DE1667327C3 - - Google Patents
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- DE1667327C3 DE1667327C3 DE1667327A DE1667327A DE1667327C3 DE 1667327 C3 DE1667327 C3 DE 1667327C3 DE 1667327 A DE1667327 A DE 1667327A DE 1667327 A DE1667327 A DE 1667327A DE 1667327 C3 DE1667327 C3 DE 1667327C3
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0278—Feeding reactive fluids
-
- 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
- B01D3/008—Liquid distribution
Description
Die Erfindung betrifft einen Zustromverteiler für ein Fallstrom-Kontaktgefäß mit einem oberhalb einer
Kontaktzone angeordneten vertikalen Einlaßstutzen von wesentlich kleinerem Durchmesser als der der
Kontaktzone und mehreren ebenen Lochplatten, die in Abständen unter dem Einlaßstutzen horizontal
angebracht sind.
Die USA.-Patentschrift 2 713 895 zeigt einen Zustromverteiler zum Verteilen von Flüssigkeiten mit
einem vertikalen Einlaß oberhalb einer Kontaktzone und mehreren im Abstand voneinander angebrachten
horizontalen Lochplatten. Eine ähnliche Lösung ist in der österreichischen Patentschrift 70 352 beschrieben, die sich mit einem Verfahren zur Enteisenung
des Grundwassers befaßt.
Das in ein übliches Kontaktgefäß einströmende Medium kann gasförmig oder flüssig oder auch eine
Mischphpse von Gas und Flüssigkeit sein. Das eintretende Medium strömt entweder direkt zur Kontaktzone oder trifft auf einen unmittelbar über der
Kontaktzone angeordneten Verteilerboden, der die Strömung gleichmäßiger über die horizontale obere
Begrenzungsfläche der Kontaktzone verteilt. In jedem Fall strömt das Medium beim Eintritt in das Gefäß
mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit abwärts und prallt mit erheblicher Kraft auf den Verteilerboden
oder direkt auf die obere Begrenzungsfläche der Kontaktzone, Insbesondere beim Vorliegen einer Mischphase aus Flüssigkeit und Gas kann dies zu einer
schlechten Verteilung, vor alleir, der Flüssigkeits
phasc, führen.
Ferner durchströmt das zugefuhrte Medium üblicherweise zunächst einen horizontalen Rohrast
und dann ein Knie, das unmittelbar oberhalb des vertikalen Einlaßstutzens angeordnet ist. Wenn es sich
um eine Mischphase aus Gas und Flüssigkeit handelt, werden vor allem die schweren, flüssigen Teilchen in
dem Knie nach außen geschleudert, so daß sich in dem Einlaßstutzen eine ungleichmäßige, einseitige
ίο Verteilung von Flüssigkeits- und Gasphase ergibt.
Diese Schwierigkeiten lassen sich weitgehend dadurch beseitigen, daß der Abstand zwischen dem
Austritt des Einlaßstutzens und der oberen Grenzfläche des Kontaktbettes oder des Verteilerbodens
vergrößert wird, jedoch führt dies angesichts der kostspieligen, korrosionsfesten Materialien zu einer
erheblichen Verteuerung der Vorrichtung.
Weiterhin isi es üblich, unmittelbar unter dem Einlaßstutzen eine kompakte, meist runde Platte mit
ao etwa dem Durchmesser des Einlaßstutzens in einer horizontalen Lage zu befestigten. Bei einer derartigen
Anordnung prallt das einströmende Medium auf die Platte und strömt dann in einer etwa radialen Richtung zur Gefäßwand, trifft auf die Gefäßwand und
a5 wird zurück zur Mitte des Gefäßes umgelenkt. Dies
ergibt keine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit, weil diese an einer Seite des Einlaßstutzens herabfließt und sich überwiegend auf dieser einen Seite des
Gefäßes verteilt. Zudem kann die durch die Ablenk
platte hervorgerufene radiale Strömung zu einer
Wanderung der Kontaktteiichen vom Außenumfang des Kontaktbettes zum Zentrum führen, so daß sich
in der Mitte der Kontaktbettoberseite große Partikelmengen ansammeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zustromverteiler am Einlaß von Kontaktgefäßen mit abwärts gerichteter Strömung zu
schaffen, bei dem der Zustrom so gesteuert wird, daß das eingeleitete Medium nicht mit hoher Geschwin-
digkeit auf die obere Grenzfläche der Kontaktzone
oder auf das Verteilerblech auftrifft und die radiale Strömung des am oberen Ende des Kontaktgefäßes
eintretenden Mediums möglichst herabgesetzt wird. Dabei soll es zur Kostenersparnis möglich sein, die
obere Grenzfläche der Kontaktzone relativ nahe am Einlaßstutzen anzuordnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zustromverteiler der eingangs genannten Art gelöst,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß im Einlaßstutzen
eine horizontale, sich im wesentlichen über den ganzen Querschnitt des Einlaßstutzens erstreckende
Grundplatte mit einer zentralen öffnung befestigt ist, wobei sich von der Grundplatte aus vertikal nach
oben ein die zentrale öffnung umschließender und
oben mit einer Deckwand geschlossener Kamin erstreckt, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als
der des Einlaßstutzens und in dessen Seitenwand sich in gleichem Abstand voneinander Durchlaßöffnungen
befinden, und daß die mit freiem Umfang abgestütz
ten Lochplatten einen gleich großen oder etwas klei
neren Durchmesser als die Grundplatte besitzen.
Der erfindungsgemäße Zustromverteiler wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch den Zustromverteiler
nach der Linie 1-1 der Fig. 2;
Fig. 2 eine Seitenansicht der kombinierten Strömungsausgleichs- und Verteilungsvorrichtung (Zustromverteiler) mit weggebrochenen Teilen:
F i g. 3 eine Schnittansicht nach der Linie 3-3 der Fig. 1, in. der die Vorrichtung in einem Einlaßstut-
?;n eines Kontaktgefaßes eingebaut dargestellt ist;
F i g. 4 eine Schnittansicht, welche die obere Lochplatte zeigt, geschnitten nach der Lilie 4-4 der
Fig. 2;
F ig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 2, welcher die untere Lochplatte veranschaulicht.
In den F i g. 1 bis 5 ist eine Ausführungsiorm eines erfindungsgemäßen Zustromverteilers dargestellt, in
dem das Strömungsausgleichsglied und das Strömungsverteilungsglied kombiniert sind. Das Strömungsverteilungsglied umfaßt bei diesem Beispiel eine
Vorrichtung, weiche das nach unten strömende Medium gleichmäßig in der Mitte des vertikalen Einlaßstutzens konzentriert In der Grundkonstruktion
weist das Strömungsausgleichglied eine Grundplatte 1 mit einer öffnung 2 in der Mitte, durch welche das
Medium nach unten strömen kann, _owie einen Kamin 3 auf, der an der Grundplatte I festgemacht
ist und rund um die öffnung 2 nach oben steht. Die Grundplatte 1 ist eine plane Platte von solcher Größe
und Form, daß sie lose in den Einlaßstutzen 40 paßt
und dessen horizontale Querschnittsfläche in etwa ausfüllt. Gewöhnlich ist die Grundplatte eine runde
Scheibe, die in den Kreisquerschnitt eines üblichen Einlaßstutzens paßt. Wenn der Zustromverteiler in
den Einlaßstutzen eingesetzt ist, liegt die Grundplatte horizontal und bedeckt annähernd den horizontalen
Querschnitt des Einlaßstutzens. Ein zu großer Spielraum zwischen der Grandplatte 1 und der Wand des
Stutzens ist zu vermeiden, um möglichst kein Medium an dem Zustromverteiler vorbeiströmen zu lassen, es
sei denn, daß anderweitig für eine Abdichtung gesorgt
ige Form
un3 5
&JL auf dem m Umfing verteilt.
öffnungen
Abstand von 180° auf
dem
iSt Der Kamin 3 hat eine ziemlich dünne Wand und
ist unten offen. Sein horizontaler Querschnitt ist wesentlich kleiner als derjenige der Grundplatte 1, so
daß er seitlich nicht über den Umfang der Grundplatte 1 vorsteht. Seine Seitenwände 4 und seine
Deckwand 5 umschließen eine Kammer im Inneren.
Der Kamin 3 kann mehrere Seitenwande 4 haben, die ein Gebilde irgendeines beliebigen horizontalen
Querschnittes ergeben, etwa ein Quadrat, ein Rechteck. ein Trapez, ein Dreieck usw. In der in den Fg.
1 bis 5 veranrchaulichten zweckmäßigen Ausfuhrungsform hat der Kamin 3 eine einzige Steitenwand
in der Form eines regelmäßigen Zylinders mit Kreisquerschnitt. In jedem Fall ist der Kamin 3 so an der
Grundplatte 1 angefügt, daß er deren Mmenoffnung
vollständig umschließt.
Ungeachtet der gewählten Chierschnittsfonn hat
der Kamin 3 in seinen Seitenwanden 4 mehrere öffnungen 6. Bei dem gezeigten Be.spie bestehen die
öffnungen 6 aus zwei vertikalen Schien die im
Winkelabstand von 180" am Umfang des Kamms angeordnet sind und vom unteren fcnde der Seitenwand 4 ein Stück weit nach oben reihen. Zweck dieser öffnungen ist es, das nach unten strömende
Medium von der Außenseite des Kamins 3 in dessen Innenraum passieren zu lassen, worauf die Strömung
durch die Mittenöffnung 2 in der Grundplatte 1 tritt. Vertikale Leilbleche 7, die aus innerhalb der öffnungen 6 angebrachten, an tfer Grundplatte 1 und der
Seitenwand 4 befestigten Platten bestehen unterstutzten die Umlenkung der Strömung durch die öffnun-
am in 'der einf ach-Grundplatte 1 und * ist jedoch dieses
demKa^Mante| g befestigt,
Gebdde noch m emem ^n ^^ ^
so daß em^ ^Sechte Seitenwand, die am Umhantel 8 ist e^nesen^ecme ^ ^ ^
fang der GnmfΡ^^Ηηε farn unteren Ende
Sfedodi kann sie auch an einer
{^he des Mantels 8 angefügt
S ϊ£ Verbindungsstelle so geGrundplatte 1 und der Mantel 8 eine
7bild die das nach unten ströjS^Sm'sSzplatten
9 sind an dem mende Medium ™*£™£ festgemacht, um das Ge-Kamnv3^undάem Mante« 5 g Verteüervorricn.
uge zu verst«g»^ haltern. Hierzu dient
a5 ^S ^ de™/^tel ^vorzusehender Absatz der
Mam vorstehenden
itnlaßstutzen 40 Tufsetzbar ist, wie
no'h ^^"verteilungsglied zum Verteilen des
3« D^Strom SoeHßiiSe besteht in der vorlie-
^ aus mehreren ebenen Lochg J^g ^ unter der Grundplatte 1
Pla"e"' ^"L^JL sind In dem gewählten Beihonzontal
™jg°£* J^Jt« vorhanden. Eine
t ^g
gewohnl.ch
30 cm unter dem ^X^ 40 angebracht; die
4<> Lochplatte30 "«*"*£ 3 di Lochp,at,e 20 zwipM« M^ ^rzugsw^ uqg^α Stu P tzcnrand und
sehen etw. 2 unc 1 5 d iOcm
^S^hi. Wenn der Zu^ο^ί^ΐϊϊΚ
Stück ausgebildet ist, sind die st romwrteiie r ais e e, Grund
S kleiner, so daß sich
durch den Einiaßstuucn
** .y.^XfJ^S^ läßt Die gezeigte Lochein
uhren und h«JJJ«^™1,· die Grun g dpiatte I,
5» plaU M£ «n.**£ B««^ ^.^ ^ die Loch.
platte ZJAbplatten 20 und 30 können in beliebiger
Weise per onert «J««^ £ mMeK Auftreff.
hmg f^.!^^ bleibt und wenn die Perfora-
^h .^ ^J^ orientkrt sind, daß das
tio len jeder JjOcnpm e ^ ^^
durch die V'en°™"Jf™ durch die Löcher der
Mcd'»m ni<* ^d auf die Lochplatte 30
d Pfa
Kochplatte
a.ufschlag.
a.ufschlag.
LochplaSf
mg der Perfora-
^ Lö^cr der Lochentsprechenden Loch in
sind Günstige Perfora20 und 30 sind in den
obere Lochplatte 20 ist versehe H die auf
diePlatten"
5 6
mitte gleichmäßig verteilte Löcher hat; eine mittlere zentriert werden.
Lochreihe 22 hat einen Radius R? und eine äußere Die oben beschriebene Verteilervorrichtung führt
Lochreihe 23 liegt auf einem Kreis mit dem Radius eine nach unten gerichtete Strömung eines Mediums
Rr Die Löcher können von beliebiger Form und in ein Kontaktgefäß ein. Das nach unten durch den
Größe sein; für die meisten Zwecke sind jedoch 5 vertikalen Einlaßstutzen strömende Medium wird
runde Löcher günstig. Die Löcher der Lochreihe 21 durch die Grundplatte 1 blockiert, die sich über den
haben einen Durchmesser zwischen etwa 2,2 bis Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens erstreckt,
3,8 cm; die Löcher der beiden anderen Lochreihen und durch die Öffnungen 6 des Kamins 3 geleitet. Die
22 und 23 sind etwas größer mit Durchmessern zwi- umgelenkten Ströme treten durch die einander gegenschen
etwa 2,5 bis 5,1 cm. Die untere Lochplatte 30 ίο überliegenden öffnungen in radialer Richtung in den
hat zwei Reihen gleichgroßer Löcher, deren Durch- Innenraum des Kamins 3 und treffen hier aufeinanmesser
im Bereich von etwa 1,9 bis 5,1 cm liegt. Diese der. Die wiedervereinigte Strömung geht nach unten
Lochreihen 31 und 32 liegen auf Kreisen mit den durch die Mittenöffnung 2 in der Grundplatte 1 als
Radien R1 bzw. Rt, wobei die Löcher der Reihen 31 ein gedrängter Strom, der symmetrisch um den MU-
und 32 vertikal gefluchtet direkt unter den Löchern 15 telpunkt des Einlaßstutzens 40 angeordnet ist. Der
der Reihen 21 und 22 angeordnet sind. Der Radius nach unten gerichtete Strom prallt auf den ungeder
Lochplatte 30, R3, entspricht dem Radius der löcherten Mittelteil der Lochplatte 20 auf und wird
äußeren Lochreihe 2J auf der Lochplatte 20. An entlang deren Oberfläche radial nach außen gelenkt.
Stelle eier runden Löcher können auch radial gerich- Ein Teil des Mediums tritt durch die Löcher 21, 22
tete rechteckige Schlitze vorgesehen sein. »0 und 23; der Rest strömt nach außen weiter und um
Bei einsät -peziellen Beispiel eines Zustromvertei- den Rand der Lochplatte 20; die flüssige Komponente
lers, der für einen vertikalen Einlaßstutzen mit einem des Mediums ist in der Form von dispergierten Tröpfinnendurchmesser
von 46 cm ausgebildet ist, hat die chen. Das durch die Löcher 21 und 22 tretende Meobere
Lochplatte 20 einen Durchmesser von 41cm, dium strömt zum größten Teil nicht direkt nach
die untere Lochplatte 30 einen von 36 cm. In der »5 unten zur Lochplatte 30, sondern besitzt eine radial
Lochreihe 21 sind Löcher mit einem Durchmesser nach außen gerichtete Strömungskomponente, so daß
von 2,9 cm auf einem Kreis mit einem Radius von zum Beispiel das durch die Löcher 21 tretende
9,5 απ angeordnet; die Löcher der Lochreihen 22 und Medium im allgemeinen auf die Lochplatte 30 an
23 haben einen Durchmesser von 3,5 cm und liegen einer Stelle zwischen den Löchern 31 und 32 aufauf
Kreisen mit den Radien 13,8 cm bzw. 17,8 cm. In 3» schlägt. Das Medium verläßt dann die Lochplatte 30
den Lochreihen 31 und 32 haben die Löcher einen entweder durch die Löcher 31 und 32 oder über den
Durchmesser van 2,2 cm und die Kreise haben Radien Rand der Lochplatte 30 weg. Die flüssige Kompn
vur. v,5 cm bzw. 13,8 cm. nente des die verteilenden Lochplatten 20 und 30
Fig. 3 veranschaulicht die Installation des be- verlassenden Mediums ist in Tröpfchen und Ströme
schriebenen Zustromverteilers in einem vertikalen 35 mit wesentlich verringerter Geschwindigkeit und Bc
Einlaßstutzen 40, der an der Decke 41 eines Fall- wegungsgröße aufgespalten und über den Verteiler
stromkontaktgefäßes mit Hilfe eines Verstärkungs- boden oder die obere Fläche des Kontaktbettes ver·
polsters42 und üblicher Schweißnähte angefügt ist. teilt.
An der Innenwand des Einlaßstutzens ist ein Stütz- Die verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen
ring 43 angebracht, der eine vorstehende Kante bil- 40 Verteilervorrichtung können auf irgendeine übliche
det, gegen welche sich die Ansätze der Stützplatten 9 Weise miteinander verbunden sein, etwa durch
legen, um so die Verteilervorrichtung zu tragen. Die Schweißen, Verbolzen, Verschrauben, Festklemmen
Verteilervorrichtung ist in dem Einlaßstutzen 40 so usw. Wegen der Haltbarkeit und der niedrigen Fabrigehalten,
daß die Platten 1, 20 und 3· horizontal lie- kationskosten ist das Festschweißen im allgemeinen
gen. Die Grundplatte 1 liegt innerhalb des Einlaß- 45 vorzuziehen. Dabei werden voll dichtende Schweißstutzens
und die Lochplatten 20 und 30 sind an der nähte überall dort verwendet, wo eine gasfeste Ab
Grundplatte 1 in Abständen untereinander aufge- dichtung erfolgen soll.
hängt. Bei der dargestellten Bauart in Topfform mit Die Vorrichtung kann in dem vertikalen Einlaßdem
Mantel 8 kann die Grundplatte 1 auch nach stutzen auf beliebige Weise montiert werden, solange
Wunsch in dem Gefäß unterhalb des Einlaßstutzens 5° nur die Platten in horizontaler Stellung gehalten werzu
liegen kommen, wenn nur der Mantel 8 nach oben den. Zweckmäßig ist es, die Vorrichtung in dem Einbis
in den Einlaßstutzen reicht, so daß das herab- laßstutzen so zu haltern, daß sie leicht herausnehmströmende
Medium durch die Öffnungen 6 in den bar ist. Zwei geeignete Halterungen sind vorstehend
Kamin 3 gelenkt wird. Die Verteilervorrichtung wird beschrieben. Jedoch können auch andere Arten von
in dem Einlaßstutzen vorzugsweise in eine solche 55 Halterungen den gleichen Dienst tun. Das Strömungs-Stellung
gebracht, daß die Öffnungen 6 im rechten Verteilerglied wird vorzugsweise in dem Gefäß ausWinkel
zur Strömungsrichtung in dem horizontalen reichend weit unter der Gefäßdecke installiert, so daß
Rohrast liegen, der mit dem Einlaßstutzen 40 über das nach außen gelenkte Medium eine ungestörte
ein Knie (nicht gezeigt) verbunden ist. Auf diese Bahn findet, ohne an der Decke des Gefäßes aufzu-Weise
verteilt sich jede Ungleichförmigkeit der Strö- 60 treffen. Wie weit das Strömungsverteilerglied an das
mung gleichmäßig auf die beiden Öffnungen im Gefäß herunterhängt, ist also durch die Krümmung
Kamin 3 und kann nicht an nur einer Öffnung kon- der Gefäßdecke bedingt.
, Hierzu J Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Zustromverteiler für ein Failstrom-Kontaktgefäß mit einem oberhalb einer Kontaktzone angeordneten vertikalen EinlaBstutzcn von wesentlich kleinerem Durchmesser als der der Kontaktzone und mehreren ebenen Lochplatten, die in
Abständen unter dem Einlaßstutzen horizontal angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaßstutzen (40) eine horizontale,
sich im wesentlichen über den ganzen Querschnitt des Einlaßstutzens (40) erstreckende Grundplatte (1) mit einer zentralen öffnung (2) befestigt
ist, wobei sich von der Grundplatte (1) aus vertikal nach oben ein die zentrale öffnung (2) umschließender und oben mit einer Deckwand (5)
geschlossener Kamin (3) erstreckt, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als der des Einlaßstutzens (4G) und in dessen Seitenwand (4) sich in
gleichem Abstand voneinander Durchlaßöffnungen (6) befinden, und daß die mit freiem Umfang
abgestützten Lochplatten (20, 30) einen gleichgroßen oder etwas kleineren Durchmesser als die
Grundplatte (1) besitzen.
2. Zustromverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen in der
Seitenwand (4) des Kamins (3) durch zwei vertikale Schlitze (6) gebildet werden, die in einem
Winkelabstand von 180° auf dem Umfang des Kamins angeordnet sind und vom unteren Ende
des Kamins ein Stück nach oben reichen.
3. Zustromverteiler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch je ein vertikales Leitblech (7) in
jedem vertikalen Schlitz (6), das rechtwinkelig zur Wand des Kamins (3) steht.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |