DE19508297C2 - Rinnenverteiler für Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rinnenverteiler für Stoffaustauschkolonnen mit einer Vielzahl von parallel nebeneinander und in einem Abstand zueinander liegenden U-förmigen Verteilerrinnen, die an einer mittleren, im wesentlichen auf gleichem Niveau liegenden U-förmigen, oben offenen Einlaufwanne angebunden sind. Eine solche Flüssigkeits-Verteileinrichtung ist für Stoffaustauschkolonnen, insbesondere für Rinnenverteiler geeignet. Sie dient der Vorverteilung der Flüssigkeit im Zulaufbereich des Verteilerbodens.

Rinnenverteiler, wie sie zum Beispiel aus der DE-A 21 02 424 bekannt sind, bestehen aus parallel nebeneinander liegenden und in einem gewissen Abstand zueinander angeordneten U-förmigen Rinnen. Diese Rinnen sind mit Ausflussbohrungen (Rohren) oder auch seitlichen Austrittsöffnungen versehen. Die Rinnen können sich ungeteilt über den gesamten Kolonnenbereich erstrecken oder auch aus mehreren Teilstücken bestehen. Die Vorverteilung der Flüssigkeit in diese Rinnen erfolgt über ein Vorverteilersystem, das sich oberhalb der Rinnen befindet.

Die gleichmäßige Vorverteilung der Flüssigkeit in durchgehende, nicht unterteilte und nicht miteinander kommunizierende Verteilerrinnen ist problematisch. Sie muß auf die unterschiedliche Länge der Rinnen abgestimmt werden. Mit einer Unterteilung der Verteilerrinnen kann auf dem Verteilerboden ein Flüssigkeitsausgleich geschaffen werden. Die Vorverteilung der Flüssigkeit ist dann einfacher. Dann sind aber zusätzliche Unterzüge unter dem Verteilerboden bzw. ein erheblicher Platzbedarf für die auflaufende Flüssigkeit erforderlich. Dies schränkt jedoch die Nutzfläche des Verteilers ein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vorverteilersystem zu schaffen, welches bei sehr geringen Platzbedarf den Zulauf auch relativ großer Flüssigkeitsmengen erlaubt, alle Verteilerrinnen kummunizierend miteinander verbindet, eine genaue Dosierung der Flüssigkeit auf die unterschiedlich langen Verteilerrinnen ermöglicht und die geteilten Rinnen als tragfähige Elemente erhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Flüssigkeitszulauf in eine U-förmige, oben offene Einlaufwanne, an welche die Verteilerrinnen seitlich angeschlossen sind, über einen schmalen tüllenförmigen Spalt rechteckigen Querschnitts erfolgt, der sich über die gesamte Länge der Einlaufwanne erstreckt. Die Verteilerrinnen sind im unteren Bereich der Einlaufwanne angebunden, alle Einlauföffnungen zu den Verteiler rinnen sind gleich hoch und haben eine Breite die im Verhältnis zur Länge der Verteilerrinnen steht. Die Verteilerrinnen sind im oberen Bereich mit Hilfe durchgehender Gewindebolzen mit der Einlaufwanne und den gegenüberliegenden Verteilerrinnen verstellbar verbunden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen augeführt.

In den Zeichnungen ist die Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Verteilerboden in der Draufsicht und im Schnitt A-A.

Fig. 2 Den Ausschnitt B aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 den Ausschnitt B aus Fig. 1 mit einer Erweiterung des Verteilersystems.

Der Verteilerboden weist eine mittlere U-förmige, oben offene Einlaufwanne 1 größerer Höhe als Breite auf, an die seitlich im wesentlichen auf gleichem Niveau liegende, U-förmige oben offene Verteilerrinnen 2 angeschlossen sind. Der Flüssigkeitszulauf erfolgt über einen schmalen tüllenförmigen, im Querschnitt rechteckigen Spalt 3, der sich über die gesamte Länge der Einlaufwanne 1 erstreckt. Der Spalt 3 ist von zwei zueinander etwa parallelen Wänden (Spaltwänden) 3a, 3b gebildet. Dieser Spalt weist an seinem oberen Ende eine konische Erweiterung aus schrägen Wänden 4a, 4b als Einlauf 4 auf und ragt einschließlich dem Einlauf in die Einlaufwanne 1 hinein.

Oberhalb des Einlaufs 4 schließt sich ein Raum 5 größeren Querschnitts an, der sich über die gesamte Länge der Einlaufwanne 1 erstreckt. Im ober en Bereich dieses Raumes 5 können eine oder mehrere Öffnungen 6 angebracht sein, von denen Rohrleitungen 7 zu geschlossen parallel zur Einlaufwanne 1 liegenden Rechteckrohren 8 führen. Diese Rechteckrohre werden flüssigkeitsdicht von Rohrstücken 9 durchdrungen, die sich jeweils im Bereich der Verteilerrinnen 2 befinden und mit Bohrungen 10 für den Austritt der Flüssigkeit versehen sind. Die Bohrungen 10 sind in ihrem Durchmesser auf die Länge der Verteilerrinnen 2 abgestimmt. Der Querschnitt einer oder mehrerer dieser Bohrungen 10 kann durch eine Stellschraube 11 mit Kegelspitze verändert werden.

Der Spalt 3 mit konischer Erweiterung bzw. Einlauf 4 und darüberliegenden Raum 5 sind aus zwei abgekanteten Blechen 12 und zwei Stirnseiten 13 gebildet. Der Austrittsquerschnitt des Spaltes 3 ist durch eine Schraubverbindung 14 veränderbar. Im Bereich des Einlaufs 4 der Tülle 3 befinden sich zusätzliche Öffnungen 15 als Überlauf.

Über dem Einlauf 4 ist ein Lochblech 16 oder ein engmaschiges Drahtgewebe angebracht. Die stirnseitig verschlossenen Verteilerrinnen 2 sind im unteren Bereich der Einlaufwanne 1 angebunden, alle Einlauföffnungen 17 zu den Verteilerrinnen sind gleich hoch und haben eine Breite, die im bestimmten Verhältnis zur Länge der Verteilerrinnen steht. Die Verteilerrinnen 2 sind im oberen Bereich mit Hilfe durchgehender Gewindebolzen 18 mit der Einlaufwanne 1 und den gegenüberliegenden Verteilerrinnen 2 verstellbar verbunden. Oberhalb der Verteilerrinnen befinden sich Profile 19 zum Arretieren und Ausrichten der Verteilerrinnen.

Der Flüssigkeitszulauf über eine sehr schmale Tülle mit oberer konischer Erweiterung erfordert für die Einlaufwanne eine sehr geringe Breite. Die gleichmäßige Endverteilung der Flüssigkeit vom Verteilerboden auf die darunterliegende Packung wird dadurch kaum eingeschränkt. Auch bei wechselnder Flüssigkeitsbelastung ist eine optimale Flüssigkeitsverteilung über die gesamte Länge der Einlaufwanne gewährleistet, ohne daß sich ein größerer Flüssigkeitsstau aufbaut.

Im unteren Belastungsbereich erfolgt der Zulauf überwiegend über die Tülle rechteckigen Querschnitts, welche verstellbar dieser Belastung angepaßt werden kann. Bei steigender Belastung sprechen die Öffnungen in der konischen Erweiterung an, der dann einsetzende Staudruck bewirkt einen weiter erhöhten Flüssigkeitsdurchsatz.

Sofern die Flüssigkeitsaufgabe sehr groß ist, besteht die Möglichkeit, die Flüssigkeit von der zentralen Aufgabevorrichtung durch Rohrleitungen in parallel zur Einlaufwanne liegende Rechteckrohre abzuleiten, über die eine mengenmäßig abgestimmte Verteilung in die darunterliegenden unterschiedlich langen Verteilerrinnen erfolgt.

Diese Verteilung geschieht über Rohrstücke, die das Rechteckrohr flüssigkeitsdicht durchdringen und mit Bohrungen versehen sind, deren Durchmesser auf die Länge der darunter liegenden Verteilerrinnen abgestimmt sind. Die Bohrungen in den Rohrstücken sind von oben erreichbar und erleichtern somit eine eventuell notwendige Reinigung. Sie können, an der höchsten Stelle der Rohrstücke angebracht, gleichzeitig zur Entlüftung dienen.

Die Rechteckrohre sind gleichzeitig Halterungen für die Verteilerrinnen. Ein Lochblech über der konischen Erweiterung der Tülle, dessen Löcher nicht größer sind als die kleinsten Öffnungen in den Verteilerrinnen verhindert Verstopfungen. Die Löcher im Lochblech erstrecken sich über die gesamte Länge der Tülle und haben einen Querschnitt, der etwas größer ist als der des Zulaufrohres zum Verteiler. Somit ergibt sich schon oberhalb der konischen Erweiterung der Tülle eine Flüssigkeitsvorverteilung über die gesamte Länge der Tülle. Die auf die Länge der Verteilerrinne abgestimmten, im unteren Teil der Einlaufwanne liegenden Zulauföffnungen zu den Verteilerrinnen ermöglichen einen gleichmäßigen, beruhigten Zulauf zu den Verteilerrinnen selbst dannn wenn der Flüssigkeitsstand in der Einlaufwanne höher ist als in den Verteilerrinnen.

Mit der Verschraubung von gegenüberliegenden Verteilerrinnen und Einlaufwanne im oberen Bereich derselben wird ein selbsttragendes Verbundsystem hergestellt. Zusätzliche tragende Unterzüge sind nicht erforderlich. Es müssen lediglich über den Verteilerrinnen zum Fixieren und Ausrichten derselben leichte Profile angebracht werden. Die durchgehenden Gewindebolzen im oberen Bereich der Einlaufwanne erleichtern die Montage der Verteilerrinnen insofern, als sie beim Einhängen derselben als Fixierung dienen.

Die Tülle mit konischer Erweiterung und darüberliegendem Raum läßt sich aus zwei gekanteten Blechen und zwei Stirnseiten herstellen. Es wird mit wenig Aufwand eine optimale Vorverteilung der Flüssigkeit erreicht und ein sicherer und einfacherer Einbau des Verteilerbodens gewährleistet.

Claims (16)

1. Rinnenverteiler für Stoffaustauschkolonnen mit einer Vielzahl von parallel nebeneinander und in einem Abstand zueinander liegenden U-förmigen Verteilerrinnen (2), die an einer mittleren, im wesentlichen auf gleichem Niveau liegenden U-förmigen, oben offenen Einlaufwanne (1) angebunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitseinlauf in die Einlaufwanne (1) über einen schmalen Spalt (3) erfolgt, der sich zumindest über einen Großteil der Länge der Einlaufwanne erstreckt.

2. Rinnenverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (3) von zwei zueinander etwa parallelen Wänden (Spaltwänden) (3a, 3b) gebildet ist.

3. Rinnenverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltwände (3a, 3b) etwa senkrecht stehen.

4. Rinnenverteiler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zwei Spaltwände (3a, 3b) oben in eine schräg angeordnete Wand (4a, 4b) übergeht, wobei der Abstand der zwei schrägen Wände voneinander mit wachsendem Abstand von den zwei Spaltwänden größer wird, um einen nach unten schmaler werdenden Einlauf (4) zu bilden.

5. Rinnenverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltwände (3a, 3b) und die schrägen Wände (4a, 4b) in die Einlaufwanne (1) hineinragen.

6. Rinnenverteiler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb des erweiterten Einlaufs (4) ein Raum (5) größeren Querschnitts anschließt, der sich etwa über die gesamte Länge der Einlaufwanne (1) erstreckt.

7. Rinnenverteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Raumes (5) eine oder mehrere Öffnungen (6) angebracht sind, von denen Rohrleitungen (7) zu geschlossenen, parallel zu der Einlaufwanne (1) liegenden Rechteckrohren (8) führen.

8. Rinnenverteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckrohre (8) flüssigkeitsdicht von Rohrstücken (9) durchdrungen sind, die sich jeweils im Bereich der Verteilerrinnen (2) befinden und mit Bohrungen (10) für den Austritt der Flüssigkeit versehen sind.

9. Rinnenverteiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10) in ihrem Durchmesser auf die Länge der Verteilerrinnen (2) abgestimmt sind.

10. Rinnenverteiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt einer oder mehrerer dieser Bohrungen (10) durch eine Stellschraube (11) mit Kegelspitze veränderbar ist.

11. Rinnenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (3) mit Einlauf (4) und darüberliegendem Raum (5) aus zwei abgekanteten Blechen (12) und zwei Stirnseiten (13) gebildet sind.

12. Rinnenverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt des Spaltes (3) durch eine Stellvorrichtung, insbesondere eine Schraubverbindung (14) veränderbar ist.

13. Rinnenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Einlaufs (4) des Spaltes zusätzliche Öffnungen (15) als Überlauf sind.

14. Rinnenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Einlauf (4) ein Lochblech (16) oder engmaschiges Drahtgewebe ist.

15. Binnenverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitig verschlossenen Verteilerrinnen (2) im unteren Bereich an die Einlaufwanne (1) angebunden sind und alle Einlauföffnungen (17) zu den Verteilerrinnen gleich hoch sind, wobei die Breite (x) der Einlauf­ öffnungen (17) bei geringerer Länge der Verteilerrinnen (2) kleiner ist als bei größerer Länge der Verteilerrinnen.

16. Rinnenverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerrinnen (2) im oberen Bereich mit Hilfe durchgehender Gewindebolzen (18) mit der Einlaufwanne (1) und den gegenüberliegenden Verteilerrinnen (2) verstellbar verbunden sind.