-
Austauschboden für Destillier- und Rektifizierkolonnen
Die Erfindung
betrifft einen mit hochgloeken versehenen Austauschboden für Destillier- und Rektifizierkolonnen
und insbesondere die Ausbildung dieser Glocken.
-
Es ist bekannt, die dem Wärme- und Stoftaustausch dienenden Flächen
von I90chglocken mit Schlitzen oder Bohrungen zum Austritt des Dampfes in die Flüssigkeit
zu versehen.
-
Erfindungsgemäß wird der untere, in geringer Entfernung von dem Boden
liegende Rand der Nochglocken mit schmalen, gegenüber dem Boden schräg gestellten
Schlitzen versehen, so daß die Dampfstrahlen radial in die die Wochglocke umgebende
Flüssigkeit austreten.
-
Die Schlitze erhalten zweckmäßig eine solche Neigung, Länge und Teilung,
daß sich ihre Erzeugenden, im Grundriß gesehen, annähernd berühren. Sie bilden daher
bei einer bis zum unteren Glockenrand reichenden Beaufschlagung einen durchlaufenden
Austrittskanal für den Dampf.
-
Zweckmäßig beträgt die Neigung der Längsachse der Schlitze etwa 450
Bei gleicher Breite und gleicher senkrechter Höhe haben sie dann einen um l's, also
etwa 40 0/o, größeren Durchschnittsquerschnitt als die gebräuchlichen, senkrecht
angeordneten Schlitze gleicher Breite. Bei gleichem Gesamtdurchgangsquerschnitt
der Schlitze wird das einzelne Dampfband entsprechend schmäler, wodurch seine Auflösung
in der umgebenden Flüssigkeit erleichtert wird. Solange die Dampfgeschwindigkeit
unter jener bleibt, bei welcher der volle Schlitzquerschnitt durch den austretenden
Dampf
ausgefüllt wird, entströmt dem einzelnen Schli-tz ein schmales
Dampfband. Füllt der ausströmende Dampf aber den ganzen Schlitzquerschnitt aus,
so vereinigen sich die nach aufwärts steigenden Dampfstrahlbänder mi einem schmalen
Gesamtband von einer dem Glockenumfang entsprechenden Länge.
-
Um eine besonders große Austauschfläche zu erzielen, erhalten die
Kochglocken eine im Grundriß gesehen längliche Form mit abgerundeten Stirnflächen
und werden mit ihren Längsachsen auf konzentrischen Kreisen angeordnet. Die Dampfdurchtrittsstutzen,
die man auch als Kochhälse, Kamine od. dgl. bezeichnet, ordnet man vorteilhafterweise
in gleichem Abstand voneinander an. Dieser Abstand wird als ein Vielfaches von z
gewählt. Die einzelnen Glocken überdecken zwei benachbarte Dampfdurchtrittsstutzen
des gleichen Teilkreises und werden zweckmäßig so angeordnet, daß die Lücke zwischen
zwei Glocken des einen Teilkreises möglichst vor den benachbarten Glocken des anderen
Kreises liegt.
-
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der dem Wärme- und Stoffaustausch
dienende Rand der I(ochglocken innerhalb des ganzen Bodens den gleichen Abstand
aufweist und die verbleibenden Zwischenräume verhältnismäßig schmal gehalten werden
können. Die Länge des dem Wärme- und Stoffaustausch dienenden Glockenrandes wird
gegenüber Böden der üblichen Bauweise mit runden Glocken etwa verdoppelt.
-
Um den ganzen Umfang der Glocke als Austauschfläche für Dampf und
Flüssigkeit nutzbar zu machen und die Strömung an keiner Stelle durch besondere
Befestigungsfüße der Glocke od. dgl. zu behindern, werden dieselben durch Schrauben,
die zwischen je zwei Dampfdurchtrittsstutzen liegen, mit dem Boden verbunden.
-
Es empfiehlt sich, die Dampfdurchtrittsstutzen düsenartig zu gestalten
und gegebenenfalls auch den sie überdeckenden Glocken eine solche Form zu geben,
daß sie ebenfalls mit den Außenflächen der Durchtrittsstutzen Düsen bilden. Auf
diese Weise gelangt unter geringstem Druckverlust der Dampf in dünnen Strahlen dicht
über dem Boden annähernd waagerecht in die Flüssigkeit.
-
Die Rücklaufflüssigkeit bewegt sich auf dem Boden in an sich bekannter
Weise von dessen Mitte aus gegen den Umfang dies Bodens zu und wird durch eine unterhalb
desselben angebrachte Sammelvorrichtung nach der Mitte des nächst tiefergel.egenen
Bodens geleitet. Als Überfallwehr für die abr laufende Flüssigkeit dient die Oberkante
einer Mehrzahl von Ablaufstutzen, die in der Nähe des Bodenrandes in gleichem Abstand
voneinander angeordnet sind.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Ablaufkante des Überfallwehrs
höher als die Decke der Glocken angeordnet, so daß diese im Betrieb von der auf
den Böden sich bewegenden Flüssigkeit überschwemmt werden.
-
Um zu verhüten, daß die Flüssigkeit auf dem Weg des geringsten Widerstandes
unmittelbar auf die Abfallstutzen zustrebt, ist in der Nähe des Bodenrandes ein
Rüigsieg, der Ausbuchtun!gen für die betreffenden Stutzen aufweist, angeordnet.
Seine Oberkante ragt über den Flüssigkeitsspiegel hinaus nach auf-warts, und-sein-
unterer Rand trägt dicht über dem Boden liegende Durchlaßöffnungen für die ablaufende
Flüssigkeit. So kann z. B. die Rückiaufflüssigkeit in an sich bekannter Weise auch
vom Umfange des Bodens aus gegen dessen Mitte fließen. Im Zentrum eines solchen
Bodens ist dann ein zweckmäßig mit erweitertem Überlaufkranz versehenes Abfallrohr
angeordnet, das durch einen Spritzkranz gesichert sein kann.
-
An Hand der Zeichnung soll der Aufbau des erfindungsgemäßen Austauschbodens
näher erläutert werden, ohne daß eine Beschränkung auf die dargestellten Einzelheiten
beabsichtigt wäre.
-
Fig. I und 2 zeigen eine beispielsweise Ausführungsform des Bodens
im Auf- und Grundriß; Fig. 3 und 4 geben die erfindungsgemäß verwendete Kochglocke
im Auf- und Grundriß wieder; Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung des Glockenrandes
und Fig. 6 im Vergleich dazu eine bekannte Ausführungsform.
-
Wie aus den Fig. I und 2 ersichtlich, sind in den Kolonnenmantel
a die Austauschböden b waagerecht eingebaut. Sie sind mit den Dampfdurchtrittsstutzen
c versehen, die auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Je zwei dieser Durchtrittsstutien
c sind von einer Kochglocke f überdeckt, die, wie aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen,
eine im Grundriß betrachtet längliche Form mit abgerundeten Stirnflächen aufweist.
Die Längsachsen dieser Glocken befinden sich auf konzentrischen Kreisen. Durch eine
Schraube dj ist jede Glocke mit dem Boden b verbunden,. Die Dampfdurchtrittsstutzen
c sind düsenartig ausgebildet. Der Rand der Glocken ist mit Schlitzen d2 versehen,
die, wie Fig. 5 zeigt, gegenüber dem Boden b schräg gestellt sind. Die Neigung ihrer
Längsachse gegen die Waagerechte beträgt etwa 450 Die beschriebene Ausbildung der
Schlitze d2 kann auch bei kreisförmigen Glocken verwendet werden. Die Fig. 6 zeigt
eine bekannte Ausbildungsform der Schlitze, bei der dieselben senkrecht angeordnet
sind. Die in den Fig. 5 und 6 eingezeichneten Stromlinien veranschaulichen die Strömungsverhältnisse
und zeigen, daß bei der erfindungs gemäßen Ausbildung der Schlitze gemäß Fig. 5
eine wesentlich günstigere und gleichmäßigere Dampfverteilung als bei den bekannten
senkrecht gestellten Schlitzen gemäß Fig. 6 erzielt wird.
-
Als Überfallwehr für die ablaufende Flüssigkeit dient die Oberkante
einer Mehrzahl von Abfallstutzen, die durch Rohre g mit dem Rücklaufrohr lt verbunden
sind. Die äußerste Ringreihe der Glocken ist von einem über den Flüssigkeitsstand
herausragenden Steg e1 ums'chl'ossien, der Durch'daß öffnungen i für die ablaufende
Flüssigkeit aufxveist.