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Kolonne zum Destillieren, Rektifizieren oder Absorbieren
Kolonnen zum
Destillieren, Rektifizieren oder Absorbieren in Treppen- bzw. Kaskadenform, bei
denen der Dampf durch Siebböden, auf denen die Flüssigkeit steht, hindurchtritt,
sind bekannt. Deren praktischer Anwendung standen jedoch die Nachteile der Siebböden
entgegen, z. B. besonders starke Abhängigkeit voli der Strömungsgeschwindigkeit
des Dampfes, hohe Empfindlichkeit gegen nicht genau waagerechte Lage der Siebböden,
Empfindlichkeit gegen Schmutz oder leicht ausfällbare Stoffe enthaltende Flüssigkeiten
usw.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß bei Kolonnen
in Treppen- bzw. Kaskadenform in den Austauschräumen den Raumquerschnitt im wesentlichen
abschließende Wände eingebaut sind, die an ihrem unteren Teil, mit dem sie in die
Flüssigkeit eintauchen, mit Oeffnungen bzw.
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Schlitzen versehen sind. Die Dämpfe bzw. Gase werden gezwungen, durch
diese Offnungen bzw.
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Schlitze zu treten. Sie vermischen sich dabei innig mit der Flüssigkeit,
so daß eine gute Austauschwirkung erreicht wird.
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Die Schlitzwände sind vorzugsweise so ausgebildet, daß die öffnungen
bzw. Schlitze in einer Ebene liegen.
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Der durch die Schlitze tretende Dampf geht vor seinem Zutritt zur
Schlitzwand des nächsthöheren Austauschraumes über einen Tropfenabscheider, z. B.
Prallwände, Raschigringe o. dgl., vor oder hinter dem sich derFlüssigkeitsüberlauf
zum nächsttieferen Austauschraum befindet.
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Der Zutritt der Rücklaufflüssigkeit vom jeweils höher liegenden Austauschraum
ist zweckmäßig in unmittelbarer Nähe der oeffnungen bzw. Schlitze der Wand angeordnet.
Auf diese Weise gelangt an jede Stelle der Schlitzwand, also an die Mischstelle
mit
den Dämpfen bzw. Gasen, Flüssigkeit von der Überlaufkonzentration
des nächsthöheren Bodens.
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Die kaskadenförmig angeordneten Kammern können in beliehiger Weise
aneinandergereiht werden, z. B. hintereinander, in Form einer Wendeltreppe usw.
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Die erfindungsgemäße Anordnung der oeffnungen bzw. Schlitze hat zur
Folge, daß jedes Flüssigkeitsteilchen einer Kammer nur einmal mit den durch den
Schlitzrand streichenden Gasen bzw. Dämpfen dieser Kammer in Berührung kommt. Um
gegebenenfalls die Berührungsdauer der Flüssigkeit mit den Dämpfen bzw. Gasen je
Kammer zu verlängern, werden nach einer Ausführungsform der Erfindung im Flüssigkeitsraum
hinter dem Schlitzrand, in Strömungsrichtung der Gase gesehen, Führungswände angeordnet,
die die Flüssigkeit zwingen, längs des Schlitzrandes zu strömen. Durch Längenänderung
dieser vorgebauten Führungswände und entsprechender Wahl der Flüssigkeitsmenge hat
man es in einfacher Weise in der Hand, die Austauschzeit je Kammer zu verändern.
Man erreicht auf diese Art eine optimale Leistung pro Längeneinheit des Schlitzrandes.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der Schlitzwände
und Austauschräume in Kaskadenform besteht darin, daß der Abstand der Flüssigkeitsspiegel
zweier benachbarter Kammer auf das niedrigstmögliche Maß, nämlich das für die Erhaltung
der Flüssigkeitsströmung notwendige Gefälle beschränkt wird. Dadurch wird die Bauhöhe
der Kolonne gegenüber der bisher üblichen Bauweise wesentlich verringert.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand an Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch Austauschkammern,
die auf einer geneigten Ebene angeordnet sind; Abb. 2 und 3 zeigen in Kaskadenform
angeordnete Austauschkammern mit Führungswänden, und zwar stellt Abb. 2 einen Längsschnitt
D-E durch Abb. 3 dar, während Abb. 3 einen Horizontalschnitt B-C durch Abb. 2 wiedergibt.
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Die Kolonne besteht aus einem Kasten I, der in seiner Länge durch
die Schlitzwände 2 in Austauschräume 3,4, 5 unterteilt ist. Die Schlitzwände tauchen
mit ihren Schlitzen 6 in die Flüssigkeit ein. Um den Durchfluß der Flüssigkeit durch
die einzelnen Austauschräume 3, 4, 5 sicherzustellen, muß ein entsprechendes Gefälle
vorhanden sein. In jeder Kammer sind Überläufe 7 und Zuführung 8 für die Flüssigkeit
angeordnet. Die Flüssigkeit gelangt jeweils von den Überläufen 7 in die Zuläufe
8 des nächst tiefer liegenden \ustauschraumes. Die Zuläufe 8 liegen in unmittelbarer
Nähe der Schlitze 6 der Schlitzwand 2, so daß an jede Stelle der Schlitzwand Flüssigkeit
von der Konzentration des Uberlaufs gelangt. Vorzugsweise wird man für eine gleichmäßige
Verteilung des Zulaufes auf die Schlitzwand sorgen. In den Fillen, wo eine veränderliche
Berührungsdauer der Flüssigkeit mit den Dämpfen oder Gasen erwünscht ist, wird zweckmäßig
hinter jedem Schlitzrand 6 eine Anzahl Führungsrvände angeordnet. die beispielsweise
in der geradlinigen Form io oder in der winkligen Form Iob ausgebildet sein köniien.
Wesentlich ist, daß die aus den Zuläufen 8 konimende Flüssigkeit in der Pfeilrichtung
eine gewisse Strecke, d. h. eine gewisse Zeit, die von der Länge der Führungswände
abhängt, an der Schlitzwand 6 vorleigeftjhrt wird.
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Der in Richtung des t>feiles 4 strömende Dampf wirbelt die Flüssigkeit
beim l)urclltritt durch die Schlitze 6 auf und vermischt sich dabei innig mit der
Flüssigkeit. Fr wird nach dem Durchtritt durch die Schlitze 6 vor Zutritt zu der
Schlitzwand des nächsthöheren Austauschraumes etwa durch eine Prallwand 9 von mitgerissenell
Tropfen befreit.
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PATENTANSPROCHE: I. Kolonne zum Destillieren, Rektifizieren oder
Absorbieren mit auf verschiedener Höhe liegenden Austauschräumen in Treppen- bzw.
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Kaskadenform, die derart miteinander in Verbindung stehen, daß die
Flüssigkeit von einem zum anderen Raum at)vcirts- und der Dampf bzw. die Gase ihr
entgegenströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Austauschräumen den Raumquerschnitt
im wesentlichen alschl ießende Wände eingebaut sind, die an ihrem unteren Teil,
mit dem sie in die Flüssigkeit eintauchen, mit Offnungen oder Schlitzen versehen
sind.