DE19622955A1 - Stoffaustauschboden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffaustauschboden mit beweglichen Hauben, bestehend aus einer Vielzahl von U-förmigen Profilen, die parallel zueinander liegen und deren Abstände zueinander die Dampfkamine bilden, die von U-förmigen Hauben überdeckt werden.

Böden dieser Art sind als sogenannte Tunnelböden wie z. B. nach DE 10 62 671 bekannt. Es ist ferner bekannt, die aus den Abständen nebeneinander liegender U-förmiger Profile gebildeten Dampfkamine mit mehreren hintereinander liegenden, beweglich geführten Hauben zu überdecken, siehe DE 33 14 827. Die Teilung dieser Böden erfolgt fast immer im Bereich der Dampfkamine. Die einzelnen Bodenabschnitte liegen auf Trägern auf und werden mit diesen lösbar verbunden. - Tunnelböden mit festsitzenden Hauben entsprechen in ihrer Belastbarkeit den bekannten Glockenböden. Ein Boden mit beweglichen Hauben gemäß DE 33 14 827 kann mit einem Ventilboden verglichen werden.

Der Einsatz der verschiedensten Bodentypen wird, abgesehen vom Preis, von den Betriebsbedingungen der Kolonne bestimmt. Während Glockenböden einen weiten Belastungsbereich aufweisen und auch kleine Flüssigkeitsmengen bei sehr niedriger Dampfbelastung sicher auf dem Boden halten,ist ihre obere Belastbarkeit begrenzt. Die Ventilböden sind gegenüber Glockenböden höher belastbar, haben aber den Nachteil, daß sie bei zu geringer Dampfbelastung leicht abregnen.

Von entscheidender Bedeutung für den Wirkungsgrad des Bodens ist die gleichmäßige Dampfverteilung über die gesamte Austauschfläche. Die Zahl der Austauschelemente auf dem Boden, mit den entsprechenden freien Durchtrittsöffnungen, wird von dem max. geforderten Dampfdurchsatz und vom zulässigen Druckverlust bestimmt. Sofern ein sehr großer Belastungsbereich des Bodens gefordert wird, ist es möglich, daß die minimal zur Verfügung stehende Dampfmenge nicht mehr ausreicht, um alle Austauschelemente ansprechen zu lassen. Hierzu ist ein Mindestdruckverlust notwendig. Dieser Wert liegt bei einem Glocken- oder Tunnelboden niedriger als bei einem Ventilboden.

Damit die Glocken auf einem Glockenboden bei einem sehr geringen Dampfdurchsatz gleichmäßig ansprechen, werden die Gasaustrittsschlitze der Glocken in unterschiedlichen Höhen angeordnet und die Flüssigkeitsschicht auf dem Boden niedrig gehalten.

Bei einem Ventilboden besteht die Gefahr, daß sich bei Unterlast nur ein Teil der Ventile öffnet und die Flüssigkeit an den nicht begasten Stellen des Bodens abregnet. Man verwendet daher zum Teil Ventile unterschiedlichen Gewichts, um den effektiven Belastungsbereich zu verbessern. Die Gefahr, daß Ventile bei zu niedrigem Druckverlust durch Adhäsion oder Verschmutzung nicht gleichmäßig abheben, ist aber immer gegeben.

Auftretende Verkrustungen an einem Glockenboden müssen bei der Konstruktion des Bodens durch entsprechende Maßnahmen, wie z. B. erweiterte Dampfdurchtrittsöffnungen, grobere Schlitze in den Glocken usw., berücksichtigt werden. Ein Ventilboden mit einer großen Zahl bewegter Teile und einer Vielzahl von Führungen an diesen Elementen, ist gegen Verkrustung und grober Verschmutzung besonders empfindlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Austauschboden, der eine Vielzahl von U-förmigen Profilen aufweist, die parallel zueinanderliegen und deren Abstände zueinander die Dampfkamine bilden, die von U-förmigen Hauben überdeckt sind, so zu verbessern, daß er einen größeren Belastungsbereich und eine verbesserte Gasverteilung aufweist. Die Zahl der beweglichen Teile und deren Führungshalterungen soll erheblich reduziert und die Fertigung und Montage des Bodens vereinfacht werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede Haube des Austauschbodens an mindestens zwei Halterungen beweglich so geführt wird, daß sie am unteren Fixpunkt den Dampfkamin mehr oder weniger verschließt und bei der Aufwärtsbewegung einen Widerstand überwinden muß, der zumindest aus dem Eigengewicht besteht.

Der Austauschboden gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß der Belastungsbereich des Bodens erheblich erweitert werden kann. Starke Unterschiede in der Dampfbelastung der Kolonne zwischen Kolonnensumpf und Kolonnenkopf können durch kleine Veränderungen am Boden leicht ausgeglichen werden. Der fixierte Abstand H der beweglichen Hauben zur Oberkante der Dampfkamine kann entsprechend der minimalen Dampfmenge eingestellt werden. Der freie Querschnitt der Dampfkamine ist auf die maximale Dampfmenge festgelegt oder größer als notwendig.

Die bewegliche Haube wird in ihrer unteren Stellung durch ihr Eigengewicht und einen geringen Federdruck auf ihren Auflagepunkten fixiert. Mit zunehmender Dampfbelastung reicht das Eigengewicht und der geringe Federdruck nicht mehr aus, um die Haube auf ihren Auflagen zu halten. Sie hebt ab und gibt eine größere Dampfdurchtrittsöffnung frei.

Der Federdruck erhöht sich stetig bis zum oberen Anschlagpunkt, so daß gewährleistet ist, daß alle Hauben nur den Querschnitt freigeben, welcher der entsprechenden Dampfmenge entspricht. Es wird damit eine optimale Anpassung der Dampfdurchtrittsöffnung an die jeweilige Dampfmenge erreicht. Die Dampfgeschwindigkeit im Bereich der Haube und der Austauschwirkungsgrad können somit nahezu konstant gehalten werden.

Die Haubenführung erfolgt an nur zwei Halterungen. Da die Hauben durch die aufsitzenden Blattfedern nicht verkanten können, ist eine einwandfreie Führung in der Halterung gegeben. Die Hauben haben eine Blechdicke von 1 mm, max 1,5 mm. Der auf sie wirkende Federdruck sollte am oberen Anschlagpunkt bei druckverlustarmen Böden etwa das Eigengewicht der Haube erreichen. Sofern der Austauschboden nur auf großen Durchsatz angelegt ist, wird die untere Fixierung der Haube höher gelegt.

Im Extremfall kann der Abstand H so groß sein, daß der freie Querschnitt in der Haubenumlenkung dem des Dampfkamins entspricht. Der dann noch zusätzlich zur Verfügung stehende Hub der Haube dient dazu, den freien Durchtrittsquerschnitt für den Dampf im Notfall nochmals zu erweitern. In diesem Fall wird die Federkraft so bemessen, daß die Haube erst kurz vor Erreichen des zulässigen Druckverlustes weiter abheben kann. Eine zusätzliche Vergrößerung des freien Dampfdurchtrittsquerschnitts ist vor allem von Bedeutung, wenn sich der Boden durch Verkrustung zusetzt oder sich darauf starke Ablagerungen bilden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Stoffaustauschboden gemäß der Erfindung in der Draufsicht;

Fig. 2 Schnitte A-A und B-B in Fig. 1;

Fig. 3 den Ausschnitt E in Fig. 1 mit dem Schnitt C-C;

Fig. 4 eine in der Höhenlage verstellbare Halterung;

Fig. 5 im Schnitt einen in der Breite veränderbaren Bodenträger.

Der Austauschboden nach Fig. 1 weist ein Zulaufsegment 1 und ein Ablaufsegment 2 mit Ablaufschacht 3 auf. Diese Teile sind als Träger 4 ausgebildet. Die U-förmigen Profile 5 sind stirnseitig durch Bänder 6 zu Gruppen miteinander verbunden. Diese Bänder sind verhältnismäßig dünn, verschließen die Dampfkamine stirnseitig und werden unter das Bodenniveau geführt. Sie sind mit nach unten offenen Schlitzen 8 versehen. Mittels Schrauben 9, die bei der Montage gleichzeitig als Auflage dienen, werden die zusammengefaßten U-Profile 5 mit den Trägern 4 leicht federnd und niveaugleich mit Zu- und Ablaufsegment verschraubt. Die Schrauben 9 sind sowohl von der Unterseite des Bodens als auch von oben durch die verhältnismäßig breiten Dampfkamine 7 gut zugänglich. Durchstiege durch den Boden können so auf einfache Art von beiden Seiten gelöst und abgehoben werden. Die Schrauben 9 müssen hierzu lediglich einige Gänge zurückgedreht werden. Sie verbleiben in ihrer Lage.

Da die U-förmigen Profile 5 nicht auf den Trägern 4 aufliegen, werden die Dampfkamine 7 bis unmittelbar vor die Träger geführt und damit der freie Durchtrittsquerschnitt für die Dämpfe vergrößert.

Die Hauben 10 sind in Halterungen 11 beweglich geführt. Diese Halterungen 11 sind durch Leisten 12 unterhalb des Bodens miteinander verbunden. An der Halterung 11 befinden sich Nocken 13 zur Auflage der Haube und ein Schlitz 14 zur Aufnahme einer Blattfeder 15. Die Hauben 10 sind stirnseitig durch Bleche 16 verschlossen.

Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere Hauben 10 zu Gruppen fest miteinander zu verbinden. Die Zahl der Halterungen 11 kann dann auf drei bis vier Stück pro Gruppe reduziert werden.

Die Halterungen 11 können auch geteilt und mit Hilfe eines Langloches 17 in der Halterung und einer Schraube 18 höhenverstellbar ausgeführt werden. Bei sehr langen Hauben 10 empfiehlt es sich, aus Montagegründen diese zusätzlich durch Zwischenstücke 19, die in ihrer Höhe den Nocken 13 entsprechen, abzustützen. Der Führungsbereich der Haube 10 in der Halterung 11 einschließlich der Blattfeder 15 kann durch eine Kapsel 20, die mit Splinten 21 an der Haube 10 befestigt ist, abgeschirmt werden.

Die Hauben 10 liegen in Richtung der Bodenachse Zulauf-Ablauf und sind an beiden Seiten mit Dampfaustrittsöffnungen 22 versehen. Diese Austrittsöffnungen können auch in bekannter Weise gerichtet sein, etwa durch Herausklappen von Blechteilen, so daß die aufsteigenden Dämpfe einen Schub auf die Flüssigkeit bewirken. Eine Anordnung der Hauben um 90 Grad versetzt zur Achse Zulauf-Ablauf, ist ebenfalls möglich.

Der Hub der Hauben 10 läßt sich durch Beilagen 23 unterschiedlicher Dicke beliebig verändern. So können sowohl im unteren als auch im oberen Belastungsbereich, die freien Durchgangsöffnungen im Umlenkbereich der Hauben den zur Verfügung stehenden Dampfmengen angepaßt werden. Der Austauschboden gemäß der Erfindung ist damit unter Verwendung weitgehend gleicher Bauteile universell einsetzbar.

Beim Einbau der Böden können Toleranzen im Durchmesser größerer Kolonnen und Abweichungen in den mit der Kolonnenwand verschweißten Befestigungslaschen durch Träger 24, die in ihrer Breite veränderlich sind, ausgeglichen werden.

Claims (12)

1. Stoffaustauschboden mit beweglichen Hauben, bestehend aus einer Vielzahl von U-förmigen Profilen (5), die parallel zueinander liegen und deren Abstände zueinander die Dampfkamine (7) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Haube an mindestens zwei Halterungen (11) beweglich so geführt ist, daß sie am unteren Fixpunkt den Dampfkamin mehr oder weniger verschließt und bei der Aufwärtsbewegung einen Widerstand überwindet, der zumindest aus dem Eigengewicht besteht.

2. Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand von zweiarmigen Blattfedern (15) erzeugt wird, die oberhalb der Hauben liegen, sich in einem Schlitz (14) der Halterungen fixieren und den oberen Anschlagpunkt der Hauben bilden.

3. Boden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft durch die Länge der Schenkel (L), Ausnehmungen in diesen Schenkeln oder unterschiedliche Materialdicke veränderbar ist.

4. Boden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauben an Nocken (13) aufliegen, die sich an den Halterungen (11) befinden.

5. Boden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubhöhe der Hauben durch Beilagen (23) veränderbar sind.

6. Boden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (11) mit den Nocken (13) in ihrer Höhenlage verstellbar sind.

7. Boden nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Halterungen durch Leisten (12) unterhalb des Bodens miteinander verbunden sind.

8. Boden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Profile (5) an ihren Stirnseiten durch Blechstreifen (6) miteinander verbunden sind, die gleichzeitig die Kamine (7) flüssigkeitsdicht abschließen.

9. Boden nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen (6) bis unterhalb des Bodenniveaus geführt und mit unten offenen Schlitzen (8) für die Befestigung der Bodenteile mittels Schrauben (9) an den Trägern (4) versehen sind.

10. Boden nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung des Bodens in einzelne Abschnitte an den Trennstellen (X) durch Schnitte erfolgt, die von der Vertikalen abweichen.

11. Boden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbereich der Hauben an der Halterung (11) einschließlich der Blattfeder (15) durch eine Kapsel (20) abgeschirmt ist.

12. Boden nach einem der vorhergehenden Absprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenträger (24) in ihrer Breite veränderbar sind.