DE4337981B4

DE4337981B4 - Stoffaustauschboden mit einem Flüssigkeitsverteiler

Info

Publication number: DE4337981B4
Application number: DE19934337981
Authority: DE
Inventors: Hans Peter Streuber
Original assignee: Julius Montz GmbH
Current assignee: Julius Montz GmbH
Priority date: 1993-11-06
Filing date: 1993-11-06
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2013-11-07
Also published as: DE4337981A1

Abstract

Stoffaustauschboden (2) für eine Kolonne (1), mit einem bahnenförmigen Flüssigkeitsverteiler, dessen Bahnen quer zur Zulauf-Ablauf-Achse angeordnet sind und dessen gerichtete Öffnungen (5) und/oder Leitflächen die Flüssigkeitsströme zu den Seiten hin ablenken, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsverteiler (3) oberhalb des Stoffaustauschbodens (2) im Bereich der Sprudelzone desselben liegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffaustauschboden für eine Kolonne, mit einem bahnenförmigen Flüssigkeitsverteiler, dessen Bahnen quer zur Zulauf-Ablauf-Achse angeordnet sind und dessen gerichtete Öffnungen und/oder Leitflächen die Flüssigkeitsströme zu den Seiten hin ablenken.
Solche, die Flüssigkeit verteilenden Bereiche eines Stoftaustauschbodens haben die Aufgabe, die Flüssigkeit auf einem Boden optimal zu verteilen, innig zu vermischen und im gesamten Bodenbereich ständig zu erneuern. Die möglichst gleichmäßige Verteilung von Flüssigkeit auf einem Stoffaustauschboden erfolgt in der Regel über Zulauf-, bzw. Ablaufwehre. Weiterhin sind Böden bekannt, auf denen die aufsteigenden Dämpfe einen Transport und eine Verteilung der Flüssigkeiten bewirken. Dies geschieht durch entsprechend gerichtete Dampfaustrittsöffnungen, in den Hauben, bzw. Glocken ( DE 1096870 B ) oder auch durch gerichtete Öffnungen, die sich direkt im Bodenblech befinden ( DE 1072964 B ). In allen Fällen durchdringt dabei der aufsteigende Dampf die auf dem Stoffaustauschboden stehende Flüssigkeit.
Eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über den gesamten Stoffaustauschboden ist vor allem wichtig, wenn in einer Kolonne mit großer Dämpfebelastung im Gegenstrom nur eine kleine Flüssigkeitsmenge zur Verfügung steht. Bei diesem ungünstigen Verhältnis Dampf – Flüssigkeit besteht bei Böden, die die Energie des Dampfes zum Transport der Flüssigkeit ausnutzen die Gefahr, dass die Flüssigkeit zu stark beschleunigt und der Boden an einzelnen Stellen freigeblasen wird, bzw. abregnet, wenn sich die Flüssigkeit an einzelnen Punkten zu stark anhäuft.
Sofern auf dem Boden eine Verteilung der Flüssigkeit durch Schikanen vorgenommen wird, kommt es infolge des langen Flüssigkeitsweges im Zu-, bzw. Ablaufbereich zu einem unterschiedlich hohen Flüssigkeitsstand. Hierdurch wird die Arbeitsweise des Bodens durch die unterschiedlich hohen Druckverluste in den einzelnen Bereichen beeinträchtigt. Die Verteilung der Flüssigkeit über Wehre, und dies gilt besonders für kleine Flüssigkeitsmengen, hat den Nachteil, dass die Randzonen des Bodens schlecht erreicht werden. Dieser Nachteil wirkt sich besonders bei Böden großen Durchmessers aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einfacher Konstruktion, Handhabung und Montage die in bestimmten Belastungsbereichen auftretenden Mängel unzureichender Flüssigkeitsverteilungen auf Stoffaustauschböden zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Flüssigkeitsverteiler oberhalb des Stoffaustauschbodens im Bereich der Sprudelzone desselben liegt.
Mit dieser Verteilstation wird die vom Stoffaustauschboden in der Sprudelzone aufsteigende Flüssigkeit in wechselnde Richtungen abgelenkt und bis in die Randzonen des Bodens geführt. Der freie Querschnitt der Durchtrittsöffnungen in der Verteilstation ist so bemessen, dass die Flüssigkeit nach Ihrer Richtungsänderung durch eine der folgenden Durchtrittsöffnungen auf den Stoffaustauschboden zurücklaufen kann. Auf diese Weise entstehen innerhalb der einzelnen Bahnen ständige Kreisläufe verbunden mit einem intensiven Kontakt zwischen Dampf und Flüssigkeit. Der Flüssigkeitsstand auf dem Stoffaustauschboden bleibt auch bei hoher Dampfgeschwindigkeit weitgehend gleich, so dass ein gleichmäßiges Arbeiten des Bodens gewährleistet ist.
Durch die Verteilstation ergibt sich für den Stoffaustauschboden kein nennenswert höherer Druckverlust, da der freie Querschnitt der Durchtrittsöftnungen der Verteilstation sehr groß ist. Die Verteilstation verhindert gleichzeitig ein Mitreißen von Flüssigkeit zum darüberliegenden Stoffaustauschboden. Für die Kolonne können geringere Bodenabstände gewählt werden.
Eine optimale Verteilung hohen Wirkungsgrades wird erreicht, wenn alle Öffnungen und/oder Leitflächen einer Bahn oder Reihe die Flüssigkeitsströme in dieselbe Querrichtung ablenken. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn die Ablenkrichtung von Bahn zu Bahn um 180 Grad wechselt.
Eine leichte Anpassung an unterschiedliche Medien und Gegebenheiten ist erreichbar, wenn sich die Flüssigkeitsverteiler höhenverstellbar auf dem Stoffaustauschboden abstützen. Hierbei können die Bahnen oder Reihen des Flüssigkeitsverteilers aus einzelnen Elementen bestehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1: einen Schnitt durch eine Kolonne mit zwei Stoffaustauschböden und einem darüberliegenden Flüssigkeitsverteiler,
2: einen Schnitt nach A-A in 1,
3: einen Ausschnitt III aus 1 in vergrößertem Maßstab,
4: den Ausschnitt IV aus 2 in vergrößertem Maßstab.
In einer Kolonne 1 sind Stoffaustauschböden 2 untergebracht. Dabei kann es sich um Ventil-Glocken-Tunnel oder auch Siebböden handeln. Über jedem dieser Böden befindet sich in einem bestimmten Abstand höhenverstellbar und vorzugsweise 10 bis 20 cm zu diesem eine Verteilstation als Flüssigkeitsverteiler 3. Der Abstand zum Boden hängt von der Dampfgeschwindigkeit und der Höhe der Sprudelschicht ab.
Der Flüssigkeitsverteiler 3 weist nebeneinander liegende Bahnen 4 auf, die mit gerichteten Durchtrittsöffnungen 5 versehen sind. Die Bahnen stehen senkrecht zur Achse von Zulauf 6 und Ablauf 7. Die Richtung der Durchtrittsöffnungen 5 ändert sich von Bahn zu Bahn um 180 Grad. Die Bahnen 4 mit den Durchtrittsöffnungen 5 können aus einzelnen Elementen bestehen, oder auch großflächig aus einer Platte gedrückt sein.
An der Oberseite jeder Öffnung 5 grenzt an ihrem Rand eine schräge Klappe 8 an, durch die der aufsteigende Gas- und Flüssigkeitsstrom zur Seite hingerichtet wird. Die Klappen können unterschiedliche Formen haben, um Flüssigkeit und Dampf abzulenken.
Die Verteilstation ist statisch kaum belastet und kann daher aus dünnem Material kostengünstig hergestellt werden. Sie stützt sich mit Stützen 9 auf dem Stoffaustauschboden ab.

Claims

Stoffaustauschboden (2) für eine Kolonne (1), mit einem bahnenförmigen Flüssigkeitsverteiler, dessen Bahnen quer zur Zulauf-Ablauf-Achse angeordnet sind und dessen gerichtete Öffnungen (5) und/oder Leitflächen die Flüssigkeitsströme zu den Seiten hin ablenken, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsverteiler (3) oberhalb des Stoffaustauschbodens (2) im Bereich der Sprudelzone desselben liegt.
Stoffaustauschboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Querschnitt der Durchtrittsöffnungen (5) in den Bahnen oder Reihen (4) so bemessen ist, dass die Flüssigkeit innerhalb der Bahnen oder Reihen (4) auf den Stoffaustauschboden (2) zurückläuft.
Stoffaustauschboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Öffnungen (5) und/oder Leitflächen einer Bahn (4) oder Reihe die Flüssigkeitsströme in dieselbe Querrichtung ablenken.
Stoffaustauschboden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkrichtung von Bahn (4) zu Bahn (4) um 180 Grad wechselt.
Stoffaustauschboden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flüssigkeitsverteiler (3) höhenverstellbar auf dem Stoffaustauschboden (2) abstützen.
Stoffaustauschboden nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen (4) oder Reihen des Flüssigkeitsverteilers (3) aus einzelnen Elementen bestehen können.