DE1124014B - Fluessigkeits-Ausgleichsvorrichtung fuer Austauschboeden mit stroemungsweisender Einleitung der Gase bzw. Daempfe - Google Patents

Description

Austauschböden mit sogenannter »strömurigsweisender« Einleitung der Gase bzw. Dämpfe sind schon seit längerem bekannt. Ihre wesentlichen Merkmale bestehen darin, daß die kinetische Energie, welche die in einer mit derartigen Austauschboden ausgerüsteten Apparatur aufsteigenden Gase bzw. Dämpfe an die auf eben diesen Böden befindliche Flüssigkeit zu übertragen gezwungen sind, nicht wie z. B. bei den bekannten Glocken- oder Siebboden ohne eine bestimmte Impulsrichtung, sondern als Folge einer entsprechenden Anordnung der Austrittsöffhungen für die Gase bzw. Dämpfe möglichst horizontal und in einheitlich ausgerichtetem Sinne an die Flüssigkeit abgegeben wird, zu dem Zweck, in der letzteren einen genau definierten Bewegungszustand zu erzeugen.

Auch hinsichtlich der Art des auf die vorbeschriebene Weise in der Flüssigkeit hervorgerufenen Bewegungszustandes sind bereits die verschiedenartigsten Vorschläge, vom einfachen Querstrom über eine Mehrfachurnlenkung bis zur Rotationsbewegung, gemacht worden.

Es wurde darüber hinaus auch bereits erkannt, daß es bei einer derartigen strömungsweisenden Einleitung der Gase bzw. Dämpfe in die auf den Böden befindliche Flüssigkeit infolge der in letzterer dadurch erreichten Stabilisierung des Strömungszustandes möglich ist, auf besondere Zu- bzw. Ablauforgane, über welche die Flüssigkeit normalerweise von einem Boden zum nächstfolgenden gelangt, zu verzichten und statt dessen die Flüssigkeit von den Böden über die entsprechend geformten Durchtrittsöffnungen für die Gase bzw. Dämpfe unmittelbar abregnen zu lassen, was nicht nur eine außerordentliche Vereinfachung in konstruktiver Hinsicht bedeutet, sondern außerdem gestattet, den Bodenabstand völlig unabhängig vom jeweiligen Durchmesser der Kolonne zu wählen, da die mit steigendem* Kolonnendurchmesser gleichfalls wachsenden Abmessungen der Flüssigkeitszu- bzw. -ablaufe in diesem Falle nicht mehr berücksichtigt werden müssen.

Die Arbeitsweise derartiger Böden besteht darin, daß die Flüssigkeit, die von einem Boden innerhalb einer bestimmten Zone abregnet, den nächstfolgenden Boden durch die strömungsweisend eingeleiteten Gase oder Dämpfe in horizontaler Richtung überquert und sich schließlich am Ende des zurückgelegten Weges bis zu einer Schichtstärke aufstaut, die es ihr ermöglicht, den unterhalb des Bodens vorhandenen Überdruck der in der Apparatur aufsteigenden Gase bzw. Dämpfe, welcher gleichbedeutend ist mit dem Druckabfall des Bodens, zu Flüssigkeits-Ausgleichsvorrichtung

für Austauschboden mit strömungsweisender Einleitung der Gase bzw. Dämpfe

Anmelder:

Dipl.-Ing. Walter Kittel,
Gmunden (Österreich)

Vertreter: O. Schubert, Patentanwalt,
Berlin-FriedenaUj Rubensstr. 15

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 16. Januar 1956 (Nr. 272)

Dipl.-Ing. Walter Kittel, Gmunden (Österreich),
ist als Erfinder genannt worden

überwinden und damit von diesem Boden erneut abzuregnen.

Der beschriebene Vorgang wiederholt sich von Boden zu Boden, wobei dessen Regenzone durch entsprechende Ausrichtung der in die Flüssigkeit eingeleiteten Gase bzw. Dämpfe abwechselnd links und rechts bzw. am Rande und in der Mitte, auf alle Fälle aber in der Weise wechselnd angeordnet ist, daß die gesamte Flüssigkeit die ganze Bodenfläche überqueren muß.

In der Praxis hat es sich aber gezeigt, daß diese angetriebene Überquerung der ganzen Bodenfläche durch die gesamte Flüssigkeit, die ja durch die strömungsweisende Einleitung der Gase bzw. Dämpfe erreicht werden soll, schwierig bzw. sogar unmöglich wird, wenn der Durchmesser der Apparatur ein bestimmtes Größtmaß überschreitet, da sich — in gewisser Analogie zu der bei Füllkörperkolonnen schon bei wesentlich geringerem Durchmesser zu beobachtenden Erscheinung — die Wechselbeziehung zwischen den in der Apparatur aufsteigenden Gasen bzw. Dämpfen und der auf den Böden hierdurch aufgestauten bzw. getragenen Flüssigkeit zu labil gestaltet, als daß ein unkontrollierbares, vorzeitiges Abregnen der Flüssigkeit von den Böden zu verhindern wäre.

Der vorstehend aufgezeigte Nachteil läßt sich jedoch gemäß der Erfindung auf sehr einfache Weise

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dadurch vermeiden, daß bei derartigen Kolonnenboden mit strömungsweisender Einleitung der Gase bzw. Dämpfe eine Vorrichtung angebracht wird, über welche Beginn und Ende des Weges, den die Flüssigkeit auf dem Boden als Folge ihrer Beeinflussung durch die Gase bzw. Dämpfe nimmt, miteinander verbunden werden.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, daß um den Boden, der entweder aus

überlaufende Flüssigkeit den Boden 1 am Strömungsende b in entgegengesetzter Richtung umfließt und damit wieder an die Ausgangsstelle a am selben Boden zurückgelangt. ,

Durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird dasselbe Prinzip auf einen Boden mit mehreren, und zwar verschieden ausgerichteten Strömungsfeldern angewendet. Dieser Boden besteht aus vier im Flächenmaß kreisausschnittförmigen Bodenteilstücken

einem oder mehreren Feldern besteht, die mit einheit- io la, Ib, Ic und Id, welche aus Streckmetall gebildet lieh ausgerichteten Durchtrittsöffnungen für die Gase sein können und mit den Schlitzöffnungen 2 radial bzw. Dämpfe versehen sind, eine offene Rinne ange- nach außen weisen. Zwischen diesen Bodenteilstücken ordnet ist. Indem sich auf diese Weise zwischen la bis Id sind die oben offenen Rückführungs-Beginn und Ende des Flüssigkeitsweges automatisch kanäle 5 vorgesehen, die sich in der Bodenmitte vernein Niveauausgleich einstellt, wird nämlich erreicht, 15 einigen und ein Kanalkreuz bilden, dessen äußere daß die ganze Bodenfläche in jedem Fall stets mit Kanalenden in einen ringförmigen Auffangkanal einer gleichmäßig hohen Flüssigkeitsschicht überdeckt münden, mit dessen Grund sie in einer gemeinsamen ist. Ebene unter der Bodenfläche abschließen. Die von An Stelle der ursprünglich angestrebten Abreg- unten radial nach außen unter Druck strömenden nungszone eines Bodens, deren genaue Fixierung bei 20 Gase oder Dämpfe lenken einen Teil der Flüssigkeit größeren Durchmessern jedoch erfahrungsgemäß radial nach außen ab, so daß sie über die kreisnicht zu erreichen ist, wird auf die vorbeschriebene ausschnittartigen Bodenteilstücke la bis Id in den Weise ein gleichmäßiges Abregnen der Flüssigkeit als Strömungsende b dienenden ringförmigen Aufinnerhalb der gesamten Bodenfläche gewährleistet, fangkanal 4 abfließt und durch die Rückführungswomit die bereits bekannten Vorteile des durch die 25 kanäle 5 radial in die Bodenmitte, also den Strömungsströmungsweisende Einleitung der Gase bzw. Dämpfe beginn α zurückgeführt wird.

erzielten Strömungsbildes voll zur Auswirkung In den Fig. 4 und 5 ist schließlich die Anwendung gelangen können. des Erfindungsgedankens auf einen Kolonnenboden In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in gezeigt, bei dem die Flüssigkeit durch die in tangenmehreren beispielsweisen Ausführungsformen darge- 30 tialer Richtung erfolgende strömungsweisende Einstellt, und zwar veranschaulicht leitung der Gase bzw. Dämpfe in Rotation um die Fig. 1 den Vertikalschnitt durch die Vorrichtung, Bodenmittelachse versetzt wird, was gegenüber der Fig. 2 die Draufsicht einer zweiten Ausführungs- vorbeschriebenen linearen Flüssigkeitsbewegung erform, hebliche Vorteile aufweist. Auch in diesem Fall Fig. 3 die Draufsicht auf den Boden einer dritten 35 besteht der Boden aus mehreren, z. B. sechs kreis-Ausführung, ausschnittförmigen Bodenteilstücken la bis If, die Fig. 4 den Vertikalschnitt durch einen aus Sektoren von einer ringförmigen Ablaufrinne 4 umschlossen zusammengesetzten Boden, sind und in der Mitte des Bodens eine Einlauf stelle a Fig. 5 die dazugehörende Draufsicht. belassen, die unterhalb des Bodens mit einer Anzahl Nach dem Beispiel gemäß Fig. 1 ist der Boden 1 40 radial angeordneter Rücklaufrohre 6 kommuniziert, mit über seine gesamte Fläche in einheitlicher Rieh- die in die Ablaufrinne 4 münden und die Aufgabe tung verlaufenden Gasdurchtrittsschlitzen 2 versehen, haben, die den über die Bodenteilstücke la bis 1/ wobei unter ihm Rückführungskanäle 3 angeordnet ablaufenden Teil der rotierenden Flüssigkeit wieder sind. Der Boden 1 ist z. B. aus Streckmetall herge- vom Strömungsende b zur Bodenmitte, also zum stellt, durch dessen Schlitze das Gas von unten unter 45 Strömungsbeginn α zurückzuführen. Druck in Richtung der gestrichelten Pfeile, in diesem In diesem Falle wird also der Flüssigkeitsausgleich Fall von rechts nach links, schräg nach oben hin- zwischen dem an der Peripherie des Bodens gelegenen durchströmt und dabei einen Teil der am Boden 1 Ende des Flüssigkeitweges und seinem in der Bodenbefindlichen Flüssigkeit gegen das eine Ende b des mitte befindlichen Beginn durch eine Reihe von Bodens treibt, wo sie in einen oder mehrere kommu- 50 radial angeordneten kommunizierenden Rohren hernizierende röhrartige Kanäle 3 abfällt und in diesen gestellt, wie dies aus den Fig. 4 und 5 deutlich zu zum Beginn α der Strömung auf den gleichen Boden 1 ersehen ist. wieder zurückgeführt wird, so daß ein Flüssigkeitskreislauf zum Teil auf, zum Teil unter dem Boden 1
entsteht, durch den nicht nur ein hohes Maß an 55
Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Höhe der am Boden
befindlichen Flüssigkeitsschicht, sondern vor allem
hinsichtlich des Abregnens der Flüssigkeit durch die
Gasdurchtrittsschlitze erreicht wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein 60 Kolonnenboden dargestellt, bei welchem die durch die Schütze schräg nach oben gerichtete Einleitung der Gase bzw. Dämpfe eine Überquerung der gesamten Bodenfläche durch die Flüssigkeit in ein und derselben Richtung bewirkt. In diesem Falle genügt es, 65 die äußere Begrenzung des Bodens 1 durch eine Flüssigkeitsrinne 4 zu bilden, wodurch, wie dies in Fig. 2 durch die ausgezogenen Pfeile angedeutet ist, die

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Flüssigkeits-Ausgleichsvorrichtung für Austauschboden mit strömungsweisender Einleitung der Gase bzw. Dämpfe, dadurch gekennzeichnet, daß um den Boden (1), der entweder aus einem oder mehreren Feldern (la bis Id bzw. labisl/) besteht, die mit einheitlich ausgerichteten Durcntrittsöffnungen für die Gase bzw. Dämpfe versehen sind, eine offene Rinne (4) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem in mehrere Felder (la bis Id bzw. la bis If) unterteilten Boden zwischen diesen Feldern offene Verbindungsrinnen (5) in der Bodenebene angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Flüssigkeitsrinne (4) unterhalb des Bodens (1) parallel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit ein oder mehrere Rohre (3) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ringkanal (4) und der konzentrischen Flüssigkeitsauffangtasse (α) unterhalb der Bodensegmente (la bis If) mehrere Rohre (6) radial angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen