zurückgeführt wird. Die Kolonne gemäß der Erfindung ermöglicht daher auch bei kleinen Durchtrittsgeschwindigkeiten der Gase und Flüssigkeiten eine besonders wirkungsvolle gegenseitige Beeinflussung beider AIittel.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen Abb. t bis 3 zwei Längsschnitte bzw. eine Draufsicht einer einzelnen Glocke, während die Abb. 5 und 6 einen Längsschnitt bzw. Querschnitt durch die Kolonne zeigen.
In den in größerer Anzahl übereinander angeordneten waagerechten Kolonnenböden f sind, in den einzelnen Böden gegeneinander versetzt, die Stutzen k eingelassen, die durch Glocken e abgedeckt sind und zum Durchtritt des am unteren Ende der Kolonne eingeführten Gasstromes dienen. Die Glocken e, die rund oder auch langgestreckt, oval oder vieleckig ausgebildet sein können, sind an ihrer Oberseite mit zwei radialen Rinnen c versehen. Durch diese Rinnen fließt die an der Oberseite der Kolonne eingeführte Flüssigkeit dem zentralen Halsrohr g zu, von wo sie in die Überlaufschalen i des unter dem Kolonnenboden f liegenden Kolonnenbodens h abfließt. Die Glocken e liegen mit der Unterseite der Rinne c auf der Oberkante des Ablaufstutzens k auf. Die Glocken e sind außerdem an der oberen Seite mit zwei Stegen b versehen, die eine U-förmige Schiene a aufnehmen. Diese Schiene erstreckt sich, wie aus Abb. 4 und 5 ersichtlich ist, über mehrere in einer Reihe nebeneinanderliegende Glocken e und ist am Kolonnenboden oder am Kolonnenmantel n befestigt. Die U-förmige Schiene a verhindert die senkrechte Bewegung der Glokken. Gegen seitliche Verschiebungen sind die Glocken e durch Ansätze d gesichert, die an der Unterseite der Glocken, vorzugsweise am Boden der Rinnen c, angebracht sind und sich gegen den Rand der Ablaufstutzen k legen. Durch diese Ansätz ct wird in Verbindung mit der Schiene a auch bei starken Flüssigkeitsstößen die Lage der Glocken e gesichert.
In den Abb. I und 2 sind die Flüssigkeitsspiegel sowie die Strömungsrichtungen der Flüssigkeit und der Gase angedeutet, und zwar für die Flüssigkeit mit voll ausgezogenen, für die Gase dagegen mit gestrichelten Pfeilen.
Die Flüssigkeit steigt auf jedem liolonnenboden bis zum oberen Rand <1er Al)laufstutzen k, bevor sie durch das Halsrohr g nach unten abfließen kann. Durch die an der Oberseite der Glocken angebrachten radialen Rinnen c wird erreicht, daß die Flüssigkeit unterhalb der von der Schiene a gebildeten Rinne abfließt.
Auch wenn der Flüssigkeitsspiegel bis zur Oberkante der Glocken e ansteigt, kann die Flüssigkeit nur auf dem NVege unterhalb der U-fijrmigen Schiene in das Rohr g eintreten.
Erst beim Auftreten stoßartiger GasfiSrderung oder aber im Betrieb mit großen Gasgeschwindig-.keiten entsteht die Möglichkeit, daß nennenswerte Alengen an Flüssigkeit durch den Gasstrom über die Höhe der Schienen a hochgerissen werden. Die von den Schienen aufgefangene Flüssigkeit kann nicht sofort durch das Rohr g hindurchfallen, sondern sie wird durch die Schienen fort geleitet und gelangt wieder auf denselben Kolonnenboden. Auf diesem Wege tritt eine zusätzliche Verdampfung der Flüssigkeit ein. Die durch das in Richtung von unten nach oben strömende Gas emporgeschleuderte Flüssigkeit kann also nur nach inniger Berührung mit dem Gas abfließen.
Die Stege b werden so hoch bemessen, daß zwischen der Oberfläche der Glocken e und der Unterkante der Schiene a ein genügend großer Raum entsteht, durch den das aus dem Stutzen k tretende Gas am ganzen Umfang des Glockenrandes ungehindert nach oben sprudeln kann.
Der Durchtritt des Gases wird durch die gezahnte Ausbildung des unteren Glockenrandes verbessert. Die U-förmigen Schienen a haben zwischen je zwei Glocken e Abflußöffnungen m, die ausreichend groß bemessen sind, um der nicht verdampften Flüssigkeit ein ungehindertes Zurückfließen auf den Kolonnenboden zu ermöglichen, so daß sie am Glockenrand von neuem mit dem durch den Stutzen k geführten Gasstrom in Berührung kommen kann. Hierdurch wird auch bei großen Flüssigkeitsmengen eine gleichmäßige und innige Berührung zwischen dem Gas und der Flüssigkeit erreicht.
Die in dem unteren Kolonnenboden senkrecht unterhalb der Glocken e bzw. der Stutzen k angeordneten Vertiefungen i können auch auf den Kolonnenboden aufgesetzt oder an den Halsrohren g angehängt werden, Die radialen Ablaufrinnen c der Glocken können außer dem dargestellten rechteckigen auch einen runden oder dreieckigen Querschnitt haben. In letzterem Falle verlaufen die Rinnen spitz nach unten, was den Vorteil hat, daß der Durchtrittsquerschnitt für den Gasstrom innerhalb der Glocken am wenigsten behindert wird. Es können auch anstatt zweier radialer Rinnen deren mehrere, z. B. drei, vorgesehen sein, die dann entsprechende N59'inkel, z. B. I20°, miteinander einschließen. Die zur seitlichen Festlegung der Glocken e dienenden Vorsprünge d an der Unterseite der Glocken können angegossen, aufgeschweißt oder eingepreßt sein und sich statt gegen den Außenrand auch gegen den Innenrand des Ablaufstutzens k legen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Kolonne zur Behandlung von Flüssigkeit mit Gasen im Gegenstrom mit (;locken und in den Glocken angeordneten Rohren zur Führung der Flüssigkeit von Boden zu Boden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (g) über den ganzen Boden (f) verteilt sind und die zugehörigen losen Glokken (e) durch trogförmige Bauteile (a) verbunden sind, die hochgerissene Flüssigkeit auffangen und von den Glocken (e) fort zu dem gleichen Boden (f) zurückführen.
2. Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden von in den Glocken (c) angebrachten rinnenförmigen Vertiefungen (c), die die Flüssigkeit in die Rohre (g) leiten, auf der Oberkante eines Stutzens (k) aufliegt, der in dem Zwischenboden (f) angeordnet ist und zum Durchtritt des Gasstromes dient.
3. Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Glocken (e) zu deren seitlichen Festlegung Ansätze (d) vorgesehen sind, die sich gegen den Rand der Stutzen (k) legen.
4. Kolonne nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer Glocken (e) an jedem der als Längstrriger ausgebildeten Bauteile («), die am Kolonnenboden (f, h) oder am Kolonnenmantel (n) befestigt sind.