DEP0048338DA - Austauschboden für die Rektifikation von Flüssigkeitsgemischen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, dass der Wirkungsgrad von Austauschböden, wie sie in Rektifikationskolonnen Verwendung finden, erhöht werden kann, wenn eine Durchmischung der über den Boden fliessenden Flüssigkeit vermieden wird. Es kann sich dann nämlich ein Konzentrationsgefälle innerhalb der Flüssigkeit ausbilden, derart, dass die Flüssigkeit nahe dem Bodeneinlauf reicher an der leichtflüchtigen Komponente ist, als die Flüssigkeit nahe dem Bodenablauf. Am vollständigsten kann eine Durchmischung der Flüssigkeit dadurch verhindert werden, wenn der Weg der Flüssigkeit durch Führungs- oder Schikanebleche möglichst in die Länge gezogen wird. Dem steht aber die Schwierigkeit im Wege, dass dann der Flüssigkeitsweg nicht nur sehr lang, sondern da ja Länge mal Breite gleich oder kleiner als die Bodenfläche sein muss - auch sehr schmal wird, was leicht zu einem Aufstau der Flüssigkeit führt.

Hier hilft der nachfolgend beschriebene Erfindungsgedanke weiter. Er besteht darin, die Dampfaustrittsöffnungen so anzuordnen, dass durch den ausströmenden Dampf ein Impuls auf die strömende Flüssigkeit ausgeübt wird derart, dass sie in der gewünschten Richtung weiter geschoben wird. Das bringt vor allem den Vorteil, dass gerade bei starker Belastung des Austauschbodens, also gerade dann, wenn bei der normalen Konstruktion ein Rückstau der Flüssigkeit besonders leicht eintreten würde, auch die schiebende Kraft des Dampfes besonders stark ist. Dadurch wird der Flüssigkeitsinhalt der Kolonne praktisch unabhängig von der Belastung, eine Tatsache, die sich besonders bei Kolonnen, die mit stark wechselnder Belastung gefahren werden sollen, sehr günstig auswirkt.

Die Anordnung eines derartigen Bodens kann am besten aus der Figur 1 ersehen werden, die einen Schnitt durch einen derartigen Boden senkrecht zu der Strömungsrichtung der Flüssigkeit darstellt.

Die Flüssigkeit strömt dabei in den Rinnen 1 von hinten nach vorne. Der vom unteren nicht gezeichneten Boden aufsteigende Dampf passiert die Kamine 2 und wird dann in bekannter Weise durch die Hauben 3 wieder nach abwärts gelenkt, um schliesslich durch die Oeffnungen 4 in die Flüssigkeit einzutreten. Diese Durchtrittsöffnungen des Dampfes durch das Blech der Haube 3 sind nun erfindungsgemäss so gestaltet, dass der Dampf in einer solchen Richtung aus ihnen austritt, dass er gleichzeitig einen Impuls auf die Flüssigkeit in der gewünschten Richtung ausübt. Dies ist im einzelnen aus Figur 2 zu ersehen. Ihre unterer Teil stellt eine Ansicht auf das Blech der Haube 3 dar, wobei angenommen ist, dass die Flüssigkeit vor diesem Blech in der angegebenen Richtung vorbeiströmt. Ihr oberer Teil stellt einen waagerechten Schnitt nahe der Grundfläche des Bodens durch das Blech der Haube und das eine Kaminblech 5 dar. Bei dieser Ausführungsart wird das erfindungsgemäss erstrebte schiefe Ausströmen des Dampfes dadurch bewirkt, dass die Dampfaustrittsöffnungen durch das Einbiegen von dreieckförmigen Teilen des Bleches hergestellt wurden.

Eine etwas andere Ausführungsart ist durch Fig. 3 gegeben. Hierbei ist das Haubenblech 3 einfach in bestimmten Abständen eingeschnitten und die so entstandenen Lappen sind etwas gegeneinander verschränkt. Auch dadurch wird bewirkt, dass der Dampf schief aus den Oeffnungen austritt und so mit der in Richtung der Flüssigkeitsbewegung gelegenen Geschwindigkeitskomponenten die Strömung der Flüssigkeit über den Boden fördert.

Wie die Versuche gezeigt haben, ist es durch diese Konstruktion möglich, den Rückstau der Flüssigkeit über den Boden hin vollständig zu unterdrücken, ja sogar unter Umständen einen negativen Rückstau durch den antreibenden Dampf zu erhalten. Besonders bewährt hat sich die angegebene Konstruktion bei einer Bodenkonstruktion nach der Deutschen Patentschrift 695 587.

Der Erfindungsgedanke kann auf Böden mit länglichen oder kreisförmigen Glocken übertragen werden, wobei zur Erhöhung der erstrebten Wirkung am zweckmässigsten in der Seite der Glocke, die gegen die Flüssigkeitsströmung gerichtet ist, keine Dampfaustrittsöffnungen angeordnet werden. Selbst auf Siebböden kann der Erfindungsgedanke Anwendung finden, denn auch hierbei ist beim Stanzen der Löcher durchaus die Möglichkeit gegeben, einen Blechlappen stehen zu lassen, durch den der aufsteigende Dampf in die gewünschte Richtung gezwungen wird. Bei der Herstellung braucht hierfür der Boden eventuell nur geschlitzt zu werden, worauf dann die beiden Ränder des

Schlitzes, - ähnlich wie bei manchen Reibeisen - gegeneinander verschränkt werden.

In allen Fällen können die Dampfaustrittsöffnungen so gestaltet werden, dass ausser der gewünschten Förderwicklung des Dampfes auf die Flüssigkeit ein besonders leichtes Ablösen der Dampfblase von der Austrittsöffnung erreicht wird. Da dann kleinere Dampfblasen entstehen, wird dadurch auch die Rektifikationswirkung verbessert.

Claims (2)

1.) Austauschboden für die Rektifikation von Flüssigkeitsgemischen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfaustrittsöffnungen so angeordnet sind, dass der austretende Dampf eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Strömung der Flüssigkeit über den Boden hat.

2.) Austauschboden nach Anspruch 1, wobei der Dampfdurchtritt durch den Boden durch längliche Kamine (2) erfolgt, die durch tunnelartige Hauben (3) überdeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech dieser Hauben am unteren Ende eingeschnitten ist und dreieckförmige Lappen nach Innen eingebogen, oder die Lappen an ihrer Gesamtheit etwas gegeneinander verschränkt sind.