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DE102009042017A1 - Gaskaminverteiler für eine Gegenstromkolonne - Google Patents

Gaskaminverteiler für eine Gegenstromkolonne Download PDF

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DE102009042017A1
DE102009042017A1 DE102009042017A DE102009042017A DE102009042017A1 DE 102009042017 A1 DE102009042017 A1 DE 102009042017A1 DE 102009042017 A DE102009042017 A DE 102009042017A DE 102009042017 A DE102009042017 A DE 102009042017A DE 102009042017 A1 DE102009042017 A1 DE 102009042017A1
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fireplace
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DE102009042017A
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Steffen Müller
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Raschig GmbH
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Raschig GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gaskaminverteiler für eine Gegenstromkolonne, der mehrere Gaskaminelemente (3, 3a-3i) aufweist, wobei jedes Gaskaminelement (3, 3a-3i) eine Anzahl von kranzartig angeordneten Gasaustrittsöffnungen (4, 4a-4d) besitzt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gasaustrittsöffnungen (4, 4a-4d) in den Gaskaminelementen (3a, 3-3d) radial verlaufend angeordnet und düsenartig ausgebildet sind, und dass die Gasaustrittsöffnungen (4, 4a-4d) benachbarter Gaskaminelemente (3, 3a-3i) derart im Gaskaminverteiler (1) angeordnet sind, dass einander zugewandte Gasaustrittsöffnungen (4, 4a-4d) benachbarter Gaskaminelemente (3, 3a-3i) nicht fluchten.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gaskaminverteiler für eine Gegenstromkolonne, der mehrere Gaskaminelemente aufweist, wobei jedes Gaskaminelement eine Anzahl von kranzartig angeordneten Gasaustrittsöffnungen besitzt.
  • Ein derartiger Gaskaminverteiler ist aus der CH 642566 bekannt und wird in Gegenstromkolonnen zur Destillation, Rektifikation, Absorption oder auch zur Abtrennung isotoper Elemente aus einem Stoff aufgrund einer chemischen Austauschreaktion und/oder eines Wärmeaustausches zwischen der in einer definierten Richtung strömenden Flüssigkeit und eines in Gegenrichtung strömenden Gases verwendet. Der bekannte Gaskaminverteiler besitzt den Nachteil, dass die kranzartig angeordneten Öffnungen in den Gaskaminelementen derart ausgebildet sind, dass ein aus diesen austretendes Gas im wesentlichen seine ursprüngliche Strömungsrichtung beibehält, dass es also bei einem – wie üblich – vertikal angeordneten Gaskaminelement im wesentlichen an diesem eng anliegend nach oben strömt. Eine gleichmäßige Verteilung des aus den Gaskaminelementen des bekannten Gaskaminverteilers ausströmenden Gases ist daher nicht gegeben. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn hohen bis sehr hohen Flüssigkeitsbelastungen der Gegenstromkolonne nur eine geringe Gasbelastung gegenübersteht, wie es z. B. bei der Ozonisierung von Trinkwasser der Fall ist.
  • Aus der EP 0 462 048 ist ein Gas-/Flüssigkeitsverteiler für eine Gegenstromkolonne bekannt, über dessen Boden eine Anzahl von Dampfkaminen und zwischen den Dampfkaminen eine Vielzahl von Röhrchen verteilt angeordnet sind. Die Austritte der Röhrchen reichen nahe an einen darunter liegenden Kolonnenabschnitt heran. Bevorzugt wird hierbei, dass die Gasaustritte der Gaskamine als seitlich an den Mantel des Kamins angesetzte Winkelrohre ausgebildet sind, die über verengte Querschnitte mit dem Innenraum des Kamins in Strömungsverbindung stehen. Die vorgenannte Druckschrift beschreibt auch andere Ausführungsformen für die Gasaustritte wie z. B. auf dem Umfang des Kaminmantels verteilte Löcher. Jedoch sollen nach den Angaben der Patentschrift Winkelrohre, insbesondere wenn sie kranzartig um den Kamin herum angeordnet sind, gegenüber der letztgenannten Ausbildung den Vorteil besitzen, dass das aus jedem Kamin ausströmende Gas auf eine gegenüber dem Kaminquerschnitt vergrößerte Fläche verteilt wird.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gaskaminverteiler der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er eine verbesserte Gasverteilung, insbesondere bei einer hohen oder sehr hohen Flüssigkeitsbelastung und gleichzeitig einer geringer Gasbelastung, ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Gasaustrittsöffnungen in den Gaskaminelementen radial verlaufend angeordnet und düsenartig ausgebildet sind.
  • Bei den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein Gaskaminverteiler geschaffen, welcher sich dadurch auszeichnet, dass in Folge des erfindungsgemäß vorgesehenen radialen Eindüsen der Gasströme durch die Gasaustrittsöffnungen der Gaskaminelemente eine verbesserte Verteilung der aus diesen ausströmenden Gasströme erreicht wird. Das mit einer hinreichend großen kinetischen Energie und orientiert aus den Gasaustrittsöffnungen ausströmende Gas wird gezielt in die Zwischenräume oberhalb des Gaskaminverteilers eingebracht und wirkt daher in vorteilhafter Art und Weise bei einem Kaminbodenverteiler einem „vapor chanelling” oder bei einem Kaminbodenwiederverteiler einem „vapor backmixing” entgegen. Der erfindungsgemäße Gaskaminverteiler eignet sich daher insbesondere zur Verwendung in Gegenstromkolonnen, bei denen eine hohe Flüssigkeitsbelastung einer nur geringen Gasbelastung entgegensteht, wie dies insbesondere bei der Ozonisierung von Trinkwasser der Fall ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im folgenden anhand der Figuren beschrieben werden.
  • 1: eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiels eines Gaskaminverteilers,
  • 2: ein Schnitt entlang der Linie II-II der 1,
  • 3: ein Gaskaminelement des Gaskaminverteilers,
  • 4: eine schematische Darstellung des Orientierungsprinzips der Gasaustrittsöffnungen der Gaskaminelemente,
  • 5: eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiels eines Gaskaminverteilers,
  • 6: ein Schnitt entlang der Linie VI-VI der 5,
  • 7: ein Gaskaminelement des Gaskaminverteilers,
  • 8: eine schematische Darstellung des Orientierungsprinzips der Gasaustrittsöffnungen der Gaskaminelemente,
  • 9: eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel des Gaskaminverteilers,
  • 10: ein Schnitt entlang der Linie X-X der 9,
  • 11: ein Gaskaminelement des Gaskaminverteilers,
  • 12: eine schematische Darstellung des Orientierungsprinzips der Gasaustrittsöffnungen der Gaskaminelemente,
  • 13: eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel des Gaskaminverteilers,
  • 14: ein Schnitt entlang der Linie XIV-XIV der 13,
  • 15: ein Gaskaminelement des Gaskaminverteilers,
  • 16: eine schematische Darstellung des Orientierungsprinzips der Gasaustrittsöffnungen der Gaskaminelemente,
  • 17: eine Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel des Gaskaminverteilers,
  • 18: ein Schnitt entlang der Linie XVIII-XVIII der 17,
  • 19: ein Gaskaminelement des Gaskaminverteilers, und
  • 20: schematische Darstellungen des Orientierungsprinzips der Gasaustrittsöffnungen der Gaskaminelemente, und
  • 21: eine Draufsicht auf ein sechstes Ausführungsbeispiel des Gaskaminverteilers,
  • 22: ein Schnitt entlang der Linie XXII-XXII der 21,
  • 23: ein Gaskaminelement des Gaskaminverteilers, und
  • 24: eine schematische Darstellung des Orientierungsprinzips der Gasaustrittsöffnungen der Gaskaminelemente.
  • In den 1 bis 3 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiels eines allgemein mit 1 bezeichneten Gaskaminverteilers dargestellt. Ein derartiger Gaskaminverteiler 1 wird insbesondere in Gegenstromkolonnen zur Destillation, Rektifikation, Absorption oder Abtrennung eines Stoffes aufgrund einer chemischen Austauschreaktion und/oder eines Wärmetausches zwischen der in einer definierten Richtung strömenden Flüssigkeit und eines in Gegenrichtung strömenden Gasgemisches verwendet.
  • Der im ersten Ausführungsbeispiel als ein so genannter Kaminbodenverteiler ausgebildete Gaskaminverteiler 1 weist einen Boden 2 auf, in dem eine Vielzahl von Gaskaminelementen 3 angeordnet sind. Eine Unterseite 2' des Bodens 2 wird von einem aufsteigenden Gasstrom G beaufschlagt, der durch die Gaskaminelemente 3 nach oben steigt. Eine Oberseite 2'' des Bodens 2 wird ihrerseits von einer Flüssigkeit beaufschlagt, so dass eine Gegenstromsituation bei der die Gaskaminverteiler 1 verwendenden Gegenstromkolonne gegeben ist: Das von unten dem Gaskaminverteiler 1 zugeführte Gas steigt durch die Gaskaminelemente 3 auf und tritt durch Gasaustrittsöffnungen 4 aus den Gaskaminelementen 3 aus. Die auf die Oberseite 2'' des Bodens 2 auftretende Flüssigkeit fließt über Flüssigkeitsabläufe 5 aus dem Gaskaminverteiler 1 ab. Die Gasaustrittsöffnungen 4 sind dabei derart hoch über dem Boden 2 angeordnet, dass sie oberhalb des zu erwartenden Flüssigkeitsspiegels sind.
  • Wesentlich ist nun, dass die Austrittsöffnungen 4 der Gaskaminelemente 3 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die aus ihnen austretendes Gasströme G nicht – wie dies bei den bekannten Gaskaminelementen 3 der Fall ist – eng an der gedachte Verlängerung der Gaskaminelemente anliegend nach oben abströmen. Dies resultiert – wie bereits eingangs beschrieben – in einer schlechten Gasverteilung in der Gegenstromkolonne. Dies ist insbesondere bei einer hohen Flüssigkeitsbelastung des Gaskaminverteilers, wie z. B. mit Flüssigkeitsmengen größer als 100 m3/m2h, und einer geringen Gasbelastung der Fall, da in diesem Fall die sehr dichten Flüssigkeitssträhnen im freien Fall im Gegenstrom zur Gasphase auf den Gaskaminverteiler 1 auftreffen, während im Gegenzug die Gasbelastung des Gaskaminverteilers 1, also die Menge des aus den Gaskaminelementen 3 ausströmenden Gases, gering ist. In Betriebsweisen, bei denen nahezu kein Druckverlust (Druckdifferenz kleiner als 0,1 mbar/m) in den Gegenstromkolonnen auftritt, wird die natürliche Querverteilung des Gases durch die dicken Strähnen der Flüssigkeit zusätzlich unterbunden. Hierdurch treten bei den bekannten Gaskaminverteilern die Probleme des „vapor channeling” und des „vapor backmixing” auf.
  • Zur Verbesserung der Verteilung des aus den Gaskaminelementen 3 austretenden Gases ist nun vorgesehen, dass die Gasaustrittsöffnungen 4 der Gaskaminelemente 3 radial, also im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Gaskaminelemente 3 und somit der Strömungsrichtung des Gasstroms G, angeordnet und derart ausgebildet sind, dass das aus den Gaskaminelementen 3 durch die Gasaustrittsöffnungen 4 austretende Gas in die Zwischenräume zwischen den Gaskaminelementen 3 eingedüst wird. Das Gas strömt also nicht – wie bei den bekannten Gaskaminelementen – mit einer nur geringen kinetischen Energie aus den Gasaustrittsöffnungen 4 aus. Die beschriebene Anordnung und Ausbildung der Gasaustrittsöffnungen 4 der Gaskaminelemente 3 bewirkt vielmehr in vorteilhafter Art und Weise, dass das Gas mit einer hohen Geschwindigkeit uG und somit mit einer hohen kinetischen Energie und orientiert aus dem Gaskaminelementen 3 austritt, so dass in den Zwischenräumen oberhalb des Gaskaminverteilers 1 eine homogenere und somit verbesserte Gasverteilung erzielt wird. Die Gefahr von „vapor channeling” wird daher reduziert und dadurch der Wirkungsgrad einer die Gaskaminverteiler 1 verwendenden Gegenstromkolonne erhöht.
  • Um den durch die vorstehend beschrieben Maßnahmen – orientiertes Eindüsen der aus den Gaskaminelementen 3 austretenden Gasströme G in die Zwischenräume des Gaskaminverteilers 1 – erzielten Effekt nochmals zu verbessern, ist beim beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Gasaustrittsöffnungen 4 benachbarter Gaskaminelemente 3 derart angeordnet sind, dass sie nicht fluchtend angeordnet sind, also nicht einander zugewandt sind, so dass sich die aus den jeweiligen Gasaustrittsöffnungen 4 austretenden Gasströme G nicht wesentlich stören. Bei dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu vorgesehen, dass die Gaskaminelemente 3 jeweils drei Gasaustrittsöffnungen 4a4c aufweisen, deren Anordnung und Orientierung in den 1 und 4 durch Pfeile kenntlich gemacht ist. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, sind die Gasaustrittsöffnungen 4a4c benachbarter Gaskaminelemente 3 derart angeordnet, dass einander gegenüberliegende Gasaustrittsöffnungen 4a4c benachbarter Gaskaminelemente 3 nicht fluchten. Idealerweise tritt also ein aus einer gewissen Gasaustrittsöffnung 4a eines bestimmten Gaskaminelements 3 austretender Gasstrom G etwa in der Mitte zwischen zwei Gasaustrittsöffnungen 4b, 4c des benachbarten Gaskaminelements 3 aus. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass die Gasaustrittsöffnungen 4a4c einer durch die beiden in 1 linken Gaskaminelemente 3 gebildeten ersten Reihe von Gaskaminelementen 3a, 3b derart angeordnet sind, dass die ersten Gasaustrittsöffnungen 4a der beiden Gaskaminelemente 3a, 3b jeweils in der Darstellung der 1 nach oben weisen, während die zweiten und dritten Gasaustrittsöffnungen 4b, 4c der beiden Gaskaminelemente 3a, 3b um 120° bzw. 240° versetzt zu den ersten Gasaustrittsöffnungen 4a angeordnet sind. Dies bewirkt, dass der aus den ersten Gasaustrittsöffnungen 4a der Gaskaminelemente 3a, 3b ausströmende Gasstrom G jeweils etwa in der Winkelhalbierenden zwischen den zweiten und dritten Gasaustrittsöffnungen 4a, 4b austritt.
  • Die Gaskaminelemente 3d3i einer an die vorstehend beschriebene erste Reihe von Gaskaminelementen 3a, 3b anschließenden zweiten Reihe sind derart angeordnet, dass die Orientierung der drei Gasaustrittsöffnungen 4a4c um 180° versetzt zu der Orientierung der entsprechenden Gasaustrittsöffnungen 4a4c der durch die Gaskaminelemente 3a, 3b gebildeten ersten Reihe ist, so dass die aus den ersten Gasaustrittsöffnungen 4a der Gaskaminelemente 3a, 3b der ersten Reihe ausströmenden Gasströme G wiederum im wesentlichen entlang der Winkelhalbierenden zwischen den zweiten und der dritten Gasaustrittsöffnungen 4b, 4c der Gaskaminelemente 3d3i der zweiten Reihe austreten. Wie aus der schematischen Darstellung des Orientierungsprinzips der Gasaustrittsöffnungen 4a4c der 4 sowie aus der 1 ersichtlich ist, strömen die aus den zweiten Gasaustrittsöffnungen 4b der Gaskaminelemente 3d3i der zweiten Reihe der Gaskaminelemente 3d3i austretenden Gasströme G im wesentlichen parallel, aber hinreichend beabstandet aus den zweiten Gasaustrittsöffnungen 4b der ihnen jeweils benachbart liegenden Gaskaminelemente 3d3i aus. In entsprechender Weise treten die aus den dritten Gasaustrittsöffnungen 4c der Gaskaminelemente 3d3i austretenden Gasströme G im wesentlichen parallel, aber entgegengesetzt orientiert zu den aus den zweiten Gasaustrittsöffnungen 4c der Gaskaminelemente 3a, 3b austretenden Gasströme G aus. Die vorstehend beschriebene erste und zweite Reihe der Gaskaminelemente 3a, 3b sowie 3d3i bilden somit eine erste Sektion 6a von Gaskaminelementen 3a, 3b des Gaskaminverteilers 1 aus, an die sich – wie aus 1 ersichtlich – eine zweite Sektion 6b anschließt, die wiederum zwei Reihen von Gaskaminelementen 3 aufweist, wobei die Orientierung der drei Gasaustrittsöffnungen 4a4c der Gaskaminelemente 3 der ersten Reihe der zweiten Sektion 6b derjenigen der Gaskaminelemente 3a, 3b der ersten Reihe der ersten Sektion 6a und diejenige der Gaskaminelemente 3 der zweiten Reihe der zweiten Sektion 6b derjenigen der Gaskaminelemente 3d3i der zweiten Reihe der ersten Sektion 6a entspricht. An die zweite Sektion 6b der Gaskaminelemente 3 des Gaskaminverteilers 1 schließen sich weitere, im hier gezeigten Fall zwei Sektionen 6c und 6d an, in denen die Anordnung der Gasaustrittsöffnungen 4a4c der Gaskaminelemente 3 der beiden Reihen von Gaskaminelementen 3 wiederum wie vorstehend beschrieben ist. Durch diese Anordnung der Gaskaminelemente 3a, 3b sowie 3d3i und deren Gasaustrittsöffnungen 4a4c wird in vorteilhafter Art und Weise eine weitere Verbesserung der Gasverteilung in dem über den Gaskaminelementen 3 liegenden Raum des Gaskaminverteilers 1 erreicht.
  • In den 5 bis 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gaskaminverteilers 1 dargestellt, dass seinem Grundaufbau nach demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels der 1 bis 4 entspricht. Einander entsprechende Bauteile werden daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals erläutert.
  • Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht nun in der Zahl und Anordnung der Gasaustrittsöffnungen 4a4d der Gaskaminelemente 3, 3a3i. Wie aus den 5 und 8 ersichtlich ist, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Gaskaminelemente 3 jeweils vier Gasaustrittsöffnungen 4a4d besitzen, die jeweils um 90° zu einander versetzt angeordnet sind. Wie ebenfalls aus diesen Figuren leicht zu entnehmen ist, sind die entsprechenden Gasaustrittsöffnungen 4a4d so orientiert, dass aus benachbarten Gasaustrittsöffnungen 4a4d benachbarter Gaskaminelemente 3 austretende Gasströme G sich im Bereich der Mittellinie zwischen zwei Reihen von Gaskaminelementen 3 in einem Winkel von 90° kreuzen. Wie aus der 5 ersichtlich ist, gliedern sich die Gaskaminelemente 3, 3a3d des zweiten Ausführungsbeispiels wiederum in mehrere Sektionen 6a6d, die jeweils zwei Reihen von Gaskaminelementen 3 aufweisen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind die Gasaustrittsöffnungen 4a4d der Gaskaminelemente 3 der ersten Reihe einer Sektion 6a6d und diejenigen der zweiten Reihe von Gaskaminelementen 3 einer jeden Sektion 6a6d nicht entgegengesetzt orientiert angeordnet. Vielmehr weisen sämtliche Gaskaminelemente 3 die gleiche Orientierung ihrer Gasaustrittsöffnungen 4a4d auf.
  • In den 9 bis 12 ist ein drittes Ausführungsbeispiels eines Gaskaminverteilers 1 dargestellt, der in seinem Grundaufbau dem Gaskaminverteiler 1 der beiden ersten Ausführungsbeispiele entspricht. Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem dritten Ausführungsbeispiel und den ersten beiden Ausführungsbeispielen ist, dass der Gaskaminverteiler 1 als ein Kaminbodenwiederverteiler ausgebildet ist, dessen Boden 2 eine Vielzahl von Durchtrittsbohrungen 15 aufweist, durch die die den Boden 2 beaufschlagende Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit u, hindurchtreten kann und derart verteilt wird. Die einzelnen Gaskaminelemente 3 weisen wiederum drei Gasaustrittsöffnungen 4a4c auf, deren Ausbildung und Anordnung wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist und somit nicht mehr nochmals beschrieben wird.
  • Das in den 13 bis 16 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel eines wiederum als Kaminbodenwiederverteiler ausgebildeten Gaskaminverteilers 1 unterscheidet sich von dem Gaskaminverteiler 1 des dritten Ausführungsbeispiels dadurch, dass – wie beim zweiten Ausführungsbeispiel – die Gaskaminelemente 3 jeweils vier Gasaustrittsöffnungen 4a4d aufweisen. Die Anordnung der Gasaustrittsöffnungen 4a4c der Gaskaminelemente 3 ist im vierten Ausführungsbeispiel wiederum diejenige beim zweiten Ausführungsbeispiel, so dass auch diese nicht mehr erneut beschrieben werden muss.
  • Die 17 bis 20 ist nun ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Gaskaminverteilers 1 dargestellt, das seinem Grundaufbau wiederum demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht, so dass einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht mehr näher beschrieben werden. Der wesentliche Unterschied zwischen dem zweiten und dem fünften Ausführungsbeispiel ist, dass der Gaskaminverteiler 1 als Rohrverteiler ausgebildet ist, der anstelle des Bodens 2 eine Vielzahl von Gasverteilungsrohre 10 besitzt, auf denen die Gaskaminelemente 3 angeordnet sind. Wie aus den 17 und 20 zu entnehmen ist, ist beim fünften Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Gaskaminelemente 3 jeweils vier Gasaustrittsöffnungen 4a4d aufweisen, deren Orientierung wiederum wie beim zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
  • In den 21 bis 24 ist nun ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Gaskaminverteilers 1 dargestellt, das seinem Grundaufbau nach dem fünften Ausführungsbeispiel der 17 bis 20 entspricht, so dass einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht mehr näher beschrieben werden. Der wesentliche Unterschied zwischen dem fünften und dem sechsten Ausführungsbeispiel besteht nun darin, dass die Gaskaminelemente 3 jeweils drei Gasaustrittsöffnungen 4a4c aufweisen, deren Orientierung wiederum wie beim zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
  • Dem Fachmann ist aus obiger Beschreibung klar ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele mit drei bzw. vier Gasaustrittsöffnungen 4a4c bzw. 4a4d pro Gaskaminelement 3 bevorzugt wird, aber nicht zwingend erforderlich ist. Es ist durchaus auch möglich, pro Gaskaminelement 3 nur zwei Gasaustrittsöffnungen 4a, 4b oder mehr als vier Gasaustrittsöffnungen 4a4d vorzusehen. Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass sämtliche Gaskaminelemente 3 eines Gaskaminverteilers 1 jeweils mit der gleichen Anzahl von Gasaustrittsöffnungen 4a4d ausgebildet sind. Auch eine Kombination von Gaskaminelementen 3 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Gasaustrittsöffnungen 4, 4a4d innerhalb eines Gaskaminverteilers 1 ist möglich.
  • Bevorzugt wird bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen, dass im Gaskaminverteiler 1 20 bis 25 Gaskaminelemente 3 pro m2 angeordnet sind. Bei der vorstehend beschriebenen Dreiecks- oder Vierecksanordnung der Gasaustrittsöffnungen 4, 4a4d ergibt sich somit eine Anzahl von mehr als 60 Gasaustrittsöffnungen pro m2. Bevorzugt wird hierbei des weiteren, dass die einzelnen Gasaustrittsöffnungen 4, 4a4d auf einen Druckverlust von mindestens 0,8–1,0 mbar im minimalen Belastungsfall ausgelegt sind.
  • Bevorzugt wird des weiteren, dass die Gaskaminelemente 3 homogen über den Querschnitt des Gaskaminverteilers 1 angeordnet sind.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise ein Gaskaminverteiler 1 geschaffen wird, welcher sich dadurch auszeichnet, dass in Folge des radialen Eindüsens der Gasströme G durch die Gasaustrittsöffnungen 4, 4a4d der Gaskaminelemente 3, 3a3d eine verbesserte Verteilung der aus den Gaskaminelementen 3 ausströmenden Gasströme G erreicht wird. Das mit einer hinreichend großen kinetischen Energie und orientiert aus den Gasaustrittsöffnungen 4, 4a4d ausströmende Gas wird gezielt in die Zwischenräume oberhalb des Gaskaminverteilers 1 eingebracht und wirkt derart – bei einem Kaminbodenverteiler – einem „vapor chanelling” und – bei einem Kaminbodenwiederverteiler – einem „vapor backmixing” entgegen. Die beschriebenen Gaskaminverteiler 1 eignen sich daher insbesondere zur Verwendung in Gegenstromkolonnen, bei denen nahezu kein Druckverlust vorliegt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CH 642566 [0002]
    • EP 0462048 [0003]

Claims (16)

  1. Gaskaminverteiler für eine Gegenstromkolonne, der mehrere Gaskaminelemente (3, 3a3i) aufweist, wobei jedes Gaskaminelement (3, 3a3i) eine Anzahl von kranzartig angeordneten Gasaustrittsöffnungen (4, 4a4d), besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (4, 4a-4d) in den Gaskaminelementen (3a, 33d) radial verlaufend angeordnet und düsenartig ausgebildet sind, und dass die Gasaustrittsöffnungen (4; 4a4d) benachbarter Gaskaminelemente (3; 3a3i) derart im Gaskaminverteiler (1) angeordnet sind, dass einander zugewandte Gasaustrittsöffnungen (4, 4a4d) benachbarter Gaskaminelemente (3; 3a3i) nicht fluchten.
  2. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskaminverteiler (1) mindestens zwei Sektionen (6a6d) von Gaskaminelementen (3, 3a3i) aufweist, wobei jede Sektion mindestens zwei Reihen von Gaskaminelementen (3, 3a3i) besitzt.
  3. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (4a4d) der Gaskaminelemente (3a, 3b; 3) der ersten Reihe von Gaskaminelementen (3a, 3b; 3) die gleiche Orientierung aufweisen wie die Gasaustrittsöffnungen (4a4d) der Gaskaminelemente (3d3i; 3) der daran anschließenden zweiten Reihe von Gaskaminelementen (3d3i; 3).
  4. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (4a4c) der Gaskaminelemente (3a, 3b) einer ersten Reihe einer Sektion (6a6d) von Gaskaminelementen (3) versetzt zu den Gasaustrittsöffnungen (4a4c) der Gaskaminelemente (3d3i) der daran anschließenden zweiten Reihe von Gaskaminelementen (3d3i) ist.
  5. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (4a4c; 4a4d) eines Gaskaminelements (3a3i; 3a3d) äquidistant zueinander versetzt angeordnet sind.
  6. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gaskaminelement (3, 3a3d) drei oder vier Gasaustrittsöffnungen (4a4c; 4a4d) aufweist.
  7. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (4a4c) der Gaskaminelemente (3a, 3b; 3) der ersten Reihe einer Sektion (6a6c) von Gaskaminelementen (3) entgegensetzt orientiert zu den entsprechenden Gasaustrittsöffnungen (4a4c) der Gaskaminelemente (3) der zweiten Reihe von Gaskaminelementen (3a3i; 3) einer Sektion (6a6d) angeordnet sind.
  8. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (4a4c) der Gaskaminelemente (3) der letzten Reihe einer Sektion (6a) von Gasaustrittselementen (3) entgegengesetzt orientiert zu den Gasaustrittsöffnungen (4a, 4c) der Gaskaminelemente (3) der ersten Reihe der darauf folgenden Sektion (6c) von Gaskaminelementen (3) angeordnet sind.
  9. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (4a4d) der Gaskaminelemente (3d3i) der letzten Reihe einer Sektion (6a) von Gaskaminelementen (3) und die Gasaustrittsöffnungen (4a4d) der Gaskaminelemente (3a, 3b) der ersten Reihe von Gaskaminelementen (3) der nachfolgenden Sektion (6b) die gleiche Orientierung aufweisen.
  10. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskaminverteiler (1) als ein Flüssigkeitsverteiler, ein Flüssigkeitswiderverteiler oder ein Rohrbodenverteiler ausgebildet ist.
  11. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 20 bis 25 Gaskaminelemente (3) pro m2 vorgesehen sind.
  12. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskaminverteiler (1) mehr als 60 Gasaustrittsöffnungen (4a4d) pro m2 aufweist.
  13. Gaskaminverteiler nach einem vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Gasaustrittsöffnungen (4a4d) ein Druckverlust von 0,8–1,0 mbar ausgeprägt ist.
  14. Gaskaminverteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden (2) des Gaskaminverteilers (1) Flüssigkeitsabläufe (5; 15) aufweist.
  15. Gegenstromkolonne, die mindestens einen Gaskaminverteiler (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Gaskaminverteiler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.
  16. Verwendung eines Gaskaminverteilers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einer Gegenstromkolonne zur Ozonisierung von Wasser.
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