CH464258A - Einrichtung zur Herbeiführung einer innigen Berührung zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zur Herbeiführung einer innigen Berührung zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit
Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herbeiführung einer innigen Berührung zwischen einem gasförmigen Medium und einer Flüssigkeit zwecks Wärmeaustausches, Gasreinigung und/oder Gasabsorption, in welcher das gasförmige Medium von unten nach oben durch ein Bett von benetzten Kontaktkörpern mit einer solchen Geschwindigkeit hindurchgeführt wird, dass die aus leichten, kugeligen Elementen bestehenden Kontaktkörper im Schwebezustand gehalten werden.



   Bei der Durchführung verschiedenartigster Prozesse, etwa im Zusammenhang mit Gasabsorptionen, Staubentfernung und Wärmeaustausch, hängt das erzielte Resultat in weitem Ausmass von der Güte ab, mit welcher eine Flüssigkeit mit einem gasförmigen Medium in innige Berührung gebracht werden kann, wozu es einer grossen Berührungsfläche zwischen den beiden bedarf.



   Es ist seit langem bekannt, die Grösse der Berührungsfläche durch verschiedenste Methoden zu vergrössern, beispielsweise indem man die Flüssigkeit in kleinsten Tropfen in das gasförmige Medium einspritzt und auch indem man flächenvergrössernde Einsätze verwendet, welche mit der Flüssigkeit benetzt werden, wobei solche Einsatzteile, z.B. aus hölzernen Rosten oder aus sogenannten Raschig-Ringen bestehen können. Die Wirksamkeit der Berührungfläche hängt in grossem Ausmass von der Relativgeschwindigkeit der beiden   Medien    ab.

   Bis anhin bestand die üblichste Methode zur Erzielung einer hohen Relativgeschwindigkeit zwischen dem Flüssigkeitsfilm und dem Gasfilm an der Berührungsfläche darin, dass man die Flüssigkeit in den oberen Teil des in Betracht kommenden Apparates und das gasförmige Medium in den unteren Teil einführte und bei möglichst hoher Geschwindigkeit im Gegenstrom zueinander fliessen liess, wobei die Flüssigkeit wegen ihrer Schwere abwärts fliesst und der unverarbeitete Teil im unteren Teil des Apparates gesammelt wird.



   In allen diesen bekannten Konstruktionen ergibt sich für die Maximalgeschwindigkeit des gasförmigen Mediums eine Begrenzung infolge des Wegtragens von Flüssigkeit und wegen des Druckgefälles für das gasförmige Medium. In Apparaten mit Einsätzen kann die Flüssigkeit nicht durch den Einsatz hindurch nach unten fliessen falls die Gasgeschwindigkeit zu hoch ist. Diese Grenzgeschwindigkeit hängt von einer Mehrzahl von Faktoren ab, u.a. von der Art der Einsätze und von der Flüssigkeitsbelastung, weshalb sie in manchen Fällen nur etwa   0, 1 m/sec    beträgt (siehe z.B. Morris, Jackson:  Absorption   Powers ,    Fig. 13 B, Seite 27).

   Für Apparate mit Einsätzen besteht ein wesentlicher einschränkender Faktor ferner darin, dass mit der Verstopfungsgefahr zu rechnen ist, weshalb diese Apparate nur für verhältnismässig saubere Flüssigkeiten und Gase verwendet werden können.



   Die Verwendung von Kontaktkörpern der eingangs erwähnten Art, die in sogenannten Fliessbetten angeordnet sind, hat in den letzten Jahren in vielen Anwendungen eine   Weiterverbreitung    gefunden. Dank der Hüpfbewegung der Kontaktkörper im Bett wird die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gas und den Kontaktkörpern grösser und wird demzufolge ein höherer Wärmeaustauschkoeffizient erreicht. Die besagte Bewegung verhindert ferner die Ablagerung von Staub auf den Kontaktkörpern und hilft demzufolge, das Bett sauber zu halten.

   Es hat sich aber gezeigt, dass, wenn wie dies bisher der Fall war, die Flüssigkeit im Gegenstrom zum Gas, also von oben her, zugeführt wird, sie durch das Gas mitgenommen und aus der Anlage herausgeführt wird, bevor sie eigentlich in grösserer Menge wirksam werden konnte; dieser ungünstige Effekt ist auf die hohen Gasgeschwindigkeiten zurückzuführen, die in Fliessbetten zur Anwendung gelangen. Um diesen ungünstigen Auswirkungen beizukommen, mussten bisher besondere Massnahmen getroffen werden.



   Man ordnete z.B. über dem Fliessbett Entwässerungsmittel an, in welchen die Luft durch mehrmalige Richtungsänderung von mitgerissenen Flüssigkeitspartikeln  befreit wird. Solche Entwässerungsmittel in der Form von Entwässerungsrosten haben aber einen beträchtlichen Druckabfall zur Folge und verlangen demgemäss eine erhöhte Energiezufuhr, was wieder erhöhte Anlagekosten zur Folge hat, besonders dann, wenn korrosionsbeständige Baustoffe zur Verwendung gelangen müssen.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei der Einrichtung der eingangs erwähnten Bauart dadurch gelöst, dass Mittel für die Zufuhr und Feinverteilung der Benetzungsflüssigkeit unterhalb des Bettes von Kontaktkörpern angeordnet und eingerichtet sind, um die Flüssigkeit dem gasförmigen Medium im Gleichstrom zu letzterem beizumischen.



   Dank dem, dass die Flüssigkeit unterhalb des Fliessbettes in Gleichstrom mit dem Gas zugeführt wird, arbeitet die obere Lage des Fliessbettes zugleich als   Entwässerungsmittel    und als berührungsflächenschaffen  der Einrichtungsteil. : Demzufolge erübrigen sich zusätzli-    che Entwässerungsroste, und die erfindungsgemässe Einrichtung ist vorteilhaft sowohl hinsichtlich Anlagekosten wie auch Betriebskosten.



   In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Bett von Kontaktkörpern Elemente von verschiedener Grösse und/oder verschiedenem Gewicht auf. In gewissen Fällen ist es von Vorteil, in einer Einrichtung mehrere Betten von Fliesskörpern in Serieanordnung vorzusehen. In einem solchen Fall kann eines oder mehrere dieser dem erfindungsgemäss vorgesehenen Bett ähnliche Betten in Fliessrichtung des Gases diesem Bett vorgeschaltet sein, wobei aber in dem ähnlichen Bett bzw. den ähnlichen Betten die Flüssigkeit von oben her, also im Gegenstrom zum Gas, zugeführt wird.

   Besonders im Falle der Benetzung eines Gases, wo es erwünscht ist, kleine Flüssig  keitsströme    anzuwenden, können die Flüssigkeitszufuhrglieder in einem verhältnismässig grossen Abstand vom erfindungsgemäss vorgesehenen Bett von Kontaktkörpern unterhalb dieses im unteren Teil eines Abschnittes der Einrichtung mit nach oben zunehmender Querschnittsfläche angeordnet sein. Man erhält dadurch eine Zone mit freien Wassertröpfchen und langer Verweilzeit.



  Sobald die Tropfen infolge Verdunstung so klein geworden sind, dass sie durch die Zone hindurch treten, benetzen sie im Gleichstrom das darüber liegende Fliessbett, das sowohl als Kontaktzone wie auch als Flüssigkeitsabsonderer wirkt.



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform und
Fig. 2 einen ähnlichen Vertikalschnitt einer zweiten   Ausführungsform.   



   In der Zeichnung ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, das einen Gaseinlassstutzen 2 und einen Gasauslassstutzen 3 besitzt. Mit 4 sind Mittel bezeichnet, die dazu dienen, eine Flüssigkeit im Gleichstrom zum Gas in die Einrichtung einzuführen. Mit 5 ist ein über diesen Mitteln angeordnetes Bett aus Kontaktkörpern 6 bezeichnet, welche durch die zugeführte Flüssigkeit benetzt werden sollen, wobei vorausgeschickt sei, dass die Flüssigkeit in feinverteilter Form zugeführt wird. Die Kontaktkörper bestehen aus leichten, kugeligen Elementen ähnlich Tischtennisbällen. Mit 7 ist ein Rost bezeichnet, der dazu dient, die Kontaktkörper zu tragen, solange die Einrichtung nicht in Betrieb ist, und mit 8 ist ein ähnlicher Rost bezeichnet, der die Kontaktkörper daran hindert, durch das wegströmende Gas aus der Einrichtung herausgetragen zu werden.

   Mit 9 ist eine Leitung für überschüssige Flüssigkeit bezeichnet, die am Gehäuseboden angeschlossen ist. In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel führt diese Leitung 9 zu einem Behälter 10, aus welchem die Flüssigkeit durch eine Pumpe 11 erneut den Flüssig  keitszufuhrmftteln    4 zugeführt wird. In diesem Beispiel sind diese Mittel in einem verhältnismässig grossen Abstand vom Bett von Kontaktkörpern unterhalb dieses angeordnet, und zwar im unteren Teil eines Abschnittes 12, der einen nach oben zunehmenden Querschnitt hat.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Herbeiführung einer innigen Berührung zwischen einem gasförmigen Medium und einer Flüssigkeit zwecks Wärmeaustausches, Gasreinigung und/oder Gasabsorption, in welcher das gasförmige Medium von unten nach oben durch ein Bett (5) von benetzten I Kontaktkörpern (6) mit einer solchen Ge- schwindigkeit hindurchgeführt wird, dass die aus leichten, kugeligen Elementen bestehenden Kontaktkörper im Schwebezustand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (4) für die Zufuhr und Feinverteilung der Benetzungsflüssigkeit unterhalb des Bettes (5) von Kontaktkörpern (6) angeordnet und eingerichtet sind, um die Flüssigkeit dem gasförmigen Medium im Gleichstrom zu letzterem beizumischen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Bett (5) von Kontaktkörpern (6) verschieden grosse und/oder schwere Elemente aufweist.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Betten (5) von Ikontaktkörpern (6) in Serieanordnung vorhanden ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere dem genannten Bett ähnliche Betten hinsichtlich Fliessrichtung des gasförmigen Mediums dem besagten Bett (5) von Kontaktkörpern (6) vorgeschaltet ist bzw. sind, wobei diesem zusätzlichen Bett bzw. diesen zusätzlichen Betten die Flüssigkeit von oben her und im Gegenstrom zum gasförmigen Medium zugeführt wird.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszuführmittel (4) in einem verhältnismässig grossen Abstand vom Bett (5) von Kontaktkörpern (6) unterhalb dieses im unteren Teil eines Abschnittes (12) mit nach oben zunehmendem Querschnitt angeordnet sind.