DE2810200C2 - Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne - Google Patents
Siebboden für eine StoffaustauschkolonneInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/22—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal sieve plates or grids; Construction of sieve plates or grids
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Description
Die Erfindung betrifft einen Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne mit Flüssigkeitsein- und -auslaß, wobei
der Einlaß quer zur Strömungsrichtung eine horizontale, nicht perforierte Einlaßfläche aufweist, entlang deren
55 Kante eine Blaseneinrichtung angeordnet ist.
Zum Stoffaustausch wird beim selektiven Trennen von wenigstens einer Komponente aus einer Mischung von
wenigstens zwei Bestandteilen, beispielsweise bei Destillations- und Absorptionsanwendungen, in üblicher
Weise ein aufwärts strömendes Dampf- oder Gasmedium auf einer im wesentlichen horizontal ausgerichteten
Kontaktfläche mit einem allgemein abwärts gerichteten flüssigen Medium in Kontakt gebracht. Bei einem
60 herkömmlichen Destillationsverfahren erlaubt ein solcher Kontakl, daß ein aufwärts strömendes Dampf- oder
Gasmedium selektiv mit den leichteren Komponenten der Mischung angereichert wird, d. h. mit solchen Komponenten,
die eine relativ hohe Flüchtigkeit haben, während das allgemein abwärts strömende flüssige Medium
selektiv mit den schwereren Komponenten von relativ niedrigerer Flüchtigkeit angereichert wird.
Mehrere Arten von Gas-Flüsigkeitskontaktträgern sind im allgemeinen bei dem genannten Stoffanstausch
b1) benutzt worden, um einen engen Kontakt zwischen der Gas- und Flüssigkeitsphase zu bewirken. Der Grad des
.Stoffaustausches einer gegebenen Komponente zwischen diesen Phasen ist größtenteils durch das Ausmaß
dieses Kontaktes bestimmt. Eine maximale Nutzung eines Gas-Flüssigkeitskontaktträgers verlangt, daß das
Phasengleichgewicht an allen Punkten auf dem Träger so eng wie möglich eingehalten wird, was bei den
bekannten Trägern jedoch in vielen Fällen schwierig zu erreichen ist.
Der Grund dafür liegt in der Tatsache begründet, daß das Phasengleichgewicht nicht nahe genug erreicht
wird, weil die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche teilweise nicht ausreichend aktiv ist, was dazu führt, daß der Dampf
nicht durch den Träger strömt und die Flüssigkeit nicht an allen Punkten auf der Oberfläche des Trägers
gleichmäßig verteilt ist. Unter diesen Bedingungen wird auf einem wesentlichen Abschnitt der Kontaktfläche
nur klare Flüssigkeit transportiert, so daß ein Stoffaustausch nicht stattfinden kann. Derartige nicht aktive
Flächen neigen überdies zum Tropfen oder zum Ansammeln von Flüssigkeit unter dem Träger, so daß nicht nur
die Verhältnisse von Flüssigkeit zu Dampf von dem einen zum anderen Träger, sondern auch ihre Flüssigkeitszusammensetzung
geändert wird.
Ein gegebener Träger kann teilweise inaktiv werden, wenn der Träger und seine Flüssigkeit dem auf den
Träger eintretenden Dampfstrom einen ungleichmäßigen Widerstand entgegensetzen. Hiefür ist allgemein der
hydrostatische Gradient verantwortlich, der normalerweise die Antriebskraft zum Bewegen der Flüssigkeit über
den Träger darstellt. Die Inaktivität des Trägers kann durch Ausschalten dieses Gradienten beträchtlich herabgesetzt
werden, beispielsweise durch Anwendung eines Dampfschubes anstelle der Gravitationskraft, um die
Flüssigkeit zu bewegen. Ein Dampfschub für diesen Zweck kann durch geneigte Öffnungen erzeugt werden.
wobei die Öffnungen so angeordnet sind, um die Flüssigkeit bei bestimmter Geschwindigkeit und in eine
bestimmte Richtung zu bewegen, wie es dem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
Trotz Ausschaltung des Gradienten und andere Verbesserungen des hydraulischen Verhaltens eines Gas-Flüssigkeitskontaktträgers,
ist es allgemein bekannt, daß bestimmte Trägerbereiche, besonders der Flüssigkeitseinlaßbereich
des Trägers, ständige Inaktivität zeigen, was besonders bei Trägern mit großem durchmesser der
Fall ist, die mit einem niedrigen Dampfdruckabfaii über den Träger arbeiten.
Man hat daher versucht, die Einlaßträgiieit bei Gas-Flüssigkeitskontaktträgern mit Hilfe von verschiedenen
Arten von Einrichtungen, die allgemein unter der Bezeichnung »Blasenförderer« bekannt sind, zu überwinden,
indem man diese im Einlaßbereich der Strömungsbahn der Flüssigkeit quer über die Trägerfläche anordnete, um
so die Blasenaktivität positiv zu beeinflussen. Derartige Blasenfördereinrichtungen arbeiten allgemein durch
sofortiges Erhöhen der Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Einlaßbereich des Trägers unter gleichzeitiger
Herabsetzung des hydrostatischen Druckes. Blasenbildung wird unmittelbar an der Trägerschwelle hervorgerufen
und, sobald begonnen, setzt sie sich über die Trägerfläche fort.
Eine Einlaßblasenfördereinrichtung beschreibt die US-PS 32 82 576. Diese Einrichtung umfaßt sowohl eine
aufwärts als auch nach innen sich erstreckende nicht perforierte Wand, die fest mit der nicht perforierten Wanne
zur Aufnahme der Flüssigkeit verbunden ist und weist ferner eine abwärts und nach innen geneigte perforierte
Wand auf, die an dem einen Ende mit der obersten Kante der abwärts sich erstreckenden nicht perforierten
Wand und an seinem anderen Ende mit dem Gasflüssigkeitskontaktteil oder Trägerdeck verbunden ist. Die
eingeleitete Flüssigkeit bei einem bekannten mit einer Ablaufschachteinrichtung versehenen Träger beaufschlagt
die nicht perforierte Aufnahmewanne und tritt über die aufwärts sich erstreckende Wand und fließt
danach abwärts zum Trägerdeck über die nach unten geneigte Fläche. Die Blasenbildung am Einlaß wird durch
die Herabsetzung des hydrostatischen Druckes auf der abwärts geneigten Fläche mit bezug auf den Restteil der
Trägeroberfläche erreicht. Diese Blasenbildungseinrichtung weist so eine aktive Blasenfläche auf, öie als eine
geneigte Rampe gebaut ist und wie erwartet erfährt die auf ihr herabfließende Flüssigkeit eine Schwerkraftbeschleunigung.
Diese Beschleunigung erhöht die Flüssigkeitseinlaßgeschwindigkeit, sobald sie das Trägerdeck
erreicht, was jedoch in einigen Fällen sich schädlich auf das hydraulische Verhalten des Trägers auswirkt und zu
einer ungünstigen Flüssigkeitsverteilung auf der Gas-Flüssigkeitskonaktfläche führt.
Ein anderer bekannter Blasenförderer beruht in seiner Funktion darauf, den Widerstand der Flüssigkeit
gegenüber dem Gasstrom im Einlaßbereich des Trägers herabzusetzen. Dieser Blasenförderer umfaßt ein
vertikal sich erstreckendes Wandteil, das die nicht perforierte Aufnahmewanne für die Flüssigkeit von der
aktiven Gasflüssigkeitskontaktfläche trennt, und zwar durch ein perforiertes Plattenteil, das mit dem senkrecht
sich erstreckenden Wandteil an seinem oberen Ende verbunden ist, so daß sich das perforierte Teil seitlich und
nach innen vom Einlaßbereich der Flüssigkeit über einen Abschnitt der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche erstreckt.
Die eingeleitete Flüsigkeit aus dem vorhergehenden Träger über die Ablaufschachteinrichtung beaufschlagt
die nicht perforierte Empfangswanne und fließt über das vertikale Wandteil quer über das perforierte Wandteil
und fäll! dann auf das Trägerdeck. Versuche zeigten, daß der Hauptabschnitt für die Blasenbildung am Einlaß,
basierend auf dem Gebrauch dieses Blasenförderers, mit Gas versehen ist, das durch das Trägerdeck unter dem
horizontal sich erstreckenden perforierten Plattenteil ströITit u.id aus dem Raum zwischen der Ablaufschachtkante
des horizontal sich erstreckenden perforierten Plattenteils und dem Trägerdeck austritt, während nur ein
unbedeutender Abschnitt der Blasenbildung von dem durch das Trägerdeck nachfolgenden Gas versorgt wird,
das durch das perforierte Plattenteil des Förderers strömt. Bei dieser Blasenbildung wird nicht nur die von der
Ablaufschachtkante der perforierten Platte abgegebene Flüssigkeit stark belüftet, sondern die Flüssigkeit wird
auch durch das aus dem angegebenen Raum zwischen dem Trägerdeck und der Ablaufschachtkante des
perforierten Plattenteils austretende Gas über das Trägerdeck geschoben.
Aus der DE-PS 14 44 389 ist ein Zwischenboden für eine Stoffaustauschkolonne bekannt, wonach entlang des bo
Flüssigkeitseinlasses vor dem Hauptteil des Bodens zuerst eine über die Bodenfläche ansteigende und danach
abwärts geneigte Fläche vorgeschoben ist. Die aus einem vorhergehenden Siebboden durch einen Ablaufschacht
zugeführte Flüssigkeit gelangt auf die nicht perforierte Einlaßfläche, passiert das ansteigende Wandteil
und gelangt danach über die nach innen geneigte Fläche auf das Siebboden'eil. Die Blasenbildung am Einlaß
wird durch Verringerung des hydrostatischen Druckes auf der geneigten Fläche erreicht. Jedoch ist das hydrauli- b5
sehe Verhalten der Flüssigkeit auf dem Siebboden nachteilig beeinflußt, weil die strömende Flüssigkeit eine
Beschleunigung durch die Schwerkraft erfährt, was dazu führt, daß die Flüssigkeit nicht gleichmäßig auf dem
Siebboden verteilt ist.
Eine weitere, bei bekannten Trägern benutzte Blaseneinrichtung umfaßt eine aufwärts gerichtete und nach
innen geneigte nicht perforierte Platte, die die nicht perforierte Aufnahmewanne für die Flüssigkeit des Trägers
von der aktiven Trägerdecke trennt, und zwar durch ein vertikal sich erstreckendes Wandteil, das mit dem
aktiven Trägerdeck unterhalb der Ablaufschachtkante der geneigten Platte verbunden ist und mil seinem
) Aufwärtsstück unterhalb der Ablaufschachtkante der geneigten Platte endet. Diese Bauart bildet eine kontinuierliche
Schließöffnung über dem Trägereinlaß, so daß das Gas mit dem Dampfraum des nächsten unteren
Trägers in Verbindung treten kann. Die aus der Destillationskolonne des vorhergehenden Trägers abgegebene
Flüssigkeit fließt über die .Schachtablaufeinrichtung zu der nicht perforierten Aufnahmewanne des Trägers, dann
abwärts entlang der geneigten Platte und fällt auf der Abwärtskante der geneigten Platte auf das Trägerdeck.
,ο Die strömende Flüssigkeit steht in Kontakt mit dem aufwärts strömenden Gas. das aus der Schlitzöffnung des
Blasenförderers kommt, so daß eine Gas-Flüssigkcitsphase gebildet wird. Veröffentliche Untersuchungsergebnisse
zeigen, daß das sich durch diesen aufwärts geneigten plattenförmigen Blasenförderer ergebende Gas-Flüssigkeitsschaumprofil
des Trägers ähnlich dem ist. das durch den vorher beschriebenen parallelen, perforierten,
plattenförmigen Blasenförderer erreicht wird und damit das gleiche Phänomen der Blasenaktivität zusammen
π mit den damit verbundenen Nachteilen einer übermäßigen Belüftung am Trägereinlaß l'efert. Ein »Vorschieben«
der abwärts gerichteten Flüssigkeit über das Trägerdeck ist in beiden Fällen gegeben.
Der Betrieb des beschriebenen bekannten Blasenförderers verlangt ein Vorschieben der Flüssigkeit auf der
Gas-Flüssigkeitskontaktfläche oder dem Trägerdeck. Während ein derartiges Vorschieben den hydraulischen
Gradienten bei vielen Gas-Flüssigkeitskontaktträgern vom Siebtyp mit Querstromung günstig herabseUi, isi
dieses Vorschieben auf Trägern mit Dampfdüsen im allgemeinen nachteilig. Siebträger sind Gas-Flüssigkeitskontaktträger,
bei denen ein mehr oder weniger gleichmäßiges Muster von Perforationsöffnungen fester Größe
mit Wänden senkrecht zur Trägerfläche über die Gasflüssigkeitskontaktfläche verteilt ist. Es ist allgemein
bekannt, daß die Leistung auf Siebträgern bei Anwendung von Dampfleitdüsen, wie sie in der US-PS 34 17 S'75
offenbart sind, auf der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche verbessert werden kann. Die nach dieser Patentschrift
gebauten, geschlitzten Siebträger arbeiten mit verbesserter Leistungsfähigkeit aufgrund der Ausschaltung des in
Längsrichtung wirkenden hydraulischen Gradienten in der über den Träger strömenden Flüssigkeit. In derartigen
geschlitzten Siebträgern besteht bei Gebrauch der beschriebenen bekannten Blasenfördereinrichtungen die
Gefahr, daß die über die Trägerkontaktliäche strömende Flüssigkeit eine Beschleunigung erfährt. Diese Beschleunigung
der Flüssigkeit begrenzt die durch den Träger erreichte Fähigkeit zum gesamten Stoffaustausch
jo unter starker Herabsetzung der Verweilzeit der beschleunigten Flüssigkeit auf dem Träger, insbesondere in
seinem zentralen Bereich.
Ein weiteres, mit den beschriebenen bekannten Blasenfördereinrichtungen verbundenes Problem ist ihre
Neigung, ein Sprühen im Einlaßbereich des Trägers zu verursachen. Ein derartiges Sprühen unterscheidet sich in
erheblichem Maße von der gewünschten normalen ausreichenden Gasflüssigkeitsschaumhöhe auf der Trägerin
oberfläche. Der gewünschte Schaum umfaßt Gasblasen, die mehr oder weniger homogen in der Flüssigkeit
verteilt sind, während bei einem Sprühauftreten einzelne Tropfen der Flüssigkeit im Gasraum über der Trägeroberfiäche
dispergicri μπο. Eine ausreichende .Scnaiirnhöhc auf der Trägeroberfläche ssi allgemein niü einer
hohen Trägerkontaktleistung verbunden, wobei angenommen wird, daß die Schaumhöhe gleichmäßig über die
gesamte Trägerkontaktfläche verteilt ist. während sich eine zu hohe Sprühhöhe allgemein schädlich auf die
■ίο Trägerleistung auswirkt und dementsprechend eine geringe Trägerkontaktleistung ergibt. Die geringe mit dem
Träger verbundene Kontaktleistung kann teilweise auf eine Veränderung in den Eigenschaften des Gas-Flüssigkeitskontaktes
zurückgeführt werden, und zwar darauf, daß zur kontinuierlichen Schaumbildung genügend
Flüssigkeitsphase, jedoch zur kontinuierlichen Schaumbildung genügend Flüssigkeisphase, jedoch zur kontinuierlichen
Sprühbildung keine ausreichende Gasphase vorhanden ist. Eine zusätzliche Leistungsverringerung
Λ5 ergibt sich aus der übermäßigen Belüftung der Flüssigkeit im Sprühbereich, was eine nicht proportionale Menge
des Durchflusses in diesem Trägerbereich im Vergleich zu den normal funktionierenden Bereichen des Trägers
ergibt. Das Sprühen über der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche des Trägers kann dazu führen, daß Flüssigkeit in
dem nach oben durch die Destillationskolonne strömenden Gas eingeschlossen wird. Ein derartiger Einschluß
von Flüssigkeit im Gasstrom wirkt sich auf die gesamte Trägerleistung sehr nachteilig aus und kann zu einem
vorzeitigen Überfluten der Kolonne führen. Unter diesen Bedingungen kann ein Überfluten der Kolonne nur
durch ein verhältnismäßig teures Erhöhen des Trägerraumes der Kolonne vermieden werden. Größere, durch
ein übermäßiges Sprühen verursachte Mengen an Flüssigkeitseinschluß ergeben eine weitere verringerte Trägerleistung
aufgrund der Rückführung eines Teiles der schon destillierten Flüssigkeit auf einem bestimmten
Träger zurück zur Gasflüssigkeitskontaktfläche. die mit dem vorhergehenden Träger verbunden ist, so daß der
Trennungsgrad in erheblichem Maße unterschiedlich herabgesetzt wird.
Diese Mängel der bekannten Blasenfördereinrichtungen wird der mit diesen Problemen vertraute Fachmann
durch verschiedene bauliche Abänderungen des horizontal sich erstreckenden perforierten Plattenteiles des
Förderers auszuschalten versuchen, um nicht nur die mit dem in der US-PS 32 82 576 beschriebenen Blasenförderer
auftretende Gravitationsbeschleunigung, sondern auch den hohen Flüssigkeitsschub und das mit dem nach
fco oben geneigten Plattenblasenförderer auftretende Versprühen zu vermeiden. Um das Sprühen am Einlaß auf ein
verhältnismäßig geringes Maß. beispielsweise mit dem horizontal angeordneten perforierten Plattenblasenförderer
zu verringern, kann man die Zahl der Perforationen pro Einheitsfläche in der Horizontalplatte verringern.
Es kann auch entweder getrennt oder in Verbindung mit dieser Änderung die Länge der perforierten Platte in
der horizontalen Richtung veringert werden, um nicht nur das Sprühen im Einlaßbereich, sondern auch die
Bescnieunigung der Flüssigkeit über den Träger herabzusetzen. Man kann ferner die Höhe oder den erhöhten
Abschnitt der perforierten Platte verkleinern, um das Sprühen im Einlaßbereich und die Flüssigkeitsbeschleunigung
zu verringern. Keine dieser Änderungen entweder für sich oder in Kombination waren jedoch geeignet,
den Vorschub der Flüssigkeit auf ein annehmbares Maß zu bringen, obgleich eine gewisse Verringerung des
Sprühens im Einlaßbereich bewirkt werden konnte.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Blasenförderung bzw. -bildung bei
Siebboden für Stoffaustauschkolonnen am Einlaß des Siebbodens, der einteilig oder zweiteilig ausgebildet sein
kann, zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Träger mit einer Blasenbildungseinrichtung vorzu- ί
schlagen, die angemessen die Trägeraklivität am Einlaß unter wesentlicher Ausschaltung irgendeiner Flüssigke:,-'beschleunigung
anregt und ein Sprühen am Einlaß verhindert, so daß eine gleichmäßige Schaumhöhe über
die gesamte Trägeroberfläche vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne mit Flüssigkeitsein- und
-auslaß. wobei der Einlaß quer zur Strcmungsrichtung eine horizontale, nicht perforierte Einlaßfläche aufweist.
entlang deren Kante eine Blasenbildungseinrichtung angeordnet ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Blasenbildungseinrichtung aus einem ersten senkrechten,
nichi perforierten Wandteil, einem horizontalen, perforierten Zwischenwandteil und einem zweiten senkrechten,
nicht perforierten Wandteil besteht, wobei vom Zwischenwandteil die Aufstromkante mit der oberen Kante des
Wandteiles, die untere Kante des Wandteiles mit der Kante der Einlaßfläche und die untere Kante des Wandtei- π
les mit der Aufstromkante des Bodenteiles verbunden sind.
Erfindungsgegenstand ist daher der Siebboden gemäß Anspruch 1.
Die Ausdrücke »Rl:»spnflij<;<:iglcpit«_ »Schaum« und »aktive Flüssigkeit« beziehen sich auf eine Flüssigkeit,
durch die Gas oder Dampf geleitet wird. Der Ausdruck »klare Flüssigkeit« bezieht sich auf eine einzelne
Flüssigkeitsphase ohne wesentliche Zumischung von Verfahrensdampf. Die sog. klare Flüssigkeit ist nicht auf
Flüssigkeiten mit optischer Klarheit begrenzt, sondern umfaßt außer dem Verfahrensdampf auch Flüsigkeiten,
die durch darin dispergierte Substanzen getrübt oder undurchsichtig gemacht worden sind, wie auch solche
Flüssigkeiten, die von Natur aus trübe oder undurchsichtig sind. Der Ausdruck »aktive Fläche« bezieht sich auf
einen Abschnitt der Trägeroberfläche, der für den Dampfstrom perforiert oder mit Öffnungen versehen ist, mit
Ausnahme des Teiles, der nachfolgend als Blasenfördererfläche erläutert wird.
Der Ausdruck »diametrale Strömungslinie des Trägers« bedeutet die gerade Linie der Strömungsbahn der
Flüssigkeit vom Trägereinlaß der Flüssigkeit zur Flüssigkeitsabgabestelle des Trägers und liegt parallel und
annähernd neben dem Kolonnendurchmesser. Das Fließen entlang der diametralen Strömungslinie des Trägers
ist von der zylindrischen Wand, die den eingebauten Träger bei Betrieb umschließt, enfernt, jedoch nicht
\i sentlich als ein Ergebnis der divergierenden oder konvergierenden Strömungsbahn auf der obersten Fläche
des Kontaktträgerteiles abgelenkt. Der Ausdruck »transversale Mittellinie des Trägers« bedeutet eine Linie auf
der Hauptoberfläche des Kontaktträgerteiles, die senkrecht zu der diametraler, Strömungsünie bei maximaler
transversaler Ausdehnung des Trägerkontaktteiles liegt. Der Ausdruck »Schlitzwinkel« bezieht sich auf einen
Winkel /wischen dem Schlitzvektor für eine gegebene Schützöffnung und der diametralen Strömungslinie. Der
Vektor eines Schlitzes ist durch eine horizontale Linie senkrecht zur Weite der Schützöffnung definiert.
Der Blasenförderer liefert eine wesentliche und unerwartete Herabsetzung des Sprühens im Einlaßbereich
der Flüssigkeitsbeschleunigung mit Bezug auf die noch zu erläuternden bekannten Blasenfördereinrichtungen.
Bei Betrieb verringert der Blasenförderer den hydrostatischen Druck im Einlaßbereich der Flüssigkeit des
Kontaktträgers mit bezug auf den Restteil der Trägeroberfläche. Eine derartige Verminderung des hydrostatischen
Druckes gestattet es, die sog. »dynamische Anreicherung« auszunutzen, die eine Funktion der eingeleite- -10
ten Aktivität ist, und dazu führt, daß die Medien über die Kontaktoberfläche des Trägers stromabwärts vom
Flüssigkeitseinlaß fließen, wie es mit einer gleichmäßigen, glatten Strömung oder einem Ausbreiten eines
Schaumes mit niedriger Dichte vom Trägereinlaß über die Trägerabschnitte stromabwärts vereinbar ist. Aufgrund
der virtuellen Ausschaltung der Flüssigkeitsbeschleunigung am Einlaß, die normalerweise bei Betrieb der
bekannten Einrichtungen auftritt, zeigt einen Siebboden bzw. Träger gemäß der vorliegenden Erfindung fast
gleiche Verweilzeiten über alle Abschnitte der Strömungsbahn der Flüssigkeit des Trägers und einen verbesserten
Stoffaustausch mit bezug auf Träger, die bekannte Blasenfördereinrichtungen benutzen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Auslührungsbeispielen, die in der Zeichnung in den F i g. 1 bis 8 dargestellt sind.
Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt eines Siebträgers mit am Einlaß angeordneter Blasenfördereinrichtung entsprechend
einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen geschlitzten Siebträgers mit Einlaßblasenfördereinrichtung,
F i g. 3 eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung von geschlitzten Siebträgern des
Zweibahntyps, bei dem das Medium entweder von der Seite in das Zentrum oder vom Zentrum zur Seite Hießt,
F i g. 4 einen Querschnitt: eines Teiles einer Destillations-Kolonne mit erfindungsgemäßem Zweibahnsiebträger.
Fi g. 5 eine Draufsicht auf eine Tragerhälfte eines weiteren erfindungsgemäßen Zweibahn-geschlitzten Siebträgers
mit auf der Seite in das Zentrum strömendem Medium.
F i g. 6 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Gas-Flüssigkeitskontaktträgers des geschlitzten Siebträgertyps,
der sowohl Öffnungen fester Größe mit Wänden senkrecht zur Oberfläche des Trägerkontaktteiles
als auch einen Schlitz mit Seitenwänden aufweist, die spitze Winkel mit der oberen Hauptoberfläche des
Kontaktträgerteiles bilden,
F i g. 7 einen Teilquerschnitt eines bekannten Siebträgers, der einen Biasenförderer mit einem horizontal sich
erstreckenden Plattenteil und das hydraulische Verhalten der darauf befindlichen Medien zeigt, und
F i g. 8 einen Teilquerschnitt eines erfindungsgemäßen Siebträgers, der unter den gleichen Betriebsbedingungen
wie der in der F i g. 7 abgebildete bekannte Träger arbeitet und das hydraulische Verhalten der darauf
si
befindlichen Medien zeigt.
Fig. I zeigt eine herkömmliche Fraktionierkolonne oder einen Turm 130 mit einer Anzahl übereinander
angeordneter perforierter Gas-Flüssigkeitskontaktträger oder Siebträger. Ein solcher Träger mit seinen Perforationen
118 ist in der Fig. 1 mit 110 bezeichnet, die ebenfalls einen Ablaufschacht 132 des Trägers 134 über
einem abgedichteten Wannenbereich 136 und einen Teil des darunterliegenden Siebträgers 138 zeigt. Diese
Träger bestimmen eine Mehrzahl von vertikal mit Zwischenraum angeordneten Kontaktstufen 140 und 142.
durch die der Dampf aufwärts in den Turm 130 gelangt. Jeder der Träger 110,134 und 138 ist gestützt und an den
Kolonnenwänden mit dem Trägerhalter 144 befestigt. Alle Träger in der Kolonne 130 sind von gleicher Bauart
und obwohl die spätere Erläuterung sich insbesondere auf den Träger 110 bezieht, ist es deutlich, daß dieser für
to die ganze Kolonne benutzt werden kann. Vom Träger 110 nach unten erstreckt sich das Ablaufschachtelement
146 und bildet mit der Seitenwand der Kolonne 130 einen Ablaufschacht 148 für einen Durchgang der Flüssigkeit
nach unten vom Flüssigkeitsabgabeendc 150 des Kontaktträgers 110 zum Flüssigkeitseinlaßbereich 152 des
Trägers 138. Neben den unteren Teilen des Ablaufschachtes 132 und 148 liegen die abgedichteten Wannenbereiche
136 mit den Becken 154, die im wesentlichen horizontal ausgerichtete, nicht perforierte Einlaßflächen für die
aufzunehmende Flüssigkeit bilden und eine Verbindung für die strömende Flüssigkeit mit dem Kontaktteil de-;
Trägers und dem ersten nicht perforierten Wandteil 156 herstellen. Die senkrechten Trägerseitenabschnitte der
Ablaufschachtelemente 146,158 und das erste Wandteil 156 des abgedichteten Wannenbereiches 136 begrenzen
den Flüssigkeitseinlaßbereich 152. der mit den Flüssigkeitseinlaßflächen 154 verbunden ist. In dieser gezeigten
Anordnung ist das Abiaufschachtteii l46 so ausgebildet, daß es im wesentlichen paraiiei zu der innenwand uet
Destillationskolonne angeordnet ist und einen Abstand hat sowie mit der Einlaßfläche 154 gleichläuft, so daß es
eine Austrittsbahn unterhalb des unteren Endes des Ablaufschaltteiles 146 für die Zufuhr der Flüssigkeit zur
Einlaßfläche 154 bildet.
Das erste, nicht perforierte Wandteil 156 ist angrenzend mit einer Kante der Einlaßfläche verbunden und
erstreckt sich zu dieser gleichlaufend transversal bis zur Strömungsbahn der Flüssigkeit und dann im wesentlichen
senkrecht nach oben von dieser Kante zu einer im wesentlichen gleichen Höhe. Die Strömungsbahn der
Flüssigkeit verläuft geradlinig vom Trägereinlaß bis zur Flüssigkeitsabgabestelle des Trägers über das Gas-Flüssigkeitskontaktteil
des Trägers. Das Zwischenwandteil 160 mit der ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche ist
angrenzend mit der oberen Kante des ersten Wandteiles 156 gleichlaufend verbunden und erstreckt sich dazu
horizontal in Richtung der Flüssigkeitsabgabestelle 148 im wesentlichen gleichmäßig. Eine Anzahl von Öffnungen
fester Größe 118a sind gleichmäßig über das Zwischenwandteil 160 verteilt und erstrecken sich durch die
Wände, die senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche für den Gasstrom liegen, um die Blasenbildung
in der strömenden Flüssigkeit über das Zwischenwandteil von der Einlaßfläche 154 über das erste nicht
perforierte Wandteil 156 anzuregen. Ein zweites nicht perforiertes Wandteil 161 ist an die obere Kante angrcn
zend mit der abwärtsführenden Kante des Zwischenwandteiles 160 gleichlaufend verbunden und erstreckt sich
im wesentlichen senkrecht nach unten und ist an die untere Kante angrenzend mit der Aufstromkante des
Trägerteiles 162 gleichlaufend verbunden, wobei die über das Zwischenwandteil 160 strömende Flüssigkeit, in
der die Blasenbildung stattfand, auf das Gas-F'üssigkei'skcniaktiei! !62 "elei'.et wird, um von hier bis ?w
Flüssigkeitsabgabestelle 148 zu gelangen.
Beim Betrieb wird die vom darüberliegenden Träger 134 herabfließende klare Flüssigkeit durch das Ablauf-Schachtelement
146 in den Ablaufschacht 132 geleitet und dann auf die Flüssigkeitseinlaßfläche 154 des abgedichteten
Wannenbereiches 136. Die Flüssigkeit gelangt darauf entlang des ersten Wandteilcs 1"6 in den
Flüssigkeitseinlaßbereich 152. Wenn die klare Flüssigkeit den obersten Teil des ersten Wandteiles 156 erreicht
und den Flüssigkeitseinlaßbereich 152 verlassen hat, überquert sie das Zwischenwandteil 160 und fließt über die
Gasflüssigkeitskontaktfläche 162. Beim Fließen über das Zwischenwandteil 160 fließt die Flüssigkeit über die
Perforaiionen 118a, durch die der Dampf hindurchtritt. Klare, über den Blasenförderer fließende Flüssigkeit
setzt dem aufsteigenden Dampf einen künstlichen Flüssigkeitsdruck auf dem Zwischenwandteil entgegen, der
niedriger als der auf der Kontaktfläche des Trägerteiles 162 bestehende Druck ist. Als Ergebnis dieses künstlichen
Druckes, der sich selbst als reduzierter Druck dieses Bereiches darstellt, wird die klare Flüssigkeit, die aus
dem Flüssigkeitseinlaßbereich 152 austritt, unmittelbar in eine aktive Flüssigkeit oder in einen Schaum überführt.
Der durch die Flüssigkeit dieses Bereiches strömende Dampf aktiviert den gesamten Einlaßbereich des
Trägers. Die klare Flüssigkeit, die vom aktivierten Trägereinlaßbereich 152 auf die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche
des Trägers strömt, sorgt dafür, daß mit Hilfe der sog. »dynamischen Erhöhung« nicht nur diese, sondern die
gesamte Trägeroberfläche aktiviert wird.
Der prozentuale Anteil an freier Fläche in Form von Peforationen im Zwischenwandteil des Blasenförderers
variiert beträchtlich, was von den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit und des Dampfes irgendeines
Flüssigkeits-Dampfkontaktsystemes abhängt. Der prozentuale Anteil an freier Fläche sollte jedoch nicht so groß
sein, um ein Tropfen von Trägerflüssigkeit durch die Perforationen bei geeigneten Flüssigkeits- und Dampfbelastungen
zu verursachen. Damit die perforierte Fläche des Zwischenwandteiles des Blasenförderers der perforierten
Fläche des Kontaktteiles 162 entspricht, wird in der Praxis vorgezogen, daß der prozentuale Anteil an
freier oder offener Fläche des Zwischenwandteiles des Blasenförderers annähernd von gleicher Größe im
Hinblick auf die offene Fläche des Kontaktträgers ist. Bei den Blasenförderern, die zusammen mit perforierten
Trägern, die zusätzlich Dampfschuböffnungen zu den Perforationen fester Größe aufweisen, benutzt werden,
wie die F i g. 2 zeigt, sollte der perforierte Zwischenwandteil einen prozentualen Anteil an offener Fläche von 20
bis 125% der offenen Fläche des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles, beruhend auf der Perforation der Dampfschub-
b5 öffnungen des Kontakueües, haben. Der bevorzugte Anteil an offener Fläche des Zwischenwandteiles liegt
zwischen 35 bis 100% der offenen Fläche des Flüssigkeitsgaskontaktteiles. Beträgt der Anteil an offener Fläche
weniger als 20%, gelangt eine unzureichende Menge von Dampf in die Flüssigkeit, die zur Blasenbildung über
den Zwischenwandteil strömt. Bei Anteilen an offener Fläche von mehr als 125% wird eine überschüssige Menge
an Dampf in die über das Zwischenwandteil strömenoe Flüssigkeit eingeleitet, so daß die Gefahr des Sprühens
besteht, was aus den bereits erwähnten Gründen vermieden werden soll.
Nach uer vorliegenden Erfindung sollte der Gas-Flüssigkeitskontaktträger eine aktive Oberfläche von mindestens
60% aufweisen. Der Grund für diese Beschränkung liegt darin, daß bei einem aktiven Flächenanteil unter
60% eine oder mehr der Flüssigkeitseinlaßflachen, der Blasenförderer und die Flüsigkeitsabgabeabsc hnitte des
Kolonnenquerschnittes unverhältnismäßig groß im Hinblick auf die tatsächliche Gas-Flüssigkritskontaktfläche
werden. Im Hinblick hierauf sollte der Zwischenwandteil des Blasenförderers eine Länge zwischen den Kanten
des Auf- und des Abwärtsstromes zwischen 1,27 cm und 30,48 cm aufweisen. Bei Zwischenwandlängen von mehr
als 30.48 cm geht zuviel an aktiver Fläche des Trägers verloren, ohne daß eine entsprechende Verbesserung im
hydraulischen Verhalten des Trägers auftritt. Bei Zwischenwandlängen von weniger als 1,27 cm reicht die
Strömungsbahnlänge zur ausreichenden Blasenbildung nicht aus, wie sie bei Längen im Bereich von 1.27 cm bis
30,48 cm typisch sind. Demgemäß liegt eine bevorzugte Länge des Zwischenwandteiles im Bereich von 10,16 cm
bis 15,24 cm. In der Praxis liegt die Höhe des nicht perforierten Wandteiles zwischen 1.27 cm bis 10,16 cm. Das
erste W-indteil kann eine größere Vertikalausdehnung ils der zweite Wandteil haben, falls die Bauart eine
ausgesparte Aufnahmewanne vorsieht, wie es die F i g. 1 zeigt. Wenn die Höhe kleiner als 1,27 cm ist, bildet sich
ein übermäßiger Flüssigkeitsdruck auf der Hauptfläche des Zwischenwandteiles aus, so daß es zur Tropfcnbildung
kommt. Bei Höhenwerten über etwa 10,1 cm tritt das Entgegengesetzte ein. Bei diesen Werten reicht der
Flüssigkeitsdruck im Zwischenwandteil des Blasenförderers mit Bezug auf den Flüssigkeitsdruck auf andere
Bereiche der Trägeroberfiäche nicht aus, mit dem Ergebnis, daß Sprühen auftritt und das vorbeiströmende Gas
eine unzureichende Blasenbildung in der Flüssigkeit bewirkt, die anschließend auf die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche
des Trägers geleitet wird.
Die F i g. 2 zeigt eine übliche Fraktionierkolonne (oder einen üblichen Turm) 130 mit einer Anzahl perforierter
Gas-Flüssigkeitskontaktträger oder Siebt-äger, die Dampfdurchtritte 113 oder Schlitze aufweisen, aus denen
der Dampf ausströmt und mit der über die Trägeroberfläche strömenden Flüssigkeit in Verbindung tritt, so daß
die Flüssigkeil ohne Hilfe eines Flüssigkeitsgradienten über den Träger strömt. Die Dampfschuböffnungen sind
in geeigneter Weise in parallelen Reihen auf der Trägeroberfläche angeordnet und sind normalerweise von dem
Flüssigkeitseinlaß abgewandt und werden durch die den Danipfstrom leitende Oberfläche 123 mit der Oberfläche
des Kontaktteiles 162 gebildet. Die Trägerelemente der F i g. 2 sind denen der F i g. 1 ähnlich und haben aus
Gründen der Übersicht im fc'genden die gleichen Bezugszeichen. Die Flüssigkeitsdampfkontaktträger. dargestellt
durch den Träger 110, sind in der Kolonne oder in dem Turm 130 übereinander angeordnet, so daß die jo
Träger in der Kolonne 130 die durch 140 und 142 bezeichneten Dampfflüssigkeitskontaktstufen bilden. Jeder
Träger ist mit einem Schachtablaufelement 146 ausgestattet, das den Wänden der Kolonne 130 angepaßt ist, um
einen Ablaufschacht 132 zu bilden. Dieser Träger ist an der Kolonnenwand durch den Trägerhalter 144 befestigt.
Alle in der Kolonne 130 verwendeten Träger weisen die gleichen allgemeinen Baumerkmale wie der gezeigte
Träger 110 auf. Das sich unter dem Träger 134 und über dem Träger 110 angeordnete Ablaufschachtelement 146
bildet, wie beschrieben, den Ablaufschacht 132 für den Durchgang der Flüssigkeit nach unten von dem höherlie-"er.deri
Trä~sr !34 zurr; F!üssi~keitseiri!aßbereich 152 des Trä"ers !JO Neben dem unteren Abschnitt des
Ablaufschachtes 132 befindet sich der abgedichtete Wannenbereich 136, der unten eine Einlaßfläche 154 für die
Flüssigkeit und das erste Wandteil 156 aufweist. Der vertikale Trägerseitenabschnitt 158 des Ablaufschachtelementes
146 bildet mit der Einlaßfläche der r sigkeit und dem ersten Wandteil 156 einen Flüssigkeitseinlaßbereich
152. Verbunden mit der oberen Ka .is ersten Wandteiles 156 ist das Zwischenwandteil 160, das sich
horizontal erstreckt und an seiner Stromabwärtskante mit der oberen Kante des zweiten Wandteiles 161
verbunden ist, das wiederum nach unten hängt und an seiner untersten Kante mit der Aufstromkan'o des
Gas-Flüssigkeitskontaktteiles 162 verbunden ist. Das Zwischenwandteil 160 hat eine ebene Hauptoberlläche
und Bodenfiäche und kann durch eine geeignete Einrichtung an den auf Zwischenraum gehaltenen ersten und
zweiten Wandteilen 156 und 161 fest oder sonstwie angebracht sein. Das Zwischenwandteil 160 weist Perforationen
118.7 auf, die durch Wände begrenzt sind, welche im wesentlichen senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche
und Bodenfläche des Zwischenwandteiles liegen. Es wird bemerkt, daß das Zwischenwandteil 160 nicht mit
Dampfschuböffnungen 113 wie beim Gas-Flüssigkeitskontaktteil 162 ausgestattet ist.
Die vom darüberliegenden Träger 134 nach unten strömende Flüssigkeit wird durch das Ablaufschachtelement
146 in den Ablaufschacht 132 und von hier auf die an der Basis befindliche Flüssigkeitseinlaßfläche 154 des
abgedichteten Wannenbereiches 136 geleitet. Die Flüssigkeit steigt von hier entlang des im wesentlichen
senkrecht nach oben gerichteten ersten Wandteiles 156 am Flüssigkeitseinlaßbereich 152 auf. Wenn die Flüssigkeit
den obersten Abschnitt des ersten Wandteiles 156 unter Aktivierung des Flüssigkeitseinlaßbereiches 152
erreicht, fließt die Flüssigkeit über das Zwischenwandteil 160, das perforierte Öffnungen 118a hat und von da
abwärts von der Abwärtskante des Zwischenwandteiles auf den Gas-Flüssigkeitskontaktträger 162. Die über
das Zwischenwandteil 160 strömende Flüssigkeit stellt dem durch die Perforationsöffnung 118a hindurchtretenden
Dampf einen künstlichen Flüssigkeilsdruck entgegen, der niedriger als der auf dem Kontaktteil 162 des
Trägers 110 ist. Aufgrund dieses künstlichen Druckes wird die aus dem Flüssigkeitsbereich 152 austretende klare
Flüssigkeit unmittelbar in eine aktive Flüssigkeit oder einen Schaum wegen des reduzierten Flüssigkeitsdruckes
und des darüberfließenden Dampfes umgewandelt, so daß dieser Abschnitt des Trägers vollständig aktiviert
wird. Die im Flüssigkeitseinlaßbereich 152 aktivierte Flüssigkeit sorgt dafür, daß nicht nur die Gasflüssigkeitskontaktfläche,
sondern die gesamte Trägeroberfläche aktiviert wird.
Die Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht mit Draufsicht auf eine Anordnung von geschlitzten Siebträgern
mit einem oberen Träger des Zweibahntyps, bei dem das Medium von der Seite in das Zentrum Hießt und einem
unteren Träger des Zweibahntyps, bei dem das Medium vom Zentrum zur Seite fließt. Die Kolonnenwände sind
in der Figur ausgelassen, das ist jedoch so zu verstehen, daß die runden Kanten des Trägers im wesentlichen
dicht gegen die den Träger umschließende senkrechte zylindrische Kolonnenwand abgedichtet sind. Die Flüssig-
keit fließt über den Gas-Flüssigkeitskontaktteil des oberen Trägers vom Flüssigkeitseinlaß von einer Kante des
Trägerkontaktteiles entlang einer Stiömungsbahn auf der Hauptoberfläche mit einem divergierenden Strömungsabschnitt
neben dem Einlaß zu einer Flüssigkeitsabgabestelle an der entgegengesetzten Kante des Trägerkontaktteiles,
der sich transversal von Kante zu Kante des Trägers erstreckt. Von der Flüssigkeitsabgabestel-Ie
der transversalen Mittellinie des oberen Trägers in der gezeigten Anordnung geht die abgegebene Flüssigkeit
in eine Ablaufschachteinrichtung zum darunterliegenden Träger, bei dem das Medium von der Mitte zur Seite
fließt. Bei diesem Träger ist der Flüssigkeitseinlaß neben der transversalen Mittellinie des Trägers angeordnet,
so daß die auf die ebene Hauptoberfläche des Kontaktteiles des Trägers eingeleitete Flüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß
bis zu einer Flüssigkeitsabgabestelle am Umfang des Trägers neben der Kolonnenwand fließt Auf
ίο diese Weise sind auf alternierenden Trägern die Flüssigkeitsströme entweder zueinander oder voneinander
wegführend angeordnet
Im besonderen ist der Kontaktträger 301 in die Trägerhälfte 303, bei der die Flüssigkeit vorwärts und, wie die
Figur zeigt nach rechts fließt und die Trägerhälfte 304 geteilt, bei der die Flüssigkeit von rechts nach links fließt.
Die eine Hälfte der die Kolonnenwand hinunterfließenden Flüssigkeit geht auf die Trägerhälfte 303 von einem
beim Fiüssigkeitseinlaß 305 angeordneten Ablaufschacht und fließt danach über den Blasenförderer 306. Der
Blasenförderer 306 ist im wesentlichen ähnlich den in der Fig. 1 und 2 gezeigten Typen gebaut. Der beim
Förderer 306 erzeugte Schaum fließt über die ebene Hauptoberfläche des geschlitzten und perforierten Kontaktträgers
und wird vom Träger durch die Abgabeeinrichtung, die das Auslaßwehr 307 und den Ablaufschacht
308 umfaßt, abgegeben. Bei Eintreten in den Ablaufschacht 308 wird der in der abgegebenen Flüssigkeit
eingeschlossene Dampf vonder Flüssigkeit freigesetzt und verbindet sich mit dem Hauptgasstrom, der nach
oben zum nächsten Träger fließt. Die vom Dampf befreite, im wesentlichen klare Flüssigkeit fließt durch den
Ablaufschacht 308 zur Aufnahmewanne 309 des Ablaufschachtes. Die Flüssigkeit fließt unter dem Ablaufwehr
307 der Trägerhälfte 303 auf die darunterliegende Trägerhälfte 311. Das Ablaufwehr 307 der Trägerhälfte 303
führt in den Ablaufschacht 308 bis zu einer genügenden Tiefe, so daß das Umgehen des Dampfes durch den
Ablaufscnacht vermieden wird. Die auf die Trägerhälfte 311 gelangte Flüssigkeit fließt auf den Blasenförderer
313 und über die ebene Hauptoberfläche des verbundenen Trägerkontaktteiles.
Während die eine Hälfte der Kolonnenflüssigkeit über die Trägerhälfte 303 fließt strömt die andere Hälfte der
Kolonnenflüssigkeit, die vom Flüssigkeitseinlaß 300 her kommt, über die T'ägerhälfte 304. Diese fließt nacheinander
über den Blasenförderer 314 und die ebene Hauptoberfläche des Trägerkontaktteiles der Trägerhälfte
304. Nach Überqueren der Gas-Flüssigkeitskontaktzone der ebenen Hauptoberfläche strömt die Flüssigkeit
über das Ablaufwehr 310. geht von hier in den Ablaufschacht 308 und fällt zur Trägerebene 302 auf die
Flüssigkeitsaufnahmefläche 309 der Empfangswanne. Sie fließt dann nacheinander über den Blasenförderer 315,
die ebene Hauptoberfläche des damit verbundenen Trägerkontaktteiles der Trägerhälfte 312 und schließlich
über das Ablaufwehr 316 der anderen Trägerhälfte. Gegen dieses allgemein horizontal erfolgende Querströmen
der Flüssigkeit fließt der Kolonnendampf im wesentlichen von Träger zu Träger durch die Kontaktkolonne
aufwärts. Dieser Dampf wird am Umgehen durch die betreffenden Ablauischächie der Kolonne durch die
Auslaßwände 307,310,316 und 317 gehindert
Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform des Trägers ist das Trägerkontaktteil des oberen Trägers 301 in
drei Bandabschnitte geteilt die unterschiedliche Schlitze aufweisen und quantitativ durch den in jedem Bandabschnitt
vorgesehenen Schlitzwinkel unterschieden werden. Der Zweck einer derartigen Schlitzung und Bandanordnung
besteht darin, um die Abweichungen von der idealen Strömung auf dem Gas-Flüssigkeitskontaktteil
des Siebträgers durch ein abgewandeltes Schlitzmuster, das durch steile Winkel mit Bezug auf die diametrale
Strömungslinie des Trägers am Einlaßabschnitt des Trägerteiles gekennzeichnet ist, zu korrigieren. Wie noch im
einzelnen zu erläutern sein wird und in der eigenen DE-OS 28 07 882.2 eingehend beschrieben ist, kann ein
derartiges Schlitzmuster mit Vorteil bei der vorliegenden Erfindung angewandt werden.
Die F i g. 4 zeigt eine Gas- Flüssigkeitskontaktkolonne oder einen Turm 419 mit einer Anzahl von Siebkontaktträgern
420,401 und 402. die vertikal voneinander auf Abstand gehalten sind. Die Träger sind vom Zweibahntyp,
bei dem die in der Kolonne fließende Flüssigkeit in zwei Ströme geteilt ist, von denen jeder alternativ von der
Koionnenseite zur Kolonnenmitte bzw. von der Kolonnenmitte zur Kolonnenseite fließt, die im folgenden als
zentrale Ablaufschachtträger bzw. Seitenablaufschachtträger bezeichnet sind. Die Figur zeigt drei komplette
Träger, von denen der oberste Träger 420 und der unterste Träger 402 Seitenabiaufträger sind, während der in
der Mitte angeordnete Träger 401 ein zentraler Ablaufschachtträger ist. In der gezeigten Kolonne fließt die
Flüssigkeit vom obersten, teilweise nicht sichtbaren Träger abwärts durch den durch die Ablaufschachtteile 422
und 423 begrenzten Ablaufschacht 421 und fließt dann auf die Aufnahmefläche 424 des Flüssigkeitseinlasses. Die
Flüssigkeit teilt sich dann in zwei Ströme, von denen der eine Strom von links nach rechts über den rechten
Abschnitt des Trägers fließt, zuerst aufwärts über das erste nicht perforierte Wandteil, dann über das horizontale
Zwischenwandteil und abwärts über das zweite nicht perforierte Wandteil des Blasenförderers 425 und danach
über das Gas-Flüssigkeitskontaktteil 426 zur Flüssigkeitsabgabestelle, die einen durch das senkrechte Wandteil
427 begrenzten Ablaufschacht 428 bildet. Der andere über die Flüssigkeitseinlaßfläche 424 strömende Teil der
Flüssigkeit fließt von rechts nach links über den linken Teil des Trägers 420 und von hier nacheinander über den
Blsisenförderer 429 quer über das Gas-Flüssigkeitskontaktteil 430 und schließlich durch den Ablaufschacht 432.
der durch das vertikale Wandteil 431 begrenzt ist. Danach fließt die Flüssigkeit neben der Kolonnenwand auf
den betreffenden Einlaßflächen 400 und 405 nach innen gegen die Mitte der Kolonne über die Blasenförderer
414, 406. über die Gas-Flüssigkeitskontaktteile 404, 403 und geht durch den Ablaufschacht 408. der durch die
b'> vertikalen Wandteile 407 und 410 begrenzt ist. zum untersten Träger 402, auf dem die Flüssigkeit von der zentral
gelegenen Einiaßflache 409 in zwei getrennten Strömen über die Biasenförderer 413, 415, die Gas-Flüssigkeitskontaktteile
411. 412 und in die Abgabeablaufschnchte 433, 434, begrenzt durch die vertikalen Wandteile 416
bzw. 417. fließt. Der mittlere Trager 401 in dieser Ausführungsform zeigt einen abgewandelten Biasenförderer.
der mit Vorteil in der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann, beispielsweise dazu, um den erforderlichen
Druckabfall über den Blasenförderer ohne Vermindern der Perforationsdichte des Zwischenwandteiles zu
erreichen oder das Einsetzen des Gas-Flüssigkeitsträgers zu erleichtern. In dieser Ausführung liegen die perforierten
Trägerdeckabschnitte 403a und 404a unter den bereis erläuterten Blasenförderern 406 bzw. 414.
F i g. 5 ist eine Draufsicht auf die eine Hälfte eines weiteren erfindungögemäßen geschlitzten Siebträgers mit
Doppelbahn und von der Seite in die Mitte strömender Flüssigkeit. Dieser Träger 504 kann in den in den F i g. 3
und 4 gezeigten Gas-Flüssigkeitskontaktträgern vorteilhaft eingesetzt werden. Die Flüssigkeitseinlaßfläche 500
für diese Trägerhälfte umfaßt in geeigneter Weise ein nicht perforiertes Teil der Trägeroberfläche. Der Blasenförderer
514 mit Perforationsöffnungen 515 in der Fläche des Zwischenwandteiles ist mit der angrenzenden
Flüssigkeitseinlaßfläche 500 verbunden und dient zur Blasenbildung der eingeleiteten Flüssigkeit und sorgt
dafür, daß die Blasenbildung kontinuierlich über die ebene Hauptoberfläche des Trägers vor sich geht. Wie
gezeigt, ist ein transversal sich erstreckender Bandabschnitt mit den Platten 542a, b, c und d neben dem
Blasenförderer 514 an der Aufstromkante des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles des Trägers angeordnet. Dieser
ungeschlitzte Bandabschnitt dient dazu, ein übermäßiges Sprühen am Einlaß zu begrenzen, kann aber auch
weggelassen werden, wenn das Sprühen am Einlaß und Flüssigkeitseinschlüsse im Gasstrom nicht vorhanden
oder unbedeutend sind. Wie erläutert ist das Sprühen am Einlaß des erfindungsgemäßen Trägers von Natur aus
niedrig, kann aber, falls vorhanden, im wesentlichen mit Hilfe des gezeigten ungeschlitzten Bandabbchnittes
ausgeschaltet werden.
Der Gas-Flüssigkeitskontaktträger 504 hat ein Gas-Flüssigkeitskontaktteil, das in mehrere Bandabschnitte
geteilt ist, die sich im wesentlichen durch gleichmäßig geöffnete Flächen auszeichnen, wobei die betreffenden
Bandabschnitte aus noch zu erläuternden Gründen sich weiter aus verschiedenen Platten zusammensetzen. Das
Trägerkontaktteil hat eine ebene Hauptoberfläche und Bodenfläche, über die die Flüssigkeit strömt, und zwar
über den Träger von einem Flüssigkeitseinlaß mit der Flüssigkeitseinlaßfläche an einer Kante des Trägerteiles
längs einer Flüssigkeitsströmungsbahn auf der Hauptoberfläche mit einem divergierenden Strömungsabschnitt
neben dem Einlaß bis zur Flüssigkeitsabgabestelle an der gegenüberliegenden Kante des Kontaktträgerteiles,
das sich transversal von Kante zu Kante des Trägers entlang der transversalen Mittellinie c-c an der Stromabwärtskante
des Kontaktträgerteiles erstreckt. Die Flüssigkeitseinlaßfläche 500 erstreckt sich transversal und
parallel zur Flüssigkeitsabgabe. Eine Anzahl von Perforationen fester Größe sind über das Trägerteil verteilt
und erstrecken sich durch diese mit Wänden, die senkrecht zu der ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche für
den Gasstrom liegen. Eine Anzahl durch das Trägerteil gebildeter erhöhter Abschnitte sind über den Flächen
vorgesehen, wobei jeder Abschnitt eine über der ebenen Hauptoberfläche erhöhte obere Fläche aufweist mit
einer vorderen von der ebenen Hauptoberfläche getrennten Führungskante, um damit eine verlängerte SchlitzöTinung
von größerer Weite als Höhe zu bilden. Die erhöhte obere Fläche ist zur ebenen Hauptoberfläche
geneigt und besitzt eine feste Rückkante mit dieser Fläche. Jeder erhöhte Abschnitt ist von den angrenzenden
erhöhten Abschnitten durch die ebene Hauptoberfläche, die die erhöhten Abschnitte vollkommen umschließt,
durch den Abstand getrennt.
Der Gas-Flüssigkeitskontaktträger der F i g. 5 entspricht dem in der DE-OS 28 07 882 beschriebenen Träger.
Das Kontaktträgerteil dieses Trägers umfaßt einen ersten neben dem Flüssigkeitseinlaß angeordneten Bandabschnitt,
der sich stromabwärts mit 20 bis 50% der Länge der diametralen Trägerströmungslinie von der Flüssigkeitseinlaßfläche
bis zur Flüssigkeitsabgabestelle erstreckt und von der diametralen Strömungslinie des Trägers
transversal nach außen mindestens 25% der transversalen Länge der Flüssigkeitseinlaßfläche einnimmt. Die
Schlitzöffnungen im ersten Bandabschnitt des Kontaktträgerteiles sind — bezogen auf die diametrale Strömungslinie
— von der diametralen Strömungslinie wegführend so winkelorientiert, daß der Schlitzwinkel der
Einzelschlitze größer als der durch die diametrale Strömungslinie d-d und der Tangente t-t gebildete Winkel an
der Außenkante des Kontaktteiles am Schnittpunkt mit der Flüssigkeitseinlaßfläche ist. Der erste Bandabschnitt
ist an jedem seiner transversalen Außenränder durch die angrenzenden zweiten Bandabschnitte des Kontakttei- )
les begrenzt, wobei sich jeder Abschnitt transversal zur Außenkante des Kontaktteiles und stromabwärts bis zur Sfi
Flüssigkeitsabgabestelle erstreckt. In den zweiten Bandabschnitten sind die Schlitzöffnungen — bezogen auf die ''!
diametrale Strömungslinie — von der diametralen Strömungslinie des Trägers wegführend derartig winkelorientiert,
daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze zwischen 15° und 45° liegt. Der erste Bandabschnitt ist an
seiner Stromabwärtskante durch den anliegenden dritten Bandabschnitt des Trägerteiles begrenzt, der sich
transversal zwischen den ersten Bandabschnitten und stromabwärts vom ersten Bandabschnitt bis zur Flüssigkeitsabgabestelle
ertreckt. Der dritte Bandabschnitt hat eine niedrigere Schlitzdichte als die ersten und zweiten
Bandabschnitte. Der Schlitzwinkel der Einzelschlitze im ersten Bandabschnitt des Kontaktteiles variiert zwischen
75° und 90°.
Wie bereits erläutert, umfaßt die in der Fi g. 5 gezeigte aktive Gas-Flüssigkeitskontaktfläche eine Serie von
getrennten Trägerplatten, die aneinanderstoßend das Trägerkontaktteil bilden. Die getrennten Trägerplatten
des Trägerkontaktteiles sind der Übersicht wegen getrennt bezeichnet. In dieser Ausführungsform umfaßt der
erste Bandabschnitt des Trägerteiles die getrennten Platten 543c—h. Die Winkelorientierung der Winkelschlitze
im ersten Trägerbändäbschnitt ist mit einem Winkel von 75° in allen Platten gleich. Die Schlitzdichte ist ebenfalls b0
gleich und hat ein Verhältnis von gesamter Fläche der Schlitzölfnungen zur gesamten aktiven Fläche des ersten
Bandabschnittes von 0,02. Der dritte Bandabschnitt, der die Einzelplntten 544,1 —c und 544e— g aufweist, erstreckt
sich von der Abwärtskantc des ersten Bandabschnittes zur transversalen Mittellinie c-c des Trägers an
der Flüssigkeitsabgabestelle und ebenso erstreckt sich die Zentralplatte 544c/vom Blasenförderer 514 stromabwärts
bis zur transversalen Mittellinie c-c des Trägers, wobei alle Platten eine Schlitzdichte von 0 haben, d. h., tn
daß sie ungeschützt sind. Die Perforationsdichte der Perforationsöffnungen fester Größe ist über die gesamte
aktive Flache der Trägerkontaktfläche gleich und hat einen Wet ί von 0,11 m2 der Gesamtfläche der Perforationsöffnungen
pro Quadratmeter aktiver Fläche des Trägerkontaktteiles.
if Da eine Schützung mit steilen Winkeln dazu führen kann, daß die auf die angrenzende Kolonnenwand
|f geleitete Flüssigkeit zur Kanalbildung auf den Oberflächen der Kolonnenwände neigt und damit die Trägerlei-
|i: stung herabsetzt, ist es oft nicht erwünscht, Schlitzöffnungen mit steilen Winkeln in den neben der transversalen
IK Peripherie des Kontaktträgerteile*: liegenden Bereichen zu verwenden. Bei dem in der F i g. 5 gezeigten Träger
ϊ| 5 dienen die mit kleineren Winkeln geschlitzten Platten 543a, b, i und j zusammen mit den steileren Winkeln
H geschlitzten Platten 543c—h dazu, die Einlaßflüssigkeit gleichmäßig über die gesamte Breite des Trägers
fi auszubreiten.
0 Der erste Bandabschnitt der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform umfaßt zwei getrennte Bandsegmen ·ε, von
ei denen jedes neben dem Flüssigkeitseinlaßbereich angeordnet ist, transversal voneinander auf Abstand gehalten
fi; io und symmetrisch mit Bezug auf die diametrale Strömungslinie d-d des Trägers ausgerichtet ist Bei dieser
p Anordnung, bei der der erste Bandabschnitt zwei getrennte Bandsegmente umfaßt, sollten die betreffenden
|i Segmente voneinander einen Abstand von nicht mehr als 50% der transversalen Länge der Flüssigkeitseinlaßflä-
■j4 ehe an ihrer Abwärtskante haben. Der Zweck dieser Begrenzung besteht darin, eine bevorzugte Kanalbildung
-A der Flüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß bis zur Fiüssigkeasabgabestelle in der Umgebung der diametralen Strö-
?-i 15 ir.ungslinie des Trägers zu vermeiden, was andernfalls eine ungünstige Flüssigkeitsverteilung auf dem Träger zur
Ig Folge hätte.
'fS; Die Fig.6 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Gas-Flüssigkeitskontaktfläche, bei der die
)|ϊ Beziehung zwischen den öffnungen fester Größe mit Wänden senkrecht zur Trägeroberfläche und Schlitzen
If gezeigt ist wobei die Schlitze Seitenwände aufweisen, die stumpfe Winkel mit dem Außenrand der ebenen
§£ ?o Hauptoberiiäche des Trägerteiles und dem Schlitzrand bilden. Dies ist eine bevorzugte Schlitzanordnung, die
|§ verwendet werden kann, eine variierbare Schlitzdichte und winkelgeschlitzte Träger bei der vorteilhaften
% Ausführung der vorliegenden Erfindung zu bilden. Auf der ebenen Hauptoberfläche 210 sind eine Anzahl von
Il Öffnungen bestimmter Größe oder Perforationen 213 senkrecht zur Oberfläche 210 und durch das Trägerteil
0 215 hindurchgehend angeordnet. Auf der ebenen Hauptoberfläche 210 befinden sich auch erhöhte, durch das
ίϊ 25 Trägerteil gebildete Abschnitte, die eine zur ebenen Hauptoberfläche 210 geneigte und damit fest verbundene
;"·] obere Fläche 212 bilden. Diese erhöhten Abschnitte haben Seiten 211, die mit ßgzug auf die ebene Hauptoberflä-
'{■, ehe 210 geneigt und damit fest verbunden sind. Die obere Fläche 212 und die geneigten Seiten 211 haben die
ί/ί Führungskanten 212a bzw. 211a über der ebenen Hauptoberfläche 210. Die ebene Fläche direkt unterhalb der
\h Führungskante 212a und der Führungskante 211a der geneigten Seiten 211 sind so angeordnet, daß sie eine
;: 30 öffnung oder einen Schlitz 214 bilden, wobei die öffnungsebene senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche 210
- oder leicht geneigt dazu ist, was von der Art der anfänglich gebildeten erhöhten Abschnitte abhängt
Bei Betrieb fließt Dt.mpf oc-^r Gas nur durch die Perforationen 213 und den Schlitz 214. Ein Teil des Dampfes
geht durch die Perforationen 213, die senkrecht zur Trägeroberfläche 210 stehen und strömt durch die auf dem
Träger befindliche Flüssigkeit u: J bildet dabei Blasen.
35 Auf diese Weise wird ein enger Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Dampf erreicht. Der durch den
Schlitz 214 gehende Dampf verläßt nicht die zum Träger senkrecht stehende Oberfläche im Gegensatz zu dem
;; durch die Peforationen 213 strömenden Dampf. Der Dampf beaufschlagt die untere Seite der oberen Fläche 212
des Schlitzes und wird schräg in die Flüssigkeit geleitet. Auf diese Weise handelt die untere Seite als eine den
Gasstrom leitende Fläche. Die Schlitzöffnung 214 funktioniert dabei wie eine Engstelle, bei der ein Druckabfall
40 in kinetische Energie umgewandelt wird. Diese gerichtete kinetische Energie oder der mit diesem Dampfanteil
;: verbundene Dampfschub bildet einen Winkel mit der Trägeroberfläche 210. Dieser geneigte Vektor kann dann
in seine Horizontal- und Vertikalkomponente zerlegt werden. Die Horizontalkomponente ist in die Flüssigkeit
gerichtet und wird von dieser absorbiert, so daß die Flüssigkeit in die Richtung 224 fließt.
Die Größe der Perforation 213 und des Schlitzes 214 hängt von der Strömung des betreffenden Flüssigkeits-45
gas-Kontaktsystems ab, wie es dem Fachmann in der Destillationstechnik bekannt ist. Ein Perforationsdurchmesser
von beispielsweise 0,038 cm bis 0,38 cm sind für Lufttrennung ausreichend, jedoch können größere
Durchmesser bis etwa 0,63 cm in anderen Gas-Flüssigkeitssystemen bevorzugt eingesetzt werden. Die Perforationen
werden am besten durch Stanzen von Löchern durch ein Blech gebildet und aus mechanischen Gründen
kann das Blech nicht dicker als der gestanzte Lochdurchmesser sein. Perforationen mit einem Durchmesser von
50 kleiner als 0,38 cm machen im allgemeinen den Gebrauch von Trägermaterial erforderlich, das zu dünn ist, um als
Träger für die Flüssigkeit zu dienen. Wenn die Perforationen jedoch einen übermäßig großen Durchmesser
haben, würde der damit verbundene Druckabfall zu klein sein, um ein Tropfen des Trägers zu verhindern und die
.';■ erforderliche Trägerleistung aufrechtzuerhalten. Obwohl die Perforationen 213 keinen runden Querschnitt
haben müssen, wird dieser aus Herstellungsgründen bevorzugt.
Ein Zweibahn-geschlitzter Siebträger mit von der Seite in die Mitte strömender Flüssigkeit der in Fig.5
gezeigten Trägerausführung wurde mit einer Blasenbildungseinrichtung des erfindungsgemäßen Siebbodens
60 und mit einem nach dem US-PS 32 82 576 gebauten Träger geprüft. Die weitere Beschreibung des zu prüfenden
Trägers erfolgt mit Bezug auf die in F i g. 5 gezeigte Trägerausführung. Bei allen Untersuchungen hatte der
Träger einen Durchmesser entlang seiner transversalen Mittellinie von 6,096 m. Die Länge der Einlaßfläche 500
betrug an ihrer Stromabwärtskante neben dem Blasenförderer 4,48 m, was einer Trägeroberfläche für die
Flüssigkeitseinlaßfläche von 2,23 m2 entspricht. In allen Fällen hatte der Blasenförderer eine in der Trägerebene
65 von der Aufstrom- bis zur Abwärtsstromkante gemessene Länge von 20,57 cm und eine Höhe von 1,27 cm. Die
Höhe des nach dem US-PS 32 82 576 gebauten Blasenförderers, hier als Rampenblasenförderer bezeichnet,
wurde in einer senkrechten Ebene zur obersten Kante des nach unten geneigten Fördererwandteiles gemessen.
Die Höhe des Förderers des erfindungsgemäßen Siebbodens, hier als Gehäuseförderer bezeichnet, war die
10
gemessene Höhe des zweiten nicht perforierten Wandteiles, wobei jedes die gleiche Höhe hatte. Die nicht
geschützten Platten 542a-Chatten jeweils eine Länge, gemessen parallel zur diametralen Strömungslinie d-d,
von 10.67 cm und eine Weite, gemessen in einer Richtung quer zur diametralen Strömungslinic d-d und parallel
zur transversalen Mittellinie c-c, von 5334 cm. Alle Längen der einzelnen Trägerplatten wurden parallel zur
diametralen Strömungslinie und die Breite jedes Trägers der Plattenausdehnung entsprechend parallel zur
transversalen Mittellinie c-c gemessen.
Jede der am Umfang angeordneten Trägerplatten 543a und 543jdes zweiten Bandabschnittes des Kontaktträgerteiles
hatte an der Innenkante gemessen eine Länge von 87,63 cm und eine entlang der transversalen
Mittellinie c-c gemessene Weite von 12,95 cm. Die Perforationsdichte dieser Trägerplatten als auch der Kontaktträgerplatten
war im wesentlichen 0,11 m2 der geöffneten Fläche pro Quadratmeter der Oberfläche des Kontaktteiles.
Alle Schlitze auf dem Träger hatten eine Öffnungsweite von 1,27 cm und eine von der vorderen
Führungskante des Schlitzes neben der Schlitzöffnung bis zur Rückkante des mit der ebenen Hauptoberfläche
des Kontaktträgerteilecfest verbundenen Schlitzes gemessene Länge von 1,27 cm. Die Platten 543a und 543/des
zweiten Bandabschnittes hatten jeweils 24 transversal sich erstreckende Schlitzreihen, die auf ihrer Oberfläche
von der Abwärtsstromkante bis zur Aufwärtsstromkante durch einen gleichmäßigen Zwischenraum voneinander
getrennt waren. Jede Reihe enthielt fünf Schlitze, die einen transversalen Abstand zwischen den anliegenden
Schlitzen von annähernd 1,63 cm und einen Längenabstand zwischen den angrenzenden Reihen von annähernd
2,54 cm aufwiesen. Die Platten 5436 und 543/ des zweiten Bandabschnittes hatten jeweils eine Länge von
182,12 cm, gemessen an den Längen der Innenkanten und jeweib eine Weite von 53,34 cm. Diese Platten
enthielten ieweils 48 transversal sich erstreckende Schlitzreihen, die gleichmäßig entlang nrer Länge auf
Abstand gehalten waren, wobei jede Reihe 16 Schlitze enthielt, die transversal einen Abstand vo- 1,90 cm und
einen Längsabstand zwischen den anliegenden Reihen von annähernd 3,06 cm hatten.
Die Platten 543c und 543Λ des ersten Bandabschnittes hatten jeweils eine Länge von 96,52 cm und eine Breite
von 5334 cm und hatten 15 in Längsrichtung sich erstrekende Schlitzreihen, die über die Breite der Platte einen
gleichmäßigen Zwischenraum von annähernd 2,54 cm hatten. Jed · Reihe bestand aus drei Segmenten, von denen
jedes 10 Schlitze aufwies und in Längsrichtung voneinander getrennt einen Abstand von 1,6 cm und zwischen
den angrenzenden Reihensegmenten einen Längenabstand von annähernd 6,3 cm hatten. Jedes der Platten 543</,
e. /und g des ersten Bandabschnittes war 63,26 cm lang und 53,34 cm breit. Jede dieser Platten hatte 15 in
Längsrichtung sich erstreckende Schlitzreinen, die über die Breite der Platte einen gleichmäßigen Zwischenraum
von annähernd 2,54 cm zwischen den anliegenden Reihen aufwiesen. Jede der Reihen bestand aus zwei
Reihensegmenten, wobei jedes Segment 10 Schlitze aufwies, die in Längsrichtung voneinander getrennt einen
Abstand von 1,60 cm und einen Längsabstand zwischen den angrenzenden Reihensegmenten von annähernd
6^5 cm hatten. Der dritte Bandabschnitt mit den Platten 544a— g war ungeschützt, d. h. seine geöffnete Fläche
bestand nur aus Perforationsöffnungen bestimmter Größe, die gleichmäßig über die Fläche verteilt eine Perforationsdichte
von 0,124 aufwies.
Zum Vergleich der Auswertungsergebnisse des bekannten Rampenförderers mit dem Gehäuseförderer wurden
drei bestimmte Schlitzanordnungen für das Gas-Flüssigkeitskontaktteil benutzt, die mit A, Buna Cbezeichnet
wurden. Jede dieser Schlitzanordnungen beruhte auf der bereits erläuterten Anordnung des Gas-FlussigkeitskonHctteiles.
In der Anordnung A wurden bei den Platten 543c/, e, /und g die ersten fünf Schlitzreihen von
der der diametralen Strömungslinie d-d am nächsten kommenden Kante der Platte abgeschnitten. Bei der
Anordnung B wurde die Anordnung von A dahingehend abgewandelt, daß 80% der Schlitze auf den Trägerplatten
unter Beibehaltung eines gleichmäßigen Schlitzmusters abgeschnitten wurden. Diese Änderung erniedrigte
die Schlitzdichte für die abgewandelten Platten auf 0,004. Bei der Anordnung C wurde die Anordnung A
dahingehend abgeändert, daß 60% der Schütze auf den Platten unter Beibehaltung eines gleichmäßigen Schlitzmusters
abgeschnitten wurden, so daß sich die Schlitzdichte für die Platten auf 0.008 reduzierte.
Unter Benutzung des bekannten Rampenblasenförderers und des Gehäuseförderers wurden die erläuterten
Trägeranordnungen in einer bei einer 100%igen Belastung arbeitenden Luft-Wasser-Kontaktkolonne geprüft,
wobei sich eine Gasgeschwindigkeit auf der aktiven Oberfläche von 19,05 cm/Sek. und eine Flüssigkeitsbelastung
von 0,009 nWSpk./ Meter der Wehrlänge des Flüssigkeitsauslasses ergab. Luft wurde der LuftWasser-Koniaktkolonne
durch ein Gebläse mit einer Stärke von 441,21 kW und einem Aufnahmevermögen von
3707,3 nJ pro Minute zugeführt, wobei der statische Wasserabgabedruck 36,32 cm betrug. Das benutzte Rücklaufwassersystem
hatte eine Kapazität von 11 3b5 Litern pro Minute. Zum Erzeugen einer deutlichen Farblinie
in der Flüssigkeit war am Trägereinlaß eine Einrichtung angebracht. Zum Bestimmen des Strömungsprofiles und
der maximalen und minimalen Verweilzeiten auf den geprüften Trägeranordnungen waren in der Kolonnenwand
Schaulöcher vorgesehen.
Während der Prüfungen wurden Betriebstests mit den Blasenförderern ausgeführt, die annähernd die gleichen
Perforationsdichten zur Dichte der geöffneten Fläche der Gas-Flüssigkeitskontaktfläche (0% Abschnitt) aufwiesen.
In den anderen Betriebstests wuiden die Perforationen in den Flächen des Blasenförderers abgeschnitten,
um eine Perforationsdichte des Blasenförderers von etwa 50% der Dichte der geöffneten Fläche des Trägers
(50% Abschnitt) zu liefern. Es wurde festgestellt, daß der Gehäuseförderer eine bessere Leistung bei 50% w
Abschnitt lieferte. Wie bereits erläutert, sollte der Anteil der geöffneten Fläche des Zwischenwand!eilos des
Blasenförderers des erfindungsgemäßen Siebbodens zwischen 20 und 125% des Anteils der geöffneten Fläche
des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles betragen und bevorzugt im Bereich zwischen 35 und 100% des Anteils der
geöffneten Flache des Gas-Flüssigkeitskontaktteiles liegen. Die Ergebnisse de · Untersuchungen mit den gemessenen
maximalen und minimalen Verweilzeiien der betreffenden Trägeranordnungen wie auch das Verhältnis
der maximalen zu der minimalen Verweilzeiten des Trägers sind in Tabelle I angegeben.
Auswertung der hydraulischen Leistungen eines Rampen- und Gehäuse-Blasenförderers, die in Zweibahnsieb
trägern mit von der Seite in das Zentrum strömender Flüssigkeit eingesetzt wurden.
ill Träger- anordnung |
Art des Förderers |
Ausgestanzte Perforations- flachedes Förderers % |
Verweilzeu Maximum Sek. |
der Flüssigkeit Minimum Sek. |
Verhältnis von Maximum zu Minimum |
B
B |
Rampe Gehäuse |
50 50 |
6.0 8.5 |
3.0 4.25 |
2.0 2,0 |
A
A |
Rampe Gehäuse |
0 0 |
5.0 9.0 |
3,25 3.75 |
1,54 2.40 |
B
C |
Rampe Gehäuse |
50 50 |
6,0 7.0 |
3,0 3,5 |
2,0 2,0 |
Derartige Verweilzeitverhältnisse liefern ein gutes quantitatives Mali über die gleichmäßige Verteilung dei
strömenden Flüssigkeit auf der Oberfläche des Trägerkontaktteiles. Es wurde festgestellt, daß das für eine gut«
hydraulische Leistung erforderliche Verweilzeitverhältnis, das sich eng der Idealströmung auf der Trägerober
fläche annähert, im Bereich zwischen 1 und 2 liegt.
Wie die Werte der Tabelle 1 zeigen, wurde eine bedeutende Verbesserung mit dem Gehäuseförderer deerindungsgemäßen
Siebbodens durch Erhöhung der minimalen Verweilzeit der über den Träger strömender
Flüssigkeit mit Bezug auf Trägeranordnungen erreicht, bei denen ein bekannter Rampenblasenförderur einge
se:;:t wurde. Eine Zunahme der minimalen Verweilzeit von mindestens 15% wurde durch Trägeranordnunger
er.-eicht. bei denen ein Gehäuseförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens eingesetzt wurde im Vergleich zt
Trägeranordnungen, bei denen ein bekannter Rampenförderei eingesetzt war. Die gewünschte durchschnittli
ehe Verweiizeit der Flüssigkeit bei den verschiedenen Trägeranordnungen liegt unter den benutzten Belastungs
bedingungen bei etwa 5 Sekunden, d. h. bei einer Zeit, die sich stärker den Trägeranordnungen mit eingesetzten;
Gehäuseförderer als den Trägeranordnungen mit eingesetztem Rampenförderer näherte. Die gewünschte Zu
nähme in der minimalen Verweilzeit der Flüssigkeit wurde überdies durch Trägeranordnungen erreicht, be
denen ein Gehäuseförderer eingesetzt war. der keine nachteilige Erhöhung des Verweilzeitverhältnisses übei
die.· gewünschten Verhältniswerte hinaus ergab.
Bei Auswertung der Ergebnisse von Fall 2 muß berücksichtigt werden, daß aufgrund des Unterschiedes in dei
Trägeranordnung zwischen dem eingesetzten Rampenförderer und dem eingesetzten Gehäuseförderer irgend
eine Verbesserung der Leistung des Gehäusefüruercfs durch die Änderung des Schlüzrnustcrs au· «er Trager
oberfläche verdeckt werden könnte. Die Schlitzdichte des in Verbindung mit dem Gehäuseförderer benutzter
Trägers war kleiner als die des mit dem Rampenförderer eingesetzten Trägers. Es war also zu erwarten, daß dei
die Flüssigkeit über den Träger treibende Dampfschub niedriger mit dem Gehäuseförderer als mit dem bekann
ten Förderer sein würde.
Auf der anderen Seite zeigt Fall 3 insbesondere die durch den Gehäuseförderer des erfindungsgemäßer
Siebbodens mit Bezug auf den bekannten Rampenblasenförderer gelieferte Verbesserung. Hier bestand ebenfalls
ein Unterschied in der Trägeranordnung der betreffenden Förderer, d. h. bei dem eingesetzten Rampenför
derer in Verbindung mit der Trägeranordnung B und dem benutzten Gehäuseförderer in Verbindung mit der
Trägeranordnung C. Im Hinblick auf diese Trägeranordnungen würde man erwarten, daß eine Änderung de.'
Schlitzmusters des mit dem Rampenförderer ausgestatteten Trägers im Vergleich zu dem mit dem Gehäuseförderer
versehenen Trägers eine gewisse Abnahme der Verweilzeit der Flüssigkeit auf dem Träger zur Folge
hätte, da der Träger mit dem Gehäuseförderer eine höhere Schlitzdichte als der Träger mit dem Rampenförderer
hatte. Bei Einsatz des Blasenförderers wurde jedoch eine Zunahme der Verweilzeiten auf dem Träger
festgestellt, während gleichzeitig das gleiche Verweilzeitverhältnis von 2.0 wie beim eingesetzten Rampcnlörde
rer aufrechterhalten wurde.
V/ie bereits angegeben wurde, kann der Blasenförderer besonders in Zweibahnsiebträgern der in Fig.:
gezeigten Art eingesetzt werden, die steile Schlitzwinkel im Einlaßbereich des Trägers, wie sie in der DE-OS
28 07 882 offenbart wurden, aufweisen. Im allgemeinen weisen die in der Mitte des Ablaufschachtes angeordneten
Zweibahnsiebträger, besondes mit großen Durchmessern, eine ungünstige Flüssigkeitsverteilung im Einlaßbereich
des Trägers auf. wie sie mit der divergierenden Strömungsbahn der Flüssigkeit in jenem Bereich des
Trägers verbunden ist. Auf solchen Trägern strömt die Flüssigkeit von der Einlaßfläche auf den Gas-Flüssig
keitskontaktträger bevorzugt entlang der Mittellinie des Trägers, so daß die äußeren Bereiche des Träger:
stagnieren oder fast stagnieren. Bei Anwendung der Steilwinkel-Schlitzanordnung der DE-OS 28 07 882 wurd«
eine verbesserte Flüssigkeitsverteilung auf der Trägeroberfläche erreicht. Weitere Untersuchungsergebnisse
zeigten jedoch, daß die auf den Träger eingeleitete Flüssigkeit sich für einen wirkungsvollen Gas-Flüssigkeitskontakt
noch immer zu schnell über die Trägeroberfläche bewegte. Dies wurde besondes dann festgestellt, wenr
der bekannte Rampenförderer als Blasenanregungseinrichtung auf den im Zentrum des Ablaufschachtes angeordneten
Träger benutzt wurde. Die Gas-Flüssigkeitskontaktleistung des in der Mitte des Abiaufschachte:
angeordneten Trägers, der Schlitze mit steilen Winkeln im Einlaßbereich aufwies, wurde durch Anwendung de«
Blasenförderers des erfindungsgemäßen Siebbodens auf dem Träger bedeutend verbessert, wie in der Tabelle 1
angegeben ist.
Ein anderes bei Zweibahnsiebträgern auftretendes Problem, das besonders bei den im Zentrum des Ablaufschachtes
angeordneten Siebträgern beobachtet wurde, war die hohe unmittelbar stromabwärts des Rampenförderers
auftretende Sprühhöhe. Wie bereits erläutert, reduziert dieses Sprühen die Trägerleistung bedeutend,
was normalerweise nur durch ein teures Erhöhen des Trägerraumes in der Destillationskolonne ausgeglichen
werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, daß der Blasenförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens nicht nur >
das Lcistungsverhalten des Trägers durch eine bessere Verweilzeit erhöht, sondern auch das Sprühen im
Ein'aßbereich im wesentlichen ausschaltet.
In diesem Beispiel wurde ein Leistungsvergleich zwischen einem erfindungsgemäßen Träger und einem
bekannten Träger angestellt, wobei der bekannte Träger einen Blasenförderer der beschriebenen Art mit einer
horizontal sich erstreckenden Platte aufwies, die über dem Gas-Flüssigkeitskontaktteil lag und an ihrer Abwärtskante
über dem Kontaktteil auslief, um eine öffnung zu bilden, die durch die Abwärtskante des horizontalen
Plattenteiles und durch die Hauptoberfläche des Kontaktteiles unmittelbar unterhalb der Abwärtskante des
horizontalen Plattenteiles begrenzt war. Dieser bekannte Blasenförderer wird im folgenden als »Förderer mit
offener Platte« bezeichnet. Die Fi g. 7 und 8 sind Querschnittsansichten eines bekannten Trägers, bei dem ein
Förderer mit offener Platte bzw. ein erfindungsgemäßer Träger benutzt wurde. Diese Figuren zeigen das
hydraulische Gas-Flüssigkeitsverhalten der betreffenden Träger, wie es bei den durchgeführten Untersuchungen
an den Trägeranordnungen tatsächlich beobachtet wurde. In diesen Untersuchungen wurden Trägerabschnitte
geprüft, die gemessen entlang der Strömungsbahn eine Länge von 0,609 m hatten und eine Breite von
0.304 m aufwiesen. Die Gas-Flüssigkeitskontaktteile 110, 110' hatten Perforationen mit kreisförmigem Querschnitt
und einem Durchmesser von annähernd 0,47 cm. Die Perforationen waren gleichmäßig über die Oberfläche
verteilt, wobei die perforierte Fläche annähernd 11% der gesamten Trägerfläche des Gas-Flüssigkeitskontaktteilcs
ausmachte. Die Höhe des nicht perforierten vertikalen Wandteiles 156' des Förderers mit offener
Platte der Fig. 7 betrug 2,54 cm. Die Höhe des ersten nicht perforierten Wandteiles 156 des in der F i g. 8
gezeigten Förderers war ebenfalls 2,54 cm. Die Längengleichheit wurde auch für die horizontalen Plattenteile
der betreffenden Blasenförderer aufrechterhalten. Die Länge der horizontal sich erstreckenden Platte 160' des
Förderers mit offener Platte der Fig. 7 wie die Länge des Zwischenwandteiles 160 des Blasenförderers der
F'g. 8 wurden jeweils von der Aufstrom- bis zur Abwärtsstromkante gemessen und betrugen jeweils 10.16 cm.
Bei dem Schaumprofil der F i g. 8 sowie dem Schaumprofil der F i g. 7 mit dem gezeigten Sprühen wurden mit
Gasgeschwindigkeiten auf der aktiven Fläche von 0,88 m bis 1,77 m/Sek. und einer Flüssigkeitsbelastung von
92 dm3 bis 184 dm3 pro Sekunde pro Meter der Auslaßwehrlänge gearbeitet. Die Pfeile in der F i g. 7 geben die
Strömungsbahn des Dampfes durch die Perforation 118' in dem Gas-Flüssigkeitskontaktteil 110' an, was nicht
nur zu dem durch die Wasser- und Luftphase verursachten Sprühverhalten im Abwärtsstrom, sondern auch zu js
einer im wesentlichen ungleichmäßigen Schaumhöhe über die Trägeroberfläche führte. Ein Vergleich der F i g. 8
mit der Fi g. 7 zeigt, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Schaurnhöhc über den gesamten Gas-Flüssigkeitskontaktteil
110 des Trägers erreicht wurde, wobei das bei dem bekannten Förderer mit offener Platte auftretende
charakteristische Sprühen fast ausgeschaltet wurde. Diese mit dem Blasenförderer des erfindungsgemäßen
Siebbodens erreichte Leistung stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber den bekannten Förderern dar, bei ;o
denen das Sprühen besonders stark entwickelt ist. Bei einer gegebenen Belastungsstufe des Destillationsträgers
erlaubt eine Verminderung der Sprühhöhe einen engeren Trägerzwischenraum in der Kolonne, so daß die
oesamtgröße der Kolonne verkleinert und damit auch die Kosten der Trennanlage verringert sind. Wenn
alternativ der Raum zwischen den Trägern in der Destillationskolonne konstant gehalten wird, kann aufgrund
der verringerten Sprühhöhe eine höhere Leistung des Gas-Flüssigkeiiskontaktträgers mit Hilfe des reduzierten
Gaseinschlusses für den Kontaktträger aufrechterhalten werden.
In der herkömmlichen Praxis wird das hydraulische Verhalten des in Fig. 7 gezeigten bekannten Förderers
mit geöffneter Platte allgemein benutzt und aus dem Grunde als ausreichend angesehen, weil es nicht nur die
Aktivität am Einlaß, sondern auch eine große Schaumhöhe gewährleistet. Es muß jedoch berücksichtigt werden,
daß der obere Teil des durch den Förderer mit offener Platte gebildeten Schaumes im Einlaßbereich eigentlich
ein Sprühen darstellt und daß eine größere Sprühhöhe nicht gleichbedeutend mit einer größeren Schaumhöhe
ist. Für ein ausreichendes Funktionieren des Gas-Flüssigkeitskontaktes sollte entsprechende Tiefe der wahren
Schaumhöhe gleichmäßig über die gesamte aktive Trägeroberfläche aufrechterhalten werden. Ein derartiges
Aufrechterhalten der gleichmäßigen größeren Schaumhöhe auf dem Träger vergrößert die Gas-Flüssigkeitskontaktzeit
und verhindert das Entstehen ungleichmäßiger Bereiche, die zu Flüssigkeitseinschlüssen oder zum
Tropfen neigen. Um die Größe und die nachteilige Wirkung der ungleichmäßigen Schaumhöhe auf die Leistungsfähigkeit
des Gas-Flüssigkeitskontaktes und des Flüssigkeitseinschlusses zu erläutern, sind Berechnungen
über das hydraulische Verhalten und den Stoffaustausch unter Konstanthaltung aller anderen Parameter gemacht
worden, die folgendes ergaben:
(1) Bei einem Gas-Flüssigkeitskontaktträger mit eine Kontaktleistung von 90%, einer Gasgeschwindigkeit von
1,524 m/Sek. und 15,24 cm Schaumhöhe wird der Träger etwa 4% seiner Leistung verlieren. Bei einer
übermäßigen Beschleunigung des Schaumes durch den Förderer wird die Schaumhöhe um 2.54 cm von
15,24 cm auf eine Schaumhöhe von 12,70 cm reduziert
(2) Ein Träger mit einer durchschnittlichen Schaumhöhe von 15,2 cm bei einer Gasgeschwindigkeit von &5
1324 m/Sek. und einer Punktleistung von 90% weist eine höhere Kontaktleistung von 3% gegenüber einem
Träger mit einer nicht gleichmäßigen Schaumhöhe auf, wobei die nicht gleichmäßige Schaumhöhe durch die
Trägerhälfte mit einer Schaumhöhe von 50% über der durchschnittlichen Schaumhöhe zusammen mit einer
Dampfgeschwindigkeit von 25% unter der durchschnittlichen Dam[ 'geschwindigkeit, die andere Trägerhälfte
durch eine Schaumhöhe von 25% unter der durchschnittlichen Schaumhöhe zusammen mit einer
Dampfgeschwindigkeit von 25% über der durchschnittlichen Dampfgeschwindigkeit gekennzeichnet ist.
(3) Der unter (2) angegebene Leistungsverlust aufgrund des nicht gleichmäßigen Gas-Flüssigkeitskontaktes und des Einschlusses von Flüssigkeit auf dem Träger wird mit den zwei Bereichen unterschiedlicher Schaumhöhe überdies höher als auf einem Träger mit einer gleichmäßigen Schaumhöhe sein, selbst wenn die durchschnittliche Schaumhöhe in beiden Fällen gleich groß ist. Der Einschluß von Flüssigkeit führt die DestilUtionsflüssigkeit eher zu den davorliegenden Trägern als zum nächst unteren Träger wie gewünscht zurück. Bei einem Einschluß von 2,28 kg zurückgeführter Flüssigkeit pro 453,6 kg der über den Träger strömenden Flüssigkeit wird die Trägerleistung um 5% herabgesetzt. Um den Einschluß an Flüssigkeit auf
(3) Der unter (2) angegebene Leistungsverlust aufgrund des nicht gleichmäßigen Gas-Flüssigkeitskontaktes und des Einschlusses von Flüssigkeit auf dem Träger wird mit den zwei Bereichen unterschiedlicher Schaumhöhe überdies höher als auf einem Träger mit einer gleichmäßigen Schaumhöhe sein, selbst wenn die durchschnittliche Schaumhöhe in beiden Fällen gleich groß ist. Der Einschluß von Flüssigkeit führt die DestilUtionsflüssigkeit eher zu den davorliegenden Trägern als zum nächst unteren Träger wie gewünscht zurück. Bei einem Einschluß von 2,28 kg zurückgeführter Flüssigkeit pro 453,6 kg der über den Träger strömenden Flüssigkeit wird die Trägerleistung um 5% herabgesetzt. Um den Einschluß an Flüssigkeit auf
einem Träger mit einer nicht gleichmäßigen Schaumhöhe auf den gleichen Wert wie bei einem Träger mit
einer gleichmäßigen Schaumhöhe zu reduzieren, ist es notwendig, daß der Trägerraum fast gleich dem
Unterschied zwischen den maximalen Schaumhöhen auf den betreffenden Trägern ist. Bei einer Kolonne
mit einer größeren Anzahl von Trägern führt ein geringes Erhöhen des Trägerzwischenraumes /u einer
schnellen Zunahme der Investitionskosten.
Diese allgemeinen Berechnungen zeigen den wesentlichen Vorteil des Blasenförderers des erfindunsgemäßen
Siebbodens mit Bezug auf die bekannten Blasenförderer nicht nur im Hinblick auf die höhere Gas-Flüssigkeitskontaktleistung,
sondern auch im Hinblick auf die Verringerung des Einschlusses von Flüssigkeit im auiwartsströmenden
Dampf.
Im Hinblick hierauf wurde ein Vergleich zwischen einem Gas-Flüssigkeitskontaktträger, bei dem ein bekannter
Blasenförderer mit einer offenen Platte eingesetzt war und einem Blasenförderer des erfindungsgemäßen
Siebbodens, angestellt. Der Vergleich war auf Siebträgern mit Querströmung basiert, wobei jeder einen Durchmesser
von 2,438 m mit einer aktiven Trägeroberfläche von 80% hatte. Die Förderer auf den betreffenden
Trägern hatten jeweils eine Höhe von 2,54 cm und eine Länge von 10,16 cm. Der Raum zwischen den angrenzenden
Trägern in derGas-Flüssigkeitskontakikolonne war 38,1 cm hoch; die durchschnittliche offene Trägerfläche
betrug 13,3%. Jeder der Träger arbeitete unter den gleichen Verfahrensbedingungen. Die Dampfgeschwindig-
j keit der aktiven Fläche des Kontaktträgers war 2,62 m/Sek. Die Strömungsgeschwindigkeit durch das System
"·■ betrug bei einer Belastung der Kontaktträger von 0,018 mVSek. pro Meter der Länge des Auslaßwehrs. Die
Gasdichte war 1,2 kg/m1 und die Flüssigkeitsdichte lag bei 998,99 kg/m3. Die Profile der hydraulischen Verweilzeiten
wurden für jeden Träger als gleich angenommen und das hydraulische Verhalten auf den jeweiligen
Trägern war im wesentlichen so, wie es in den F i g. 7 und 8 dargestellt ist. Unter diesen Bedingungen lieferte der
Blasenförderer des erfindungsgemäßen Siebbodens eine gleichmäßige Sch?umhöhe von 22,86 cm über den
Kontaktträger mit keinem Anzeichen von Versprühen. Der bekannte Träger mit einer offenen Platte wies
demgegenüber am Einlaß ein Sprühen von 0,457 m Länge auf und hatte in Längsrichtung über den Träger von
der senkrechten Wand von 47,55 m durchschnittliche Schaumhöhe von 30,48 cm. Der Rest der Trägerfläche wies
■ dagegen eine Schaumhöhe von 2i,59 cm auf. Für Vergleichszwecke wurde die Leistung des crfindungsgernäßen
Trägers mit 90% angenommen, wobei eine gleichmäßige Schaumhöhe von 22,8 cm und im wesentlichen kein
Flüssigkeitseinschluß zugrunde gelegt wurde. Es wurde für dieses Gas-Flüssigkeitssystem ein effektives Sprühen
von 50% bei normaler Schaumbildung zugrunde gelegt.
Auf diesen Werten basierend wurden die durchschnittlichen Trägerdruckabnahmen berechnet. Ler durch-
' schnittliche Trägerdruckabfall für den bekannten Träger mit offener Platte betrug 6.52 cm Wasserhöhe, wäh-
': ■■■ rend der durchschnittliche Druckabfall des erfindungsgemäßen Trägers bei 7,24 cm Wasserhöhe lag. Man würde
!■:.. erwarten, daß die relativen Größen dieser durchschnittlichen Trägerdruckabnahmen sich umgekehrt verhalten
würden, da im allgemeinen mit der Zunahme der Schaumhöhe auch der damit verbundene Druckabfall ansteigt.
Der bekannte Förderer mit einer offenen Platte hatte beispielsweise eine größere durchschnittliche Schaumhö-
' he. Wie die F i g. 7 jedoch zeigt, wies der Schaum auf der Trägeroberfläche, die unmittelbar stromabwärts vom
Förderer mit der offenen Platte angeordnet ist. eine beträchtliche Sprühmenge auf, was zu einem niedrigeren
Druckabfall mit Bezug auf einen mehr oder weniger homogenen Gas-Flüssigkeitsaufbau führt, wie es bei der
Oberfläche des erfindungsgemäßen Trägers der Fall ist. Der bekannte Träger mit der offenen Platte zeigte einen
:; Flüssigkeitseinschluß von 14,7%. wovon 13% dem Sprühen im Einlaßbereich und 1,7% der verbleibenden
j£ Trägeroberfläche zugeschrieben wurde. Im Gegensatz dazu wies der erfindungsgemäße Träger einen wesent-
fi. Hch verringerten Flüssigkeitseinschluß von nur etwa 3,2% auf. Dieser Flüssigkeitseinschluß von 3,2% hatte die
»:? Herabsetzung der Leistung des Gas-Flüssigkeitskontaktträgers von dem anfänglich angenommenen Wert von
': 55 90% auf einen Wert von 87,5% zur Folge. Im Gegensatz dazu war die Leistung des bekannten Gas-Flüssigkeits-
' ν kontaktträger mit einem Blasenförderer mit einer offenen Platte, basierend auf dem genannten Flüssigkeitsein-
, ;f Schluß von 14,7%, nur 77,5%. Mit Bezug auf den bekannten Träger, bei dem ein Förderer mit einer offenen Platte
ΐ eingesetzt war, zeigte der erfindungsgemäße Träger eine Vergrößerung der Kontaktleistung von 13%. Eine
ί derartige Zunahme der Kontaktleistung beweisi den großen Vorteil, den der erfindungsgemäße Träger hat, bei
dem im wesentlichen die Schaumhöhe über die Gas-Flüssigkeitskontaktfläche gleich bleibt und bei dem das
J Sprühen im Einlaßbereich auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:y' 1. Siebboden für eine Stoffaustauschkolonne mit Flüssigkeitsein- und -auslaß, wobei der Einlaß quer zurν Strömungsrichtung eine horizontale, nicht perforierte Einlaßfläche aufweist, entlang deren Kante eine BIa-;j 5 senbildungseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasenbildungseinrich-■■ tung aus einem ersten senkrechten, nicht perforierten Wandteil (156), einem horizontalen, perforierten'■■ Zwischenwandteil (160) und einem zweiten senkrechten, nicht perforierten Wandteil (161) besteht, wobeii' vom Zwischenwandteil (160) die Aufstromkante mit der oberen Kante des Wandteiles (156), die Abströmkanal; te mit der oberen Kante des Wandteiles (161), die untere Kante des Wandteiles (156) mit der Kante der:> ίο Einlaßfläche (154) und die untere Kante des Wandteiles (161) mit der Aufstromkante des Bodenteiles (162) S; verbunden sind.% 2. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebbodenteil (162) eine ebene Oberflä-;\ ehe mit Perforationen (213) senkrecht zur Oberfläche und Schlitzöffnungen (214) aufweist, wobei jedey| Schlitzöffnung durch ein hochstehendes Teil gebildet ist, dessen obere Fläche (212) mit der Oberfläche desSi is Siebbodenteils (162) einseitig verbunden und gegen diese geneigt ist und das zwei gegen die Oberfläche des|3 Siebbodenteils (162) geneigte und mit dieser verbundenen Seitenwände (211) aufweist und wobei die Füh-s* rungskanten (212a,) und (21 \a)der oberen Fläche und der Seitenwände vom Flüssigkeitseinlaß (152) wegwei-M sen.ܧ 3. Siebboden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an offener Fläche des Zwischen-H 20 wandtejl^s (160) zwischen 20 bis 125% des Anteils der offenen Fläche des Siebbodenteiles (162) beträgt.
Έ 4. Siebboden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an offener Fläche des Zwischen-P wandteiles (160) zwischen 35 bis 100% des Anteils der offenen Fläche des Siebbodenteiles (162) beträgt.Il 5. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebbodenteil (162) eine aktive FlächeS von wenigstens 60% aufweist.P 25 6. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite nicht perforierte Wandteil (161)S eine Höhe zwischen 1,27 ua.L 10,16 cm hatj$j 7. Siebboden nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenwandteil (160) zwischen der§g Aufstrom- und Abstromkante eine Länge von 1,27 bis 30,48 cm hat.[S 8. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenwandteil (160) eine Länge von5 30 10,16 bis 15,24 cm hat.': 9. Siebboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei gleichen Teilen (303,304) besteht,■ die jeweils einen FliissigkV'seinlaß (305,300) an ihrer Außenkante und einen gemeinsamen Flüssigkeitsaus-; · laß, der längs der mittleren Querlinie und parallel zu den Flüssigkeitseinlässen verläuft, aufweisen.'■:·-? 10. Siebboden nach Anspr ;ch 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten Bandabschnitt des35 Siebbodenteiles neben der Blasenbildungseinrichtung aufweist, der sich von dort stromabwärts über eine f Länge von 20 bis 50% der Länge der diametralen Strörnungsünie von der Flüssigkeitseinlaßfläche bis zumFlüssigkeitsauslaß und quer über eine Länge von mindestens 25% der Querlänge der Einlaßfläche erstreckt, daß die Schlitzöffnungen im ersten Bandabschnitt zur diametralen Strömungslinie winkelorientiert sind, ■-'_ wobei der Schlitzwinkel größer als der Winkel ist, der durch die diametrale Strömur.gslinie und die Tangente;■" 40 an der Außenkante des Siebbodenteiles am Schnittpunkt mit der Einlaßfläche gebildet wird, daß der ersteBandabschnitt an seinen transversalen Außenrändern durch die zweiten Bandabschnitte begrenzt ist. wobei ·'.·' sich jeder dieser Abschnitte quer zur Außenkante des Siebbodenteiles und stromabwärts bis zum Flüssigkeitsauslaß erstreckt und der Schlitzwinkel ihrer Schlitzöffnungen zwischen 15° und 45° liegt, daß der erste Bandabschnitt stromabwärts durch einen dritten Bandabschnitt begrenzt ist. der sich quer von den zweiten ■' 45 Bandabschnitten und stromabwärts bis zum Flüssigkeitsauslaß erstreckt und der dritte Bandabschnitt eineniedrigere Schlitzdichte als der erste und zweite Bandabschnitt aufweist.11. Siebboden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzwinkel im ersten Bandabschniti zwischen 75° und 90° liegt.
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