DE970851C - Kolonne zum fraktionierten Destillieren von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 6. NOVEMBER 1958

J 635 IVc/12 a BIBLIOTHEK

DESDEUTSGHEN

PATENTAMTES

(Ges. v. 15. 7.1951)

Die Erfindung betrifft eine Kolonne zum fraktionierten Destillieren von Flüssigkeiten mit übereinander angeordneten, abwechselnd feststehenden und umlaufenden Böden, wobei die feststehenden Böden an ihrem äußeren Rand an der Kolonneninnenwand angeordnet sind. Es sind Gaswäscher und Kolonnen mit feststehenden Böden und rotierenden Innenböden bekannt, bei denen auf den feststehenden, als nach unten offene Trichter ausgebildeten Böden an der Kolonnenwand kreisringförmige Auffangrinnen angeordnet sind, von denen radiale Ablaufrinnen ausgehen.

Bei in der Praxis anwendbaren Kolonnen sind zur Erzielung großer Durchsätze die Ausmaße derart, daß die Zentrifugalbeschleunigung der die rotierenden Böden verlassenden Flüssigkeit den vielfachen Wert der Erdbeschleunigung hat. Selbst wenn man sämtliche die Rotationsbewegungen hemmenden Faktoren berücksichtigt, bleibt dieser Wert so weit über dem der Erdbeschleunigung, daß

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die Flüssigkeit als Ring an der Kolonnenwand und am oberen Rand des feststehenden Trichterbodens, also auch in der kreisringförmigen Auffangrinne umläuft, ohne auf den nächsttieferen Umlaufboden zu gelangen. Bei hohen Drehzahlen und hohen Belastungen kann es vorkommen, daß die freien Querschnitte zwischen den umlaufenden und festen Böden fast vollständig von der Flüssigkeit ausgefüllt werden, so daß es nicht möglich ist, den ίο Dampf von unten gegenströmen zu lassen, ohne daß die Flüssigkeit am oberen Ende der Kolonne ausgetragen wird.

Dieser Flüssigkeitsstauring wird nun aufgelöst und ein gleichmäßiger Flüssigkeitsdurchsatz durch die Kolonne erreicht, indem erfindungsgemäß auf den festen Böden Leitflächen angeordnet sind, die von der Kolonnenwand ausgehen und nach der Bodenmitte gerichtet sind, wobei die Leitflächen sich in Bogenform von der Kolonnenwand bis an den inneren Rand der Böden erstrecken. Die Höhe der Leitflächen wird so bemessen, daß sie einen Bruchteil der Höhe des zwischen einem festen und einem umlaufenden Boden bestehenden freien Querschnitts ausmacht.

Die Flüssigkeit wird mittels der umlaufenden Böden über die Leitflächen hinweg an die Kolonnenwand gespritzt und fällt unbehindert von der Fliehkraft an der senkrechten Kolonnenwand bis auf die Leitflächen herab. An diesen wird sie von der Kolonnenwand abgestreift und nach der Bodenmitte abgelenkt. Diese Wirkungsweise tritt auch bei waagerechter Anordnung der festen Böden ein, doch ist es zweckmäßig, den. festen Böden eine gewisse Neigung zu geben. Durch die Erfindung läßt sich der Erfolg einer betriebsgünstigen Rückführung der Flüssigkeit nach der Bodenmitte auch in solchen Fällen erzielen, in denen das Mittel der trichterförmigen Ausbildung der Böden nicht zum Erfolg führt. Außerdem bietet die Erfindung den Vorteil, daß der Kolonne eine, niedrige Bauhöhe gegeben werden kann, weil die Rückführung der Flüssigkeit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht von der Neigung der festen Böden abhängig ist.

Es hat sich herausgestellt, daß durch die Erfindung die erwähnten an Fraktionierkolonnen zu stellenden Anforderungen im hohen Maße erfüllt werden können.

Diese Wirkung wird unterstützt, wenn man zur Beschleunigung der Rückführung der Flüssigkeit "auf strömungsmäßig günstige Formgebung, gegenseitige Anordnung und Bemessung der Böden achtet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachstehend an Hand einer in der Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolonne erläutert. Es zeigt.

Abb. ι einen senkrechten Mittelschnitt durch einen Kolonnenteil,

ßo Abb. 2 einen feststehenden Teller in Ansicht von oben.

In dem aus Ringstücken 1 gebildeten Kolonnengehäuse sind übereinander Ringe 2 gelagert, an denen je ein kegelförmiger Boden 3 ausgebildet ist. Die Böden 3 haben mittige kreisförmige Aussparungen4, durch die eine Welle 5 stehend und mittig hindurchgeführt ist, deren Lager nicht gezeichnet sind. Auf der Welle sind mittels Naben 6 kegelförmige Böden 7 gelagert und durch einen Keil 8 gegen Verdrehung, durch Schraubenmuttern 9 und eine an der Welle ausgebildete Schulter 10 gegen Verschieben in Achsrichtung gesichert. Feststehende und umlaufende Böden wechseln miteinander ab und überschneiden einander.

Die auf den oberen umlaufenden Boden gelangende Flüssigkeit, die beispielsweise dem Dephlegmator entnommen ist, wird durch Fliehkraftwirkung in Form eines Filmes oder Schleiers gegen die Gehäusewand geschleudert und sammelt sich auf dem nächstunteren festen Boden. Auf diesem fließt sie nach unten ab und tropft auf den darunterliegenden umlaufenden Boden. Dieser Vorgang wiederholt sich über der ganzen Kolonnenhöhe. Der Dampf strömt dabei der Flüssigkeit entgegen und durchdringt den Flüssigkeitsschleier, wobei sowohl im Schleier als auch auf der Oberfläche der Böden der gewünschte Austausch von Flüssigkeit und Dampf eintritt.

Damit nun die Kolonne auch bei Ausführung im technischen Maßstab und dementsprechend großen Fliehkräften wirksam zu arbeiten vermag, wird die tangentiale Bewegung der Flüssigkeit erfindungsgemäß auf den festen Böden in eine gegen die Bodenmitte gerichtete Bewegung umgelenkt. Zu diesem Zweck sind auf den festen Böden Leitflächen 11 vorgesehen, die beispielsweise durch auf den Böden angebrachte Rippen gebildet werden. Diese erstrecken sich gemäß Abb. 2 gekrümmt zwischen dem Innen- und dem Außenrand des feststehenden Bodens in Form einer Kurve, die eine allmähliche Umlenkung der äußeren Flüssigkeitsteilchen gegen die Bodenmitte gewährleistet. Die Höhe der Leitflächen wird so bemessen, daß sie einen Bruchteil der Höhe des zwischen einem festen und einem umlaufenden Boden bestehenden freien Querschnitts ausmacht. Sind derartige Leitflächen nicht vorhanden, so werden die freien Querschnitte bei höheren Drehzahlen oder höheren Belastungen fast vollständig von der Flüssigkeit ausgefüllt, und es ist dann nicht möglich, den Dampf von unten entgegenströmen zu lassen, ohne daß die Flüssigkeit am oberen Ende der Kolonne ausgetragen wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: ^U5

   i. Kolonne zum fraktionierten Destillieren von Flüssigkeiten mit übereinander angeordneten, abwechselnd feststehenden und umlaufenden Böden, wobei die feststehenden Böden an ihrem äußeren Rand an der Kolonneninnenwand angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den festen Böden (3) Leitflächen (11) angeordnet sind, die von der Kolonnenwand (2) ausgehen und nach der Bodenmitte (4) gerichtet sind, wobei die Leitflächen (11) sich in Bogen-

   form von der Kolonnenwand (2) bis an den inneren Rand (4) der Böden (3) erstrecken.
2. 2. Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen (3) und die umlaufenden Böden (7) einander übergreifen und die Leitflächen (11) wesentlich geringere Höhe haben als die lichten Querschnitte zwischen den Böden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 210 819, 196,919, 653, 247 047, 545 262, 545 689.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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