DE869037C - Einrichtung zum Inberuehrungbringen von Gasen oder Daempfen mit Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Es ist allgemein, bekannt, Gase aus Gasgemischen zu absorbieren und Gase, zu kühlen oder zu reinigen dadurch, daß- man die Gase durch einen Raum passieren läßt, in welchem mechanische Verteileranordnungen eine Flüssigkeit aufwärts treiben oder dieselbe in feinverteiltem Zustand in diesen Raum einr sprühen, so daß; die Flüssigkeit Gase, Wärme oder Verunreinigungen aufnimmt. Solche Verfahren werden in der Praxis vermittels verschiedener Apparatkonstruktionen durchgeführt.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen. Apparat, der die Aufgabe hat, Gase oder Dämpfe aus dem oben angegebenen oder ähnlichem Zwecke mit einer Flüssigkeit im einen innigen Kontakt zu bringen, bei welchem Apparat jedoch, im Zusammenhange mit der Funktion desselben, solche Spezialerfordernisse gestellt werden, daß derselbe eine neuartige Ausführung erhalten muß.

Wesentlich, unter den Spezialerfordernissen ist, daß bei konstantem Gasgemisch oder Gasvolumen die Flüssigkeit gleichzeitig nicht nur eine variable Menge eines gewissen Gasbestandteiles absorbieren, sondern auch gleichzeitig eine Flüssigkeit mit variablem Gehalt an diesem Bestandteil abgeben kann.

Dies erfordert, daßi der Absorptionseffekt innerhalb gewisser Grenzen ohne Veränderungen der durchströmenden Flüssigkeitsvolumen verändert werden kann und auch, daß die durchströmenden Flüssigkeitsvolumen ohne Veränderung des Absorptionseffektes verändert werden können. Diese Erfordernisse machen es notwendig, daß der Flüssigkeitsdurchgang bedeutend variiert werden kann, ohne daßi nennenswerte Niveauveränderungen im Apparat auftreten. Der Flüssigkeitszulauf und -ablauf müssen daher in der Weise konstruiert sein, daß> sie leicht die Regelung eines gewünschten Flüssigkeitsniveaus zulassen, auch wenn der Apparat von variierenden Flüssigkeitsmengen durchströmt wird. Mehrere in derselben Anlage angeordnete Apparate müssen zusammenarbeiten können, ob sie nun in Reihe oder parallel geschaltet sind, und die aus dem einen Apparat in, den anderen hinübertretende Flüssigkeitsmenge muß ohne nennenswerten Einfluß· auf so das Flüssigkeitsniveau in den Apparaten variiert werden können. Der Flüssigkeitstransport muß ohne besondere Pumpen od. dgl. erfolgen können, auch wenn die Apparate nicht in' fallender Reihe angeordnet sind. Die Absorptionsflüssigkeit hat in manchen Fällen eine schäumende Eigenschaft, oder sie bekommt eine solche Eigenschaft infolge Aufnahme gewisser Substanzen! aus den Gasen; Aus den Gasen stammende, leichte, in der Flüssigkeit unlösliche Substanzen können sich ansammeln undeine Schicht auf der Flüssigkeitsoberfläche bilden; Sowohl in dem Falle, wo Schaum entsteht, als auch dann, wenn auf-der Elüssigkeitsoberfläche schwimmende Sammelgebilde vorkommen, muß der Apparat und insbesondere dessen Abzug eine solche Konstruktion erhalten, daß< diese Gebilde unmittelbar abfließen und aus dem Apparat weggeführt werden, damit der Absorptionseffekt nicht nachteilig beeinflußt wird. Die den Apparat durchströmende Flüssigkeit mußi in der Weise zu- und abrinnen, daßi im Apparat eine möglichst -gleichmäßige. Verteilung entsteht und daß sie eine möglichst geringe Einwirkung auf die durch den Verteilerapparat hervorgerufene Strömung haben kamm. Das dem Apparat zugeführte Gas kann unter Umständen mit stark variierender Geschwindigkeit eintreten, diese muß daher möglichst geregelt werden. Die Flüssigkeitstropfen im Gas-Flüssigkeits^Gemdsch sind in der Regel sehr . klein und leicht; deshalb können sie von einem geschwinden Gasstrom verdrängt werden, was eine So unvollständige und unkonstante Absorption zur Folge hat.

Um diese Erfordernisse in¹ höherem oder minderem Maße erfüllen und die genannten Nachteile beseitigen zu können', wird gemäß' der Erfindung ein Kontaktapparat verwendet, welcher einen Behälter enthält, der mit Zulauf und Abzug für die Flüssigkeit, ferner mit Zuleitung und Abzug für das Gas oder den Dampf sowie mit einem Flüssigkeitsverteiler ausgerüstet ist. Dieser Flüssigkeitsverteiler besteht aus einer mit radial angeordneten Scheiben, Scheibensektoren oder Armen versehenen Achse auf einem solchen Niveau, daß· die Scheiben od. dgl. bei der Rotation der Achse mit einem .Teil in den Flüssigkeitsraum des Apparates reichen, wobei der Apparat in der Weise angeordnet wird, daß der Flüssigkeitszulauf und der Flüssigkeitsabzug sich an je einer Längsseite des Flüssigkeitsverteilers befinden. Dieser Flüssigkeitsverteiler rotiert in der Weise; daß die Scheiben od. dgl. im Flüssigkeiten raum auf der Flüssigkeitsabzugsseite aufwärts gehen, wobei der Flüssigkeitsabzug mit einer regelbaren Überlauf klappe ausgerüstet ist. Der Flüssigkeitsverteiler muß in der Weise angeordnet sein, daß der Flüssigkeitsabzug sich dort befindet, wo das Flüssigkeitsniveau zufolge der Rotation des Flüssigkeitsverteilers erhöht ist, mit Vorzug innerhalb des höchsten Teiles des erhöhten Gebietes. Um Oberflächenbewegungen zu dämpfen und Schaumbildungen in der Flüssigkeit hintanzuhalten, damit das für eine gewisse Verteilung eingestellte Flüssigkeitsniveau in der unmittelbaren Nähe des Verteilers in höchstmöglichem· Grade konstant bleibt, ist zweckmäßig entlang des. Flüssigkeitsverteilers, auf der Zufuhrseite, in einem gewissen Abstand vom Flüssigkeitsverteiler (beispielsweise 0,5 bis 2 Schei- 8g benradien vom" diesem entfernt oder noch näher) ein Dämpforgan im Flüssigkeitsniveaugebiet angeordnet, welches. Dämpf organ! in Höhen- und/oder Seiten>richtung zweckmäßig einstellbar ist.

Eine wesentliche Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß¹ das Vorwärtstreiben der Flüssigkeit durch den Verteilermechanismus bewerkstelligt oder zumindest von diesem gefördert und durch einen Niveauregler in der Weise geregelt wird, daß. das Flüssigkeitsniveau in der gewünschten Lage automatisch aufrechterhalten wird, selbst bei variierenden Flüssigkeitsdurchströmungen. Dies verhindert nicht, daß: die Apparate auch auf einem nicht horizontalen Terrain aufgestellt oder mit Pumpen ausgerüstet werden können, wenn die Vorteile der Apparataufstellung in derselben Ebene nicht ausgenutzt werden können. Der angestrebte Effekt wird erreicht sowohl dann, wenn die Scheiben die Flüssigkeit in den Gasraum des Behälters hinaüfschleudern, als auch dann, wenn sie die Flüssigkeit nur in Form einer Außenschicht an den Scheiben emporheben.

Die Erfindung soll an Hand einer auf der Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform beschrieben werden. ^llQ

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt der Gesamteinrichtung; Fdg. 2 ist eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt.

Der Flüssigkeitsverteiler ist hier in Form eines Scheibenverteilers ausgeführt, kann aber auch als Verteiler mit Armen od. dgl. wie auch als Verteiler, der die Flüssigkeit in den Gasraum über die Flüssigkeitsmengelediglich hinaushebt, ausgeführt sein.

In der Zeichnung ist ein Aggregat, bestehend aus zwei auf demselben Niveau belegenen, in. Reihe geschalteten Behältern, veranschaulicht. Diese bestehen aus je einem im waagerechten Querschnitt zweckmäßig viereckigen Behälter 1, dessen Boden geneigt ist, um leichter diejenigen Bewegungen vermitteln zu können, die die Flüssigkeit im Behälter beim Arbeiten des Verteilers erhält. Der Behälter

ist vollständig geschlossen und gewissen kleineren Überdrucken gewachsen. Durch den Zulauf 2 wird Flüssigkeit dem geschlossenen Verteilungsraum 3 zugeführt, der sich unmittelbar der einen Breitseite des Behälters in deren ganzer Länge anschließt. Die Flüssigkeit wird durch die Öffnung 4 weitergeleitet, die sich entlang der ganzen Breitseite des¹ Behälters erstreckt; durch diese öffnung gelangt die Flüssigkeit in den eigentlichen Absorptionsbehälter. Die Geschwindigkeit der einströmenden Flüssigkeit wird auf diese Weise ausgeglichen, und die Flüssigkeit wird gleichmäßig gegen die Verteilerapparatur aufgeteilt. Dem Zulauf rohr 2 kann, ein Speiseapparat für ein feinverteiltes festes. Material, beispielsweise Kalkmehl, angeschlossen werden, das am Absorptionsprozeß· teilnehmen kann, was bei der Herstellung von Biisulfitlauge der Fall ist. Die dem Zulaufrohr 2 auf diese Weise zugeführte feste Substanz wird von der zugeführten Flüssigkeit in den Behälter transportiert. Die der Vorrichtung zugeführte Flüssigkeit bzw. das zugeführte Flüssigkeitsgemisch füllt den unteren Teil des Apparates, den Flüssigkeitsraum, und rinnt durch die öffnung 5 auf der dem Zulauf entgegengesetzten Seite ab.

Durch die öffnung 5 des anderen Behälters rinnt Flüssigkeit in den geschlossenen Abrinnraum 6 ab, der sich unmittelbar an die ganze Breite des Behälters anschließt; die Flüssigkeit wird durch den Abzug 7 abgeleitet. In der Abzugsöffnung 5 ist eine Überlaufklappe 8 angeordnet, die mit einer Achse 9 verbunden ist; diese Achse führt durch die Behälterwandung zu einem Regelrad 10, durch das die Klappe 8 in verschiedene Lagen verdreht werden kann. Vermittels dieser Anordnungen kann das Flüssigkeitsniveau in der Vorrichtung auf gewünschter Höhe bei verschiedenen Mengen durchströmender Flüssigkeit eingestellt werden. Zufolge der Größe der Abzugsöffnung 5 werden die Niveam^reränderungen bei den praktischen auftretenden Veränderangen des Flüssigkeitszulaufes ganz unbedeutend sein. Dies ist von großer Bedeutung in einem Betriebe, in dem die Verteilerapparatur auf die Flüssigkeitsniveaulage im Behälter empfindlich ist. Da das Abrinnen über einen überlauf erfolgt, werden allerlei Oberflächenschichten (Schaum usw.) zuerst abrinneni und dadurch entfernt werden. Um das Flüssigkeitsniveau im Behälter feststellen und kontrollieren zu können, ist ein Fenster 11 in der Flüssigkeitslinie angeordnet. Die Verteilung der den Apparat durchströmenden Flüssigkeit in den oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche befindlichen Behälterraumi erfolgt vermittels eines Scheibenverteilers 12 von bekannter Konstruktion, dieser besteht aus einer angemessenen Anzahl kreisrunder Scheiben, die durch Trennringe 20 in: entsprechenden, vorzugsweise verhältnismäßig kleinen Abständen voneinander auf einer horizontalen rotierbaren Achse 13 angeordnet sind; die Achse verläuft parallel zu den Behälterseiten, an denen Flüssigkeitszufuhr und -abfuhr stattfindet, und zwar liegt diese Achse näher zur Abfuhrseite. Die Scheibenverteilerachse ist durch in beweglichen Platten 24 in den Behälterwänden' angeordnete Buchsen 22 aus dem Behälter zwecks Lagerung in Lagern 25 und Antrieb herausgeführt. Der Antrieb erfolgt derart, daß der Scheibenverteiler mit einer den jeweiligen Erfordernissen am besten angepaßten Umdrehungszahl in Rotation gehalten werden kann. Das Flüssigkeitsniveau 23, das in gleicher Höhe mit der Unterkante der Verteilerscheiben liegt, wird als Nullinie bezeichnet.

In Zusammenarbeit mit dem Scheibenverteiler 12 ist ein Setzbord angeordnet, welches entlang der ganzen Länge des Verteilers verläuft. Der Setzbord kann durch einen dem unteren Bord 14 gegenüber beweglichen und ihn teilweise überlappenden oberen Bord 26 zweiteilig oder auch auf eine andere Weise in peripherer bzw. senkrechter und außerdem in waagerechter Richtung verschiebbar sein, was die Einstellung desselben in gewünschter Lage im Verhältnis zum Scheibenverteiler ermöglicht. Auf der Oberkante des Setzbordes 14 ist außerdem eine zweckmäßig einstellbare Regulierschiene 15 vorhanden, die eine feine Justierung der Lage in Horizontalrichtung zuläßt. Durch Abänderung der Lage der Anordnungen 14, 26 und 15 kann die Wirkungsweise des Scheibenverteilers in hohem Grade beeinflußt werden. So kann die Richtung, Höhe, Ausbreitung, Dichte und Tropfengröße der Flüssigkeit, wie auch die in dem oberhalb des Flüssigkeitsniveaus befindlichen Raum vorhandene Menge der Flüssigkeit im Behälter geregelt werden. Die Erhöhung oder Senkung des Flüssigkeitsniveaus im Verhältnis zur Nullinie hat auch eine ausschlaggebende Bedeutung für die Wirkungsweise der Verteilerapparatur und deren Kapazität und Kraftverbrauch, weshalb die Regelung der Klappe 8 einen bedeutsamen Teil der Funktion des Verteilermechanismus bildet.

Um das gewünschte Verteilungsresultat erreichen und während des Betriebes aufrechterhalten zu können, muß man im allgemeinen darauf achten, daß das Flüssigkeitsniveau in der unmittelbaren Nähe des Scheibenverteilers nicht durch Schwellungen oder Wellenbildungen gestört wird. Um die Oberflächenbewegunigen der Flüssigkeit in der Nähe des Scheibenverteilers dämpfen und die Bildung von i°5 Schaum auf der Flüssigkeit im gleichen Gebiet hintanJialten zu können, wurde ein Dämpfungsorgan 16, angeordnet, das gehoben und gesenkt und auch in seitlicher Richtung verschoben werden kann. Für gewisse Zwecke und innerhalb gewisser Grenzen kann man die Verteilerfunktionen durch die Rotationsgeschwindigkeit des Scheibenverteilers 12 variieren, weshalb der Antrieb auch hinsichtlich der Umdrehungszahl einstellbar sein muß.

Durch die Umdrehung des Scheibenverteilers ¹¹S wird die im Apparat befindliche Flüssigkeit in Bewegung versetzt, und der Scheibenverteiler muß sich deshalb in einer solchen Richtung drehen, daß die im Behälter befindliche Flüssigkeit in Richtung der öffnung 5 und der Überlaufklappe 8 getrieben "° wird und eine Welle 17 bildet. Die Rotationsgeschwindigkeit des Scheibenverteilers. 12 und in gewissem Maße die Einstellung des Setzbordes 14, 26, 15 beeinflussen die Geschwindigkeit, mit welcher die Flüssigkeit durch den Behälter gegen die öffnung 5 zu getrieben wird; durch Regelung der

Höhenlage der Überlauf klappe 8 kann die Welle 17 gezwungen werden, die Klappe 8 mit größeren oder kleineren Flüssigkeitsmengen zu überlaufen, wodurch der Flüssigkeitstraneport durch den Apparat 5 oder von Behälter zu Behälter regulierbar wird. Es ist offenbar, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit und hiermit die Welle 17 durch den Tiefgang der Scheiben in der Flüssigkeit beeinträchtigt -ist, weshalb ein praktisch konstantes Niveau durch ein gewisse Einstellung der Klappe 8 automatisch beibehalten wird, verhältnismäßig unabhängig von den Veränderungen in der dem Apparat zugeführten Flüssigkeitsmenge. Dadurch bietet sieh die Möglichkeit, zusammenwirkende Apparate auf demselben- Niveau anzuordnen.

Außer der Flüssigkeitsmenge, die aus der vorwärts dringenden Welle 17 von der Klappe 8 we'itergelasseni wird, kann bei entsprechender'Einstellung des Setzbordes 14 ein Teil der in die Höhe geworfenen Flüssigkeitsmenge in der Richtung der Bewegung der Flüssigkeit vorwärts und über die Klappe 8 geworfen werden. Will man aus irgendeinem Anlaßt die auf die Flüssigkeit einwirkende Vorwärtstreibung im Behälter noch erhöhen, kann der Scheibenverteiler mit schaufeiförmigen· Scheiben od. dgl. ausgerüstet werden.

Um eine günstige Flüssigkeitsströmung in dem Behälter zu erreichen, soll der Boden des Behälters ungefähr gegen den unter dem Verteiler 12 liegenden Punkt geneigt sein. Da dieser dem. Ablauf 5 näher liegt als dem Zulauf 4, ist der Bodenteil 27 beim Zulauf nicht so viel geneigt wie der Bodenteil 28 beim Ablauf. An dem. am tiefsten liegenden Teil ist ein mit einem Hahn 30 ausgerüstetes Entleerungsrohr 29 vorgesehen.

Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist und Flüssigkeit in der beschriebenen Weise durch den Apparat geführt und in den oberhalb des· Flüssigkeitsniveaus liegenden Behälterraum geschleudert wird, wird das Gas· durch den Zulauf 18 im Gegenstrom zur Flüssigkeit zugeführt. Vom Zulauf 18 wird das Gas abwärts gegen das Flüssigkeitsniveau geleitet und hiernach in den Behälter hinein, 'wodurch, das oft stoßweise und mit recht hohem Druck kommende Gas zunächst auf die Flüssigkeitsobernäche aufschlägt und sich von hier aus weiterhin ausbreitet und in der Richtung des mit Flüssigkeitstropfen gefüllten Raumes aufsteigt, um durch den Abzug 19 nach Absorption in einem oder mehreren. Apparaten abzugehen.

Sämtliche angegebenen Konstruktionsteile, die den Scheibenverteiler beeinflussen', müssen naturgemäß nicht" immer gleichzeitig mit dem Scheibenverteiler zusammenwirken; vielmehr kann der Scheibenverteiler in Kombination mit einem oder mehreren dieser Konstruktionsteile genügen, um das erwünschte Resultat zu erreichen. Hieraus geht auch hervor, daß Absorptionsvorrichtungen für gewisse Zwecke hergestellt werden können, die mit nur einem oder mehreren dieser mit dem Scheibenverteiler zusammenwirkenden Konstruktionsteile ausgerüstet sind.
Aus dem Angeführten geht ferner hervor, daßider Seheibenverteiler als solcher lediglich ein Einzelteil in der (Kombination verschiedener Verteileranordnungen und Vorrichtungsteile bildet, die notwendig sind, um zu einer regelbaren, leistungsfähigen und betriebssicheren Absorptionseinrichtung zu gelangen, mit der die gestellten Spezialerfordernisse erfüllt werden.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Inberührungbringen von Gasen oder Dämpfen mit Flüssigkeiten, enthaltend einen Behälter mit Zulauf und Abzug für Flüssigkeit sowie Zulauf und Abzug für Gas oder Dampf, ferner mit einem Flüssigkeitsverteiler, der aus einer mit radial angeordneten Scheiben, Scheibensektoren oder Armen versehenen Achse auf einem solchen Niveau besteht, daß die Scheiben od. dgl. bei der Rotation der Achse bis in den Flüssigkeitsraum des Apparates reichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitszulauf und -abzug (3 bzw. 5) sich auf je einer Längsseite des Flüssigkeitsverteilers (12) befindet, wobei dieser Verteiler derart angeordnet ist, daßi die Scheiben οά. dgl. im Flüssigkeitsraum auf der gegen den Flüssigkeitsabzug (5) zu belegenen Seite aufwärts rotieren, go wobei der Flüssigkeitsabzug (5) einen regelbaren Überlauf (8) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- - kennzeichnet, daß der Flüssigkeitsabzug sich innerhalb des Gebietes befindet, in dem das Flüssigkeitsniveau zufolge der Rotation des Flüssigkeitsverteilers erhöht ist, vorzugsweise innerhalb des höchsten Teiles des erhöhten Gebietes.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein entlang des Flüssigkeits-Verteilers an dessen gegen den Zulauf zu belegener Seite in einem gewissen Abstand vom Flüssigkeitsverteiler, beispielsweise auf 0,5 bis 2 Scheibenradien davon oder noch näher, im Flüssigkeitsniveaugebiet angeordnetes Dämpforgan (16), das in Höhen- und/oder seitlicher Richtung zweckmäßig einstellbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen· entlang des Flüssigkeitsverteilers (12) an dessen dem Flüssigkeitsabzug zu belegener Seite in einem gewissen, zweckmäßig kleineren Abstand als der Scheibenradius, beispielsweise 10 bis 50% desselben, vor dem Verteiler im Gasraum des Behälters angeordneten Setzbord (14), der in Höhen-' und /oder seitlicher Richtung zweckmäßig einstellbar ist und gegebenenfalls um eine mit dem; Flüssigkeitsverteiler dem Wesen nach parallele Achse herum verdreht werden kann, wobei gegebenenfalls der Setzbord oben eine gegen den Flüssigkeitsverteiler ragende, vorzugsweise einstellbare Regulierschiene (15) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug (5) sich parallel mit dem Flüssigkeitsverteiler vorzugsweise entlang des ganzen Flüssigkeitsverteilers erstreckt.

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6. Einrichtung nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (3) sich parallel mit dem Flüssigkeitsverteiler vorzugsweise entlang des ganzen Flüssigkeitsverteilers erstreckt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Scheiben (12) kleiner als der Scheibenradius ist und vorzugsweise 5 bis 50%, beispielsweise 10 bis 30% desselben, beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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