DE924146C

DE924146C - Method and device for carrying out exchange processes between liquids and gases

Info

Publication number: DE924146C
Application number: DEF11206A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr-Ing Haltmeier
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1953-02-27
Filing date: 1953-02-28
Publication date: 1955-02-28

Description

Zur Durchführung von Austauschvorgängen zwischen Flüssigkeiten und Gasen kann man entweder die Flüssigkeit zerteilen, um sie auf großer Oberfläche mit den Gasen in Berührung zu bringen, wie es z. B. in berieselten Füllkörperschichten oder Sprühtürmen geschieht, oder man kann die Gase zerteilen, etwa mittels poröser Platten oder Sieboder Glockenböden, und sie durch die Flüssigkeit hindurchperlen lassen. Welche dieser beiden Möglichkeiten im Einzelfalle den Vorzug verdient, hängt davon ab, ob der Gasfilm oder der Flüssigkeitsfilm den größten Widerstand für den Stoff- und den Wärmeaustausch bietet und ob man den größeren Druckverlust des Durchperlverf ahrens, das im allgemeinen den besseren Austausch liefert, in Kauf nehmen kann.To carry out exchange processes between liquids and gases, one can either break up the liquid in order to bring it into contact with the gases over a large surface area, how it z. B. happens in sprinkled packing layers or spray towers, or you can use the gases divide them, for example by means of porous plates or sieve or bubble-cap trays, and pass them through the liquid let pearl through. Which of these two options deserves preference in the individual case, depends on whether the gas film or the liquid film has the greatest resistance for the material and the heat exchange offers and whether the greater pressure loss of the bubbling process that generally the better exchange provides, can accept.

Einen wesentlichen Mangel der bisher bekannten Austauschverfahren bildet das Mitreißen der Flüssigkeit durch die Gasströmung. Hierdurch wird der schon erreichte Austauscheffekt oft wieder zunichte gemacht.The entrainment of the Liquid through the gas flow. As a result, the exchange effect already achieved is often restored nullified.

Es wurde nun gefunden, daß die Gefahr des Mitreißens der Flüssigkeit erheblich vermindert werden kann, wenn die Flüssigkeit horizontal zwischen ringförmigen Wänden durch die Gase in Richtung der Ringmittellinie bewegt wird. Hierzu dient eine ringförmige Wanne mit Eintrittsöffnungen für das Gas am Boden oder den Seitenwänden der Wanne, aus welchen dieses in Richtung der Flüssigkeitsströmung austritt. Die Gaszuführungsleitungen beginnen zweckmäßig über dem Flüssigkeitsniveau, um ein Auslaufen der Flüssig-It has now been found that the risk of the liquid being entrained is considerably reduced can be when the liquid is horizontal between annular walls through the gases in Is moved towards the center line of the ring. An annular trough with inlet openings is used for this purpose for the gas on the bottom or the side walls of the tub, from which this in the direction the liquid flow exits. The gas supply lines expediently begin above the Liquid level to prevent leakage of the liquid

keit bei vermindertem Gasdurchsatz zu vermeiden. Bei Anordnung· von zwei oder mehreren Wannen nebeneinander können zwischen Boden und Seitenwänden der Wannen ringförmige öffnungen für den Ausgleich der Flüssigkeit mit benachbarten. Wannen vorhanden sein, wobei zwei oder mehrere Wannen einen gemeinsamen Boden haben können.to be avoided with reduced gas throughput. When arranging two or more tubs next to each other, between the bottom and side walls of the tubs, annular openings for the Balance the liquid with neighboring. Tubs may be present, with two or more tubs can have a common ground.

Die Abb. ι bis 8 zeigen mögliche Ausführungsformen der neuen. Austauschvorrichtung. In Abb. ι The Fig. Ι to 8 show possible embodiments of the new. Exchange device. In Fig. Ι

ίο besitzt die mit Flüssigkeit gefüllte Wanne ι am Boden öffnungen 2, durch welche die Gase in Richtung der Ringmittellinie in die Flüssigkeit eintreten. Hierdurch wird eine lebhafte Flüssigkeitsströmung in dieser Richtung hervorgerufen, die eine Verlängerung der Berührungszeit mit den Gasen sowie eine Verminderung des Mitreißens der Flüssigkeit bzw. das Ausschleudern etwa doch mitgerissener Tröpfchen zur Folge hat. Um zu vermeiden, daß die Wanne bei vermindertem Gasdurchsatz leerläuft, beginnen die Gaszuführungsleitungen 3 über dem Flüssigkeitsniveau. Zur Durchfeitung größerer Gasmengen müssen· mehrere der beschriebenen Vorrichtungen parallel geschaltet werden. Dies kann z. B., wie in Abb. 2 angegeben, durch Anordnung mehrerer Wannen mit ihren Gaszuleitungen übereinander etwa in einem senkrechten Rohr 4 erfolgen oder, wie in den Abb. 3 und 4 gezeigt, durch Anordnung mehrerer Wannen nebeneinander etwa auf einem Boden 5. Im letzteren Fall können die Flüssigkeitsinhalte der Wannen durch Öffnungen 6 miteinander in Verbindung stehen. Zur Behandlung in mehreren Stufen können mehrere Böden mit Wannen übereinander angeordnet werden. In Abb. 3 sind die Gaszuführungsleitungen 3 an ihrem oberen Ende zu einem Sammelraum 7 vereinigt, der auf eine Sammelleitung 8 aufgesetzt ist. Die linke Hälfte der Abb. 3 zeigt diese Teile im Schnitt, die rechte Hälfte in Ansicht. In Abb. 4 ist der Sammelraum bis unter die Flüssigkeitsoberfläche heruntergezogen und erst an seinem unteren Ende in einzelne Kanäle 3 aufgelöst, wie der kleine Ausschnitt in der rechten Hälfte der Abb. 4 zeigt.ίο has the tub ι am filled with liquid Bottom openings 2 through which the gases in the direction enter the liquid along the center line of the ring. This creates a lively flow of liquid in this direction caused a lengthening of the contact time with the gases as well as a reduction in the entrainment of the liquid or the ejection of any entrained Results in droplets. In order to avoid that the tub with reduced gas throughput runs empty, the gas supply lines 3 begin above the liquid level. To the For the passage of larger amounts of gas, several of the devices described must be connected in parallel will. This can e.g. B., as indicated in Fig. 2, by arranging several trays with their gas supply lines take place one above the other in a vertical tube 4 or, as shown in Figs. 3 and 4, by arranging several tubs side by side, for example on a floor 5. In the latter case the liquid contents of the tubs can be in communication with one another through openings 6. To the Treatment in several stages, several floors with tubs can be arranged one above the other will. In Fig. 3, the gas supply lines 3 are at their upper end to one Collective space 7 combined, which is placed on a collecting line 8. The left half of Fig. 3 shows these parts in section, the right half in view. In Fig. 4, the collecting space is below the Liquid surface pulled down and only dissolved into individual channels 3 at its lower end, as the small section in the right half of Fig. 4 shows.

In Abb. 5 sind die Seitenwände der Wanne 1 an der Sammelleitung 9 befestigt, und zwar im linken Teil der Abb. 5 durch Stege 10 und im rechten Teil durch den Boden 11. Die Sammelleitung 9 löst sich erst unterhalb des Flüssigkeitsniveaus in die einzelnen Gaszuführungsleitungen'3 auf, die links als Kniestücke und rechts als Schaufelkanäle ausgeführt sind; sie münden in die Gasaustrittsöffnungen 2. Abb. 6 ist einschnitt in Linie A -B und Abb. 7 in Linie C-D der Abb. 5.In Fig. 5, the side walls of the tub 1 are attached to the manifold 9, namely in the left part of Fig. 5 by webs 10 and in the right part through the base 11. The manifold 9 is only released below the liquid level in the individual gas supply lines '3, which are designed as elbows on the left and as vane channels on the right; they open into the gas outlet openings 2. Fig. 6 is an incision in line A-B and Fig. 7 in line CD of Fig. 5.

Mit besonderem Vorteil kann das neue Austauschverfahren bei Flüssigkeiten angewendet werden, welche im Verlaufe des Austausches, also etwa beim Kühlen, Erhitzen oder Verdampfen bzw. sonstigen Umsetzungen mit Gasen,. Feststoffe ausscheiden, insbesondere Salze. Abb. 8 und 9 zeigen in Längs- und Querschnitt eine Anwendungsform zur Konzentrierung von eisensulfathaltiger Abfallschwefelsäure mit heißen S O₂- oder S O₃-haltigen Gasen, bei der die Gefahr von Verstopfungen durch ausfallende Feststoffe nur gering ist, da die Bildung von Spritzern, welche Feststoffe hinterlassen, durch die Rotation der Flüssigkeit an den Einführungsstellen der Gase weitgehend vermindert ist. The new exchange process can be used with particular advantage in the case of liquids which, in the course of the exchange, for example during cooling, heating or evaporation or other reactions with gases. Eliminate solids, especially salts. Fig. 8 and 9 show in longitudinal and cross-section an application form for the concentration of iron sulphate-containing waste sulfuric acid with hot SO ₂ or SO ₃ -containing gases, in which the risk of clogging by precipitating solids is only low, since the formation of splashes, which Solids left behind, is largely reduced by the rotation of the liquid at the points of introduction of the gases.

Die Wannen 1 sind an ihrem unteren Ende offen, damit die Feststoffe ungehindert ausfallen können. Zur Entfernung der ausfallenden Feststoffe dient die Schnecke 20. Falls keine Feststoffe ausfallen, können die Ringe 1 wie in Abb. 3 oder 4 mit Aussparungen 6 auf dem Bodens befestigt werden,The trays 1 are open at their lower end so that the solids can fall out unhindered. The screw 20 serves to remove the precipitated solids. If no solids precipitate, the rings 1 as in Fig. 3 or 4 with recesses 6 to be attached to the floor,

Abb. 10 zeigt beispielsweise eine Anwendung der neuen Vorrichtung zur selektiven Absorption von SO₃ aus wasserdampfhaltigen Gasen mit verdampfender, wäßriger Schwefelsäure als Waschflüssigkeit. Die Gase durchströmen von unten nach oben ein Rohr 12 aus korrosionsbeständigem Werkstoff, wie z. B. Glas oder Quarz, welches durch die nach oben gewölbten Böden 13, welche auf die Nocken 14 aufgelegt sind, in mehrere Kammern unterteilt ist. Auf den Böden 13 liegen unten ausgeweitete Glasschüsse 15, welche auf dem Boden 13 mit Säurekitt abgedichtet sind. Sie bilden zusammen mit der Wand des Rohres 12 ringförmige Wannen, welche mit Flüssigkeit gefüllt sind. Die Flüssigkeit gelangt durch den Zulauf 16 in die oberste Wanne und läuft durch die Überlaufsöffnungen 17 und die undichten Ränder der Böden 13 von Wanne zu Wanne nach unten. Die zu waschenden S O₃- und wasserdampfhaltigen Gase treten bei 18 ein und strömen durch die henkeiförmigen Rohre 19, welche in den ringförmigen Wannen unterhalb der Flüssigkeitsobernäche in Richtung der Ringmittellinie münden, nach oben, wobei sie den Flüssigkeitsinhalt der Wannen in drehende Bewegung in Richtung der Ringmittellinie versetzen. Hierbei wird das SO₃ nahezu vollständig absorbiert unter Bildung von Wasserdampf aus der wäßrigen Waschsäure. Diese Einrichtung besitzt gegenüber .allen bisher bekannten Wascheinrichtungen den Vorteil, keine Säurenebel zu entwickeln. Etwa in den Ausgangsgasen enthaltene Nebel werden unter Bildung von nahezu säurefreiem Wasserdampf niedergeschlagen.Fig. 10 shows, for example, an application of the new device for the selective absorption of SO ₃ from gases containing water vapor with evaporating, aqueous sulfuric acid as the scrubbing liquid. The gases flow through a tube 12 made of corrosion-resistant material, such as, for. B. glass or quartz, which is divided into several chambers by the upwardly curved bottoms 13, which are placed on the cams 14. On the bottoms 13 are expanded glass shots 15 which are sealed on the bottom 13 with acid cement. Together with the wall of the tube 12, they form annular troughs which are filled with liquid. The liquid passes through the inlet 16 into the uppermost tub and runs through the overflow openings 17 and the leaky edges of the floors 13 from tub to tub downwards. _{The gases containing SO 3} and water vapor to be washed enter at 18 and flow upwards through the handle-shaped tubes 19, which open into the ring-shaped troughs below the liquid surface in the direction of the ring center line, the liquid content of the troughs rotating in the direction of the Offset ring center line. Here, the SO _{3 is} almost completely absorbed with the formation of water vapor from the aqueous scrubbing acid. This device has the advantage over all previously known washing devices that it does not develop any acid mist. Any mists contained in the starting gases are precipitated with the formation of almost acid-free water vapor.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for carrying out exchanges between liquids and gases, in which the gases pass through the between Liquids located in annular walls pass through, characterized in that that the liquid is horizontal between the walls by means of the gases in the direction of the ring center line is moved.

2. Device for performing the iao method according to claim!, characterized by an annular, with liquid-filled tub with inlet openings for the gas to be washed on the bottom or the side walls, from which the gas exits in the direction of the liquid flow.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the gas supply lines begin above the liquid level.

4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that between the ground and Side walls of the tub with annular openings for balancing the liquid adjacent tubs are present.

Referenced publications: French patent specification No. 830 289.

1 sheet of drawings

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