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DE2807882A1 - Siebtraeger zum bewirken eines kontaktes zwischen einem gas und einer fluessigkeit - Google Patents

Siebtraeger zum bewirken eines kontaktes zwischen einem gas und einer fluessigkeit

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Publication number
DE2807882A1
DE2807882A1 DE19782807882 DE2807882A DE2807882A1 DE 2807882 A1 DE2807882 A1 DE 2807882A1 DE 19782807882 DE19782807882 DE 19782807882 DE 2807882 A DE2807882 A DE 2807882A DE 2807882 A1 DE2807882 A1 DE 2807882A1
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DE
Germany
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carrier
liquid
slot
flow
edge
Prior art date
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Granted
Application number
DE19782807882
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English (en)
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DE2807882C2 (de
Inventor
Robert Duncan Kirkpatrick
Davud William Weiler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE2807882A1 publication Critical patent/DE2807882A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2807882C2 publication Critical patent/DE2807882C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/22Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal sieve plates or grids; Construction of sieve plates or grids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Siebträger zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas, wie er in Destillations- und Absorptionssystemen zum Stoffaustausch zwischen zwei Flüssigkeiten benutzt wird.
Zum Stoffaustausch wird beim selektiven Trennen von wenigstens einer Komponente aus einer Mischung von wenigstens zwei Bestandteilen, beispielsweise bei Destillations- und Absorptionsanwendungen, in üblicher Weise ein aufwärtsströmendes Dampf- oder Gasmedium auf einer im wesentlichen horizontal ausgerichteten Kontaktfläche mit einem allgemein abwärts gerichteten flüssigen Medium in Kontakt gebracht. Bei einem herkömmlichen Destillationsverfahren erlaubt ein solcher Kontakt, daß ein aufwärts strömendes Dampf- oder Gasmedium selektiv mit den leichteren Komponenten der Mischung angereichert wird, d.h. mit solchen Komponenten, die eine relativ'hohe Flüchtigkeit haben, während das allgemein abwärts strömende flüssige Medium selektiv mit den schwereren Komponenten von relativ niederer Flüchtigkeit angereichert wird.
Zwei Arten von Trägern zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas sind im allgemeinen bei Destillations- und Absorptionsanwendimgen in Gebrauch, und zwar sind es Blasenkappenträger (bubble cap trays) und perforierte Träger. Aufgrund der großen Nützlichkeit perforierter Träger bei Trennungen unter niederem Druck, beispielsweise bei der Trennung von thermisch empfindlichen Verbindungen und als Folge eines niederen Trägerdruckabfalles.perforierter Träger im Vergleich mit Blasenkappenträgern und wegen ihrer einfachen und relativ billigen Bauweise werden perforierte Träger weitgehend benutzt
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und ersetzen den Gebrauch von Blasenkappenträgern in vielen Verbindungen, bei denen diese früher verwendet wurden.
Obgleich zahlreiche Arten von Gasflüssig-Kontaktträgern unter der allgemeinen Bezeichnung perforierter Träger einschließlich vieler geschützter Ventilträger einzuordnen sind, ist der allgemeinste und am häufigsten gebrauchte Typ der sog. Siebträger. Dieser Träger weist gewöhnlich einen ebenen mit einer Anzahl von perforierten Löchern versehenen Trägerteil auf. Derartige Perforationen liefern Durchgänge für aufwärts steigende Kontaktdämpfe, die sich dann eng mit dem fließenden Medium über das Trägerteil vermischen. Aufeinanderfolgende Träger in einer Flussig-Gas-Kontakt-Kolonne sind mit Hilfe von nach unten führenden flüssigkeitsabgebenden Geräten in bekannter Art verbunden.
Ein oft verwendeter Siebträger ist der sog. Sinbahnträger mit Querströmung. Bei diesem Trägertyp wird die Flüssigkeit aus einem nicht perforierten Empfangsbereich in der Nähe der Außenkante des Trägers abgegeben, wobei die Flüssigkeit quer über ein Einlaßwehr fließt, das eine durch den Kolonnendurchmesser bestimmte Kreissehne bildet, und fließt dann quer über die gesamte aktive Fläche des Trägerteiles zuerst in ein auseinanderstrebendes und dann in ein zusammenlaufendes Strömungsmuster. Das flüssige Medium wird nach Passieren des Trägerteiles an eine ähnliche, dem Flüssigkeitseinlaßbereich entgegengesetzte Kantenregion abgegeben und wird dann durch die Kolonne dem nächsten tieferliegenden Träger zugeführt, in den es unmittelbar unter der Flüssigkeitsabgabe des vorhergehenden darüberliegenden Trägers eingeleitet ist. Die Flüssigkeit fließt dann quer über die aktive Fläche des -darunterliegenden Träger-
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teiles in entgegengesetzte Richtung mit Bezug aufden vorhergehenden Träger. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis das Medium die Kolonne passiert hat0
Der Einbahnträger mit Querströmung hat wegen seiner einfachen und relativ billigen Bauweise weitgehend Anwendung gefundens weil nicht nur die zur Verfügung stehende Kolonnenfläche für den Kontakt zwischen Gas und der Flüssigkeit in hohem Maße ausgenutzt wirdj, sondern auch bei einer hohen gesamten Kontaktleistung gehalten werden kann. Mit Bezug auf diese charakteristischen Daten spielen zwei Arten von KontaktIeistungen, d„ho die sog. punktförmige und die Träger- oder Plattenleistung, beim Entwurf eines Trägers zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas eine wichtige RoIIe0 Punktleistungen an der Kontaktoberfläche des Trägerteiles sind grundsätzlich sowohl durch die physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften des für die Kontaktherstellung benutzten Flüssigkeitssystems als auch durch den Grad des engen Kontaktes zwischen der Gas- und der Flüssigkeitsphase bestimmte Da der Konstrukteur auf diese Faktoren einen relativ geringen Einfluß hat, sind Punktleistungen eines gegebenen Systems unter normalen Betriebsbedingungen mehr oder weniger nichtvarurbar« Träger und Plattenleistungen, bezogen auf diese Punktleistungen, sind zum anderen durch ein/"Strömungsbahnvergrößerung" bezeichnetes Phänomen gekennzeichnet und können theoretisch höher als Punktleistungen sein, die an verschiedenen Punkten der Kontaktoberfläche des Trägerteiles gemessen sind. Die Faktoren^ die die . tatsächliche Plattenleistung einer Trägerkontaktfläche begrenzen, sind ein diffuses Rückvermischen und Abweichungen von der idealen Gesamtströmung quer über die Trägeroberflächeo Obwohl
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Rückvermischen eine Funktion von Flüssigkeitseigenschaften ist und daher der Kontrolle des Konstrukteurs entzogen ist, ist es möglich, die Strömungsverteilung der a'if der Kontaktfläche des Trägerteiles befindlichen Flüssigkeit zu kontrollieren. In der Tat sind Plattenleistungen von mehr als 100 % theoretisch möglich, wenn eine ideale Strömung der Flüssigkeit bei Siebträgern mit großem Durchmesser aufrechterhalten wird.
Trotz dieser Überlegungen ist es in der Trennungstechnik bewiesen, daß Siebträger mit einem großen Durchmesser nicht in dieser idealen Art arbeiten. In erster Linie verlangen derartige Träger bekanntlich einen großen hydrostatischen Druck, um das Strömen des flüssigen Mediums vom Einlaß bis zum Auslaß des Trägerteiles zu fördern. Der erforderliche Trägerkopf für den Einlaß der Flüssigkeit ergibt im Einlaßbereich des Trägers ein beträchtliches Tropfen (weeping). Ein derartiges Tropfen ist für die Leistungsfähigkeit des gesamten Kontaktsystems äußerst schädlich, weil die zu behandelnde Flüssigkeit den Gasflüssigkeitskontakt an zv/ei aufeinanderfolgenden Trägern in der Kontaktkolonne wirksam umgeht, indem die Flüssigkeit aus dem Einlaßbereich eines ersten Trägers zum Auslaßbereich eines zweiten Trägers und von da zum Einlaßbereich eines dritten Trägers vorbeifließt.
Das US-Patent 3 417 975 beschreibt einen Träger zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit unter Verwendung eines gleichmäßigen Musters von Öffnungen bestimmter Größe, mit Wänden senkrecht zur Trägeroberfläche und einem einheitlichen Muster von schräg geneigten Öffnungen, wobei die letzteren in AbwärtsStromrichtung der strömenden Flüssigkeit orientiert sind. Die nach diesem Patent gebauten Träger sind
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geschlitzte Siebträger, mit einer höheren Leistung aufgrund der Ausschaltung des in Längsrichtung wirkenden hydrostatischen Druckes in der Flüssigkeit auf den Träger. Der zusätzliche^ durch die beiden Sätze fester Öffnungen hervorgerufene Grad an Konstruktionsfreiheit besteht in der Ausnutzung von nur einer vorbestimmten, geeigneten Fraktion des gesamten zur Verfügung stehenden DampfSchubes (vapor thrust)$ damit die Flüssigkeit quer über den Träger transportiert wird,, Zu den anderen ähnlichen Faktoren gehört die Neutralisierung des hydrostatischen Druckes, wodurch ein gleichmäßiger Widerstand dem Eindringen des Dampfes durch die Flüssigkeitstiefe auf dem Träger erzeugt wird und sowohl der Dampf als sxich die Flüssigkeit gleichmäßig verteilt über die aktive Fläche des Trägers fließt0 Die antreibende Wirkung des Dampfes nach diesen Träger gleicht das Gefalle des hydrostatischen Druckes der Flüssigkeit aus 'und schaltet auf diese Weise das "Tropf-Problem" weitgehend aus„
Die herkömmlichen Siebträger sind mit einem zusätzlichen Problem der Inaktivität belastete wonach die Tendenz besteht, daß unbelüftete Flüssigkeit auf den Träger vom Flüssigkeitseinlaß fließtj um in einem unbelüfteten Zustand auf der Oberfläche des Trägerteiles zu bleiben. Die auf den Träger gelangende Flüssigkeit bleibt daher über eine verhältnismäßig lange Strecke des Trägers cfb ±1 aktiv^fenn nicht eine Einrichtung in die Flüssigkeitsbahn eingeschaltet istP um die Blasenbildungsaktivität positiv zu beeinflussen. Das US-Patent 3 282 576 beschreibt einen Blasenförderer, der,, wenn er am Trägereinlaß angeordnet ist 9 die kinetische Energie der Flüssigkeit sofort erhöht und daher den hydrostatischen Druck verringert» Die Blasenbildung wird unmittelbar an der Trägerschwelle (tray thershold ) einge-
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leitet, und sobald dies geschehen ist, setzt sie sich quer zum Träger fort, so daß der volle Gebrauch von der Kontaktfläche für den Gas-Flvesigkeitsstoffaustausch gemacht v/erden kann.
Die Kombination dieser beiden technischen Neuerungen ermöglicht eine hohe lokalisierte an den Gas-Flüssigkeits-Kontaktflächen des Siebträgers zu erreichende Punktleistung. Wie jedoch das US-Patent 3 759 498 lehrt, ist ein zusätzliches Trägermerkmal für Träger mit großem Durchmesser mit divergierenden bz\»T. konvergierenden Strömungsbahnen erforderlich. Um hohe Gesamtträgerleistungen mit derartigen Trägern zu erreichen, muß die strömende Flüssigkeit sich dem idealen Strömungsprofil so eng wie möglich annähern. Dieses Patent offenbart, daß die Leistung von Einbahnsiebträgern mit Querfluß beträchtlich durch Verwenden eines besonderen. Husters, das, wie es das US-Patent 3 417 offenbart, geschlitzte Öffnungen für den Dampf enthält, verbessert werden kann.
Nach dem US-Patent 3 759 498 ist die Identifizierung bestimmter Schlüssolzoiien und die Erfüllung einer bestimmten Schlitzdichte und Schlitzorientierung in jeder Zone erforderlich, um die sich aus einer ungleichen Schaumhöhe von Gas und Flüssigkeit und einer ungenauen Flüssigkeitsverteilung ergebenden Probleme auf der Trägeroberfläche auszuschalten. Insbesondere wirddurch stufenweises Erhöhen der Schlitzdichte in Bereichen des Trägerteils,, die stromabwärts der transversalen Mittellinie des Trägers liegen und durch stufenweises Erhöhen des Schlitzwinkels relativ zur diametralen Strömungslinie des Trägers in Gebieten, die sich stromabwärts der transversalen Mittellinie und transversal zur diametralen Strömungslinie befinden, der Betrieb
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eines Trägers mit Querfluß beträchtlich verbessert. Eine derartige Verbesserung der Trägerleistung ergibt sich aus dem bereits angeführten Problem einer Vergrößerung der Strömungsbahn, da die strömende Flüssigkeit sich Jetzt dem idealen Strömungsprofil annähert, wenn sie die Kontaktfläche des Trägers zwischen Gas und Flüssigkeit Überschreiteta
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Bei einem gegebenen Trägerdurchmesser haben Einbahnträger mit Querfluß eine begrenzte Kapazität in der Aufnahme der Flüssigkeit, da die einzelnen nach unten führenden Strömungseinrichtungen dazu neigen, bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten überladen zu werden. Bei zunehmender Strömungsgeschwindigkeit wird die einzelne nach unten gehende Zufuhrleitimg .des Einbahnträ- · gers mit Querfluß zunehmend mit Flüssigkeit gefüllt und, wenn die Zufuhr von Flüssigkeit weiter erhöht wird,wird sich die Flüssigkeit gelegentlich an der darüberliegenden Trägeroberfläche stauen. Eine derartige zunehmende Flüssigkeitsansammlung auf dem Träger drosselt gelegentlich den Träger, so daß sich ein massives Mitreißen von Flüssigkeit ergibt, Dieser gewöhnlich als "Überfluten" bezeichnete Zustand ist von einem starken Abfall in der Trägerleistung und einem zunehmenden Druckabfall über den Träger gekennzeichnet. Wenn also eine hohe Flüssigkeitszufuhr erforderlich oder erwünscht ist, müssen aufwendigere verschiedene Strömungsmuster verwendende Trägertypen, wie beispielsweise Zweibahnträger mit Querfluß, in zunehmendem Maße benutzt werden. Derartige Zweibahnträger liefern demgemäß mehr Kolonnenraum und eine / Flüssigkeitszufuhr pro Einheitsbreite der aktiven Trägeroberfläche als ein entsprechender Durchmesser eines Einbahnträgers mit Querfluß„
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Im Hinblick hierauf wird das Erhöhen der Kapazität der Flüssigkeitszufuhr eines Kontaktträgers zwischen Gas und Flüssigkeit, bedingt durch eine Zunahme in der Zahl der abwärtsführenden Leitungen oder Flüssigkeitseinlaßeinrichtungen nur durch höhere Fertigungskosten des Trägers und durch Herabsetzen der Trägerleistung im Vergleich mit lokalisierten Punktleistungen auf dem Träger als Ergebnis einer Verkleinerung der Strömungsbahn erkauft. In vielen Fällen führt außerdem eine Zunahme in der Zahl der abwärtsführenden Leitungen für den Träger zu einer Abnahme in der sich ergebenden gesamten aktiven Fläche des Trägers. Deshalb ist es wesentlich, das Strömungsprofil so eng wie möglich dem Verhalten des idealen Strömungsprofils auf Trägern mit verschiedenen Strömungsmustern anzupassen, so daß die mit Einbahnträgern mit Querfluß erzielten Gesamtträgerleistungen aufrechterhalten werden können. In der Praxis ist dies jedoch schwierig zu erreichen, insbesondere mit Trägern, die mit einer Zweibahn versehen sind und bei denen das Medium von der Seite in das Zentrum strömt.
Bei einem Zweibahnsiebträger mit einem von der Seite in das Zentrum strömenden Medium wird die Flüssigkeit zu der Kontaktfläche des Trägerteiles durch einen neben dem Außenumfang des Trägers angeordneten Flüssigkeitseinlaß eingeführt und strömt. von ihr direkt quer über die Trägeroberfläche vom Einlaß in einem auseinanderstrebenden Strömungsmuster zu einem Flüssigkeitsauslaß, wobei sich der Auslaß transversal entlang eines Durchmessers des Trägers erstreckt. Das Problem der schwachen Strömungshydraulik auf derartigen Zweibahnträgern mit von der Seite in das Zentrum strömenden Flüssigkeiten ist 'bekannt. Leider ist es bisher nicht gelungen, einen derartigen, hydraulisch
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"bedingten Leistungsabfall, der durch eine äußerst ungünstige Flüssigkeitsverteilung auf der Kontaktfläche des Trägers hervorgerufen ist, zu beseitigen. Beim Bau von Zweibahnträgern mit von der Seite in das Zentrum strömender Flüssigkeit sind die Erfahrungennder Bauweise für einen Bahnträger mit Querfluß ingeeigneter Weise benutzt worden, aber leider stellte sich dieser eingeschlagene ¥eg als fruchtlos heraus, um die ungünstige Verteilung der Flüssigkeit auf dem Träger zu beseitigen» Nichtsdestoweniger ist mit.Bezug auf einen Einbahnträger für die gleiche strömende Flüssigkeit die Flüssigkeitszufuhr auf einem Zweibahnträger pro Einheitsbreite, nur halb so groß» Als ein Ergebnis eines derartigen Unterschiedes liefern Zwei-Bahnträger beträchtlich höhere Flüssigkeitskapazitäten und einen wesent- · lien / Flüssigkeitsgradienten als Einbahnträger mit Querfluß. Dementsprechend sind Zweibahnträger besonders vorteilhaft für Anwendungen, die sich durch ein hohes Flüssigkeitsgasverhältnis oder durch große Trägerdurchmesser auszeichnen.
Obwohl die durch das US-Patent 3 759 498 offenbarte Schlitzanordnung in der Lage istp ein relativ günstiges hydraulisches Verhalten bei Einbahnträgern mit Querfluß von mittlerer aktiver Fläche zu liefern, wird ein entsprechender Vorteil mit einem Zweibahnträger, bei dem das Medium von der Seite in das Zentrum strömt, nicht erreicht. Der Grund für diesen Unterschied kann den baulichen Unterschieden zwischen dem Einbahnträger mit Quer-
fluß/dem Zweibahnträger mit von der Seite in das Zentrum strömendem Medium zugeschrieben werden. Im Gegensatz zu Einbahnträgern mit Querfluß ist der divergierende Flüssigkeitseinlaßbereich eines Zweibahnträgers nicht mit einer konvergierenden Auslaßsone benachbart. Es ist angenommen „wordenρ daß in einem Einbahnträger mit Querfluß 9 der mit der . Verbesserung
gemäß dem US-Patent 3 759 498 versehen ist, die Richtung variierbare Schlitze in der Außenzone aufweist,-so daß es möglich ist, einen korrigierenden Einfluß über die Einlaßzoiie zu gewinnen. Sine derartige Korrektur und ein Ausglätten des Flüssigkeitsgradienten auf der Kontaktfläche des Trägerteiles ist in Zweibahnträgern, bei dem das Medium von der Seite in das Zentrum strömt, aus dem Grunde nicht möglich, daß es keinen damit verbundenen konvergierenden Auslaßabschnitt gibt.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Träger zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas vom Zweibahnsiebtyp, bei dem das flüssige Medium von der Seite in das Zentrum fließt, und der durch eine verbesserte Verteilung der Flüssigkeit quer über die gesamte aktive Trägeroberfläche gekennzeichnet ist, vorzuschlagen.
Eine v/eitere Aufgabe der Erfindung ist es, das hydraulische Verhalten von Querflußträgern mit großem Durchmesser, die nach der Lehre der US-PS 3 759 498 gebaut sind, zu verbessern.
Weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung betrifft einen verbesserten Träger zum eines Kontaktes zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas, wie er in Destillations- und Absorptionssystemen zum Stoffaustausch zwischen zwei Flüssigkeiten benutzt wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Siebträger mit Kreisform, geschlitzten Öffnungen und Kanten zum Bewirken eines engen Kon-
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taktes zwischen aufsteigendem Dampf einer über einen Teil des Trägers strömenden Flüssigkeit, der eine ebene Hauptoberfläche und Bodenfläche hat mit einem Flüssigkeitseinlaß an einer Kante des Trägerteiles entlang einer für eine strömende Flüssigkeit geeigneten Bahn auf der Hauptoberfläche mit einem auseinanderstrebenden Strömungsabschnitt neben dem Einlaß zu einer Flüssigkeitsabgabestelle an einer gegenüberliegenden Kante des Trägerteiles. Eine Anzahl von Öffnungen bestimmter Größe sind quer über den Trägerteil verteilt und erstrecken sich durch die Wände senkrecht zur Hauptoberfläche und Bodenfläche für den Gasfluß. Eine Anzahl erhöhter Abschnitte sind gebildet von den Trägerteilen quer über die Flächen mit einer über die ebene Hauptoberfläche erhöhten oberen Fläche, die eine vordere Führungskante aufweist und von der ebenen Hauptoberfläche getrennt ist, um eine verlängerte Schlitzöffnung damit zu bilden, wobei diese eine größere Breite als Höhe aufweist. Die erhöhte obere Fläche ist gegenüber der flachen Hauptoberfläche geneigt und hat mit dieser Fläche eine feste Rückenkam;e und jeder erhöhte Abschnitt ist auf Abstand von den angrenzenden Abschnitten durch die ebene Hauptoberfläche, die einen derartigen Teil ganz umschließt, gehalten.
Die besondere Verbesserung der vorliegenden Erfindung umfaßt einen ersten Bandabschnitt des Trägerteiles neben dem Flüssigkeitseinlaß, der sich von dort stromabwärts auf eine Entfernung von wenigstens 20 % der Länge des Trägers entgegengesetzt der Strömungslinie vom Flüssigkeitseinlaß bis zur transversalen · Mittellinie des Trägers und sich quer nach außen aus der Umgebung der diametralen Strömungslinie des Trägers auf eine Entfernung von mindestens 25 % der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses erstreckt. Die Schlitzöffnungen in dem ersten
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Bandabschnitt des Trägerteiles sind mit Bezug auf und weg von der diametralen Strömur.'£slinie derartig winkelorientiert, daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze größer als der durch die diametrale Strömungslinie gebildete Winkel ist und eine Tangenslinie an der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit dem Flüssigkeitseiiilaß und mit der Schlitzdichte im ersten Bandabschnitt bildet, so daß das Verhältnis der Gesamtfläche der vorhandenen Schlitzöffnungen zur gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabschnittes zwischen 0,0001 und 0,30 liegt.
In einer bevorzugten Ausführungs-form der Erfindung ist der erste Bandabschnitt des Trägerteiles an seinem transversalen Außenrand durch den anliegenden zweiten Bandabschnitt des Trägerteiles begrenzt, der sich transversal zur Außenkante des Trägerteiles und stromabwärts wenigstens gleich mit dem ersten Bandabschnitt erstreckt. Im zweiten Bandabschnitt sind die Schlitzöffnungen mit Bezug auf und weg von der diametralen Strömungslinie derart winkelorientiert, daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze zwischen 15° und 45° liegt. Die Schlitzdichte im zweiten Bandabschnitt ist so bemessen, daß das Verhältnis der Gesamtfläche der Schlitzöffnungen zur gesamten aktiven Fläche des zweiten Bandabschnittes zwischen 0,0001 und 0,30 liegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der erste Bandabschnitt des Trägerteiles nur auf einen Teil der Länge der diametralen Strömungslinie des Trägers vom Flüssigkeitseinlaß bis zur transversalen Mittellinie des Trägers und ist an seinem stromabwärts äußersten Ende durch einen anliegenden transversal sich erstreckenden dritten Band-
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abschnitt des stromabwärts führenden Trägerteiles bis zur transversalen Mittellinie des Trägers begrenzt und hat eine niedrigere Schlitzdichte als der erste und zweite Bandabschnitt* Die vorliegende Erfindung wird vorteilhaft bei einem Zweibahnträger mit von der Seite in das Zentrum strömender Flüssigkeit und mit einer Flüssigkeitsabgabe verwendet, λι^θι sich diese von Kante zu Kante des Trägers im wesentlichen neben der transversalen Mittellinie so erstreckt, daß der Träger in zwei gleiche Teile geteilt wird, und jeder Teil einen Flüssigkeitseinlaß aufweist, der sich transversal und parallel mit Bezug auf die Flüssigkeitsabgabe an der entgegengesetzten Kante des Trägerteiles erstreckt.
Diese Erfindung kann ebenso mit einem einfachen Einbahnträger benutzt werden, wobei die Flüssigkeit neben einer Außenkante eintritt und quer über die ganze aktive Fläche des Trägers zuerst in einem auseinanderlaufenden Muster und dann in einem konvergierenden Muster für die Abgabe an den Flüssigkeitsauslaß fließt, der an der gegenüberliegenden Außenkante liegto Die Flüssigkeit wird dann über eine nach unten gehende Zufuhreinrichtung dem nächsten unteren Träger zugeführt, wo sie unmittelbar unter dem Auslaß des nächsten darüberliegenden Trägers eintritt und quer über die aktive Oberfläche in entgegengesetzter Richtung zu diesem Träger fließt.
Die Erfindung kann auch vorteilhaft auf einen Träger mit Parallelströmung angewandt v/erden. Im Träger mit paralleler Strömung erstreckt sich ein im Zentrum angeordnetes Staublech quer über den Träger entlang· des Durchmessers 5, so daß der Träger in zwei gleiche Teile geteilt wird. Eine Einla'ßeinrichtung für die Flüs-
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sigkeit ist an dem Ende des Trägerteiles unmittelbar neben dem ersten Ende des zentralen Staubleches für' die Querströmung vorgesehen, wobei aie Auslaßeinrichtung für die Flüssigkeit unmittelbar neben einem zweiten Ende des zentralen Staubleches an der gegenüberliegenden Kante des einen Trägerteiles liegt. Die Einlaßeinrichtung für die Flüssigkeit ist vorgesehen an der Kante der anderen Trägerteile unmittelbar neben dem zweiten Ende des zentralen Staubleches für die Querströmung entgegengesetzter Richtung zur Strömungsbahn für die Flüssigkeit quer über einen Trägerteil, wobei die Auslaßeinrichtung für die Flüssigkeit unmittelbar neben dem ersten Ende des zentralen Staubleches an der gegenüberliegenden Kante des anderen Trägerteiles angebracht ist.
Die Erfindung kann auch in geeigneter Weise mit einem Träger benutzt werden, bei dem von der offenbarten Lehre des US-Patentes 3 759 498 Gebrauch gemacht ist. In derartigen Trägern sind wenigstens einige der Schlitzöffnungen stromabwärts der transversalen Mittellinie des Trägers mit Bezug auf die diametrale Strömungslinie des Trägers so winkelorientiert, daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze in transversaler Richtung zur Strömungsbahn der Flüssigkeit von der diametralen Strömungslinie bis zur Außenkante des Trägers zunimmt; daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze auch in Längsrichtung der Strömungsbahn der Flüssigkeit zum Flüssigkeitsauslaß zunimmt; und daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze unmittelbar neben dem Flüssigkeitsauslaß und neben der Außenkante 20° des Winkels beträgt, der durch eine Tangenslinie am Schnittpunkt mit der diametralen Strömungslinie gebildet ist.
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Der Ausdruck "diametrale Strömungslinie" des Trägers "bedeutet, daß die lineare Strömungsbahn der Flüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß des Trägers bis zur Flüssigkeitsabgabe des Trägers, parallel zum und annähernd neben dem Kolonnendurchmesser liegt. Die Strömung entlang der diametralen Strömungslinie des Trägers ist von der zylindrischen Wand, die den eingesetzten Träger im Betrieb umschließt, abgev/andt, und wird nicht in nennenswertem Maße abgelenkt als Folge des divergierenden oder konvergierenden Musters der strömenden Flüssigkeit auf der Oberfläche des Trägers. Der Ausdruck "transversale Mittellinie" gibt eine Linie auf der Hauptoberfläche des Trägerteiles an, die senkrecht zur diametralen Strömungslinie des Trägere bei einer maximalen transversalen Ausdehnung des Trägerteiles liegt. Der Ausdruck "Schlitzv/inkel" bezieht sich auf einen eingeschlossenen Winkel zwischen dem Schlitzvektor für eine gegebene Öffnung und für die diametrale Strömungslinie des Trägers. Der Vektor des Schlitzes ist definiert durch eine horizontale Linie, die senkrecht zur Breite der Schlitzöffnung liegt:.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Feststellung, daß die ungünstige Verteilung der Flüssigkeit auf einem geschlitzten Siebträger mit einem neben dem Flüssigkeitseinlaß angeordneten divergierenden Strömungsabschnitt durch ein abgewandeltes Schlitzmuster im Flüssigkeitseinlaßbereich des Trägerteiles korrigiert- werden kann, wobei die Schlitze von der diametralen Strömungslinie des Trägers wegführend bei steilen Winkeln mit Bezug auf die gewünschte Strömungslinie der Flüssigkeit orientiert sind. Obwohl die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft bei Zweibahnträgern mit Querfluß und mit von der Seite in das Zentrum strömendem flüssigen Medium benutzt werden kann, ist die Erfindung nicht auf diese Trägerbauart begrenzt. Unter-
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suchungen, haben gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Einlaßschlitze mit steilen Winkeln auch bei allen anderen Arten von Trägern mit Querfluß zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas benutzt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer stromabwärts gezeigten Anordnung von geschlitzten Siebträgern mit einem erfindungsgemäßen oberen Träger des Zweibahntyps, bei dem das Medium von der Seite in das Zentrum fließt,
Fig. 2 eine Draufsicht der einen Hälfte des in Fig. 1 gezeigten oberen Trägers im einzelnen mit den Bandabschnitten der verschiedenen winkelorientierten Schlitze,
Fig. 3 eine Draufsicht eines anderen Zweibahnsiebträgers mit einer von der Seite in das Zentrum gerichtetenStrömung und geschlitzten Öffnungen nach der Erfindung,
Fig. 4 eine braufsicht auf einen erfindungsgemäßen Einbahnsiebträger mit Querfluß und geschlitzten Öffnungen,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Teiles eines Trägers, bei dem die Beziehung zwischen den Öffnungen bestimmter Größe mit den Wänden senkrecht zur Trägeroberfläche und ein Schlitz mit Seitenwänden, die spitze Winkel mit der ebenen Hauptoberfläche des Trägerteiles bilden, gezeigt ist,
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Fig. 6 eine perspektivische Ansicht in Stromabwärtsposition zweier Siebträt<er mit geschlitzten Öffnungen gemäß der Erfindung eines Trägers mit Parallelströmung,
Fig. 7 eine Draufsicht der einen Hälfte eines Trägertyps, der für den Gebrauch der in der Fig„ 6 gezeigten Trägeranordnung geeignet ist und bei dem die Bandabschnitte der verschiedenen winkelorientierten Schlitze gezeigt sind,
Fig. 8 eine graphische Darstellungj in der der kleinste Schlitzwinkel im ersten Bandabschnitt des Trägers gegen den Prozentanteil der aktiven Trägeroberfläche als Funktion des Abstandes entlang der diametralen Strömungslinie des Trägers vom Trägerumfang zum Flüssigkeitseinlaß des Trägers gezeigt wird,,
Fig. 9 eine Draufsicht eines bekannten Zxveibahnsiebträgers mit auf der Seite in das Zentrum gerichteter Strömung zum Leistungsvergleich mit dem in der Figo 2 gezeigten Träger,
Fig. 10 eine graphische Darstellung einer Strömungsverteilung für einen Trägerteil der Figo 9P
Figo 11 eine graphische Darstellungeiner Strömungsverteilung für einen Trägerteil der Fig0 2S
Fig® 12 eine Draufsicht auf einen bekannten geschlitzten Siebträger mit Paralielströmung zum Leistungsvergleich mit dem in Fig0 7 gezeigten Trägerff
Fig. 13 eine graphische Darstellung einer Strömungsverteilung für einen Trägerteil der Fig. 12,
Fig. 14 eine graphische Darstellung einer Strömungsverteilung für einen Trägerteil der Fig. 7,
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung von zwei geschlitzten Siebträgern mit einem oberen erfindungsgemäßen Träger von einem Zweibahntyp, bei dem das Medium von der Seite zur Mitte und nach unten fließt. Die Kolonnenwände sind in der Figur ausgelassen, jedoch soll es so verstanden werden, daß die runden Kanten der Träger vollständig dicht gegen die senkrechte Viand der zylindrischen, den Träger umschließenden Kolonne abgedichtet sind. Die Träger sind jeweils vom Zweibahntyp, in denen die abwärts strömende Flüssigkeit durch die Kolonne über die' ebenen Hauptoberflächen des Trägerteiles in zwei getrennten Strömen fließt. Die Flüssigkeit fließt quer zum Trägerteil aus einem Flüssigkeitseinlaß an einer Kante des Trägerteiles entlang einer Strömungsbahn auf der Hauptfläche mit einem Strömungsabschnitt neben dem Einlaß zu einer Flüssigkeitsabgabestelle an einer gegenüberliegenden Kante des Bodenteiles, der sich quer von Kante zu Kante eines Trägers entlang der Träger quer zur Mittellinie erstreckt. Von der Flüssigkeitsabgabestelle an der transversalen Mittellinie des oberen Trägers in der gezeigten Anordnung wird die Flüssigkeit über eine nach unten gehende Einrichtung zum darunterliegenden Träger geführt, indem das Medium von der Mitte zur Seite fließt. Bei diesem Träger ist der Flüssigkeitseinlaß neben der transversalen Mittellinie des Trägers so angeordnet, daß die eingeleitete Flüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß quer über die ebene Hauptoberfläche des Trägers zu einer Flüssigkeitsabgabestelle fließt, die am Umfang
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des Trägers neben der Kolonnenwand angeordnet isto Auf diese Weise fließen die Ströme auf wechselnden·Trägern entweder aufeinander zu odor voneinander weg.
Der Kontaktträger 101 ist insbesondere unterteilt in den Hauptträger 103, auf dem die Flüssigkeit vorwärtsfließt und in den rechts in der Figur gezeigtenHalbträger 104?auf dem die Flüssigkeit von rechts nach links wie angegeben strömt. Die eine Hälfte der in der Kolonne hinunterfließenden Flüssigkeit fließt in den Halbträger 103 aus der abwärts führenden Leitung am Flüssigkeitseinlaß 105 und danach strömt sie quer und abwärts über den mit geneigter Fläche versehenen Blasenförderer 106o Der Blasenförderer 106 ist wie eine geneigte Rampe gebaut und weist Perforationen nur auf der geneigten Fläche aufo Aufbau und Funktion entsprechen dem US-Patent 3 282 576. Eine andere Blasenfördereinrichtung kann am Flüssigkeitseinlaß benutzt werden, wie z.B. eine mit Ausguß versehene begrenzte Öffnung, insoweit als eine derartige Einrichtung keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet. Der am Blasenförderer 106 gebildete Schaum fließt quer über die ebene Hauptoberfläche des geschlitzten oder perforierten Trägerteiles und wird vom Träger durch eine mit einem Auslaßwehr 107 und mit einer Kolonne 108 ausgestatteten Abgabeeinrichtung abgegeben. Bei Eintreten in die Kolonne 108 wird der in der AbgabeflüKtigkeit eingeschlossene Dampf aus der Flüssigkeit freigesetzt, und er verbindet sich mit dem Hauptgasstrom, der dann nach oben zum nächsten Träger gelangt. Die Flüssigkeit fließt unter der Auslaßwand 107 des Halbträgers 103 auf. den darunterliegenden Halbträger 111. Die Auslaßwand 107 des Halbträgers 103 erstreckt sich in die Kolonne 108 bis zu einer ausreichenden Tiefe derartig, daß ein Umleiten des Dampfes nach oben durch die Kolonne vermieden wird. Die auf
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den Träger 111 strömende Flüssigkeit fließt nacheinander über den Blasenförderer 113 und quer über die ebene Hauptoberfläche des damit verbundenen Trägerteiles.
Während die eine Hälfte der Kolonnenflüssigkeit über die Trägerhälfte 103 fließt, strömt die andere Hälfte der Trägerflüssigkeit über die Trägerhälfte 104. Die Flüssigkeit fließt dann nacheinander über den Blasenförderer 114 und die ebene Hauptoberfläche des Trägerteiles der Trägerhälfte 104. Nach dem Passieren der Kontaktzone der ebenen Hauptoberfläche tritt die Flüssigkeit über das Wehr 110, geht dann in die Kolonnenleitung 108 und von hier zu der Ebene des Trägers 102 in die Auffangwanne 109. Die Flüssigkeit fließt dann stufenweise über den Blasenförderer 115, über die ebene Hauptoberfläche des damit verbundenen Trägerteiles der Trägerhälfte 112 und dann schließlich über das Auslaßwehr 116 der Trägerhälfte. Im Gegensatz zur allgemeinen horizontalen Querströmung auf der Hauptoberfläche des Trägers fließt n.er Dampf der Kolonne im wesentlichen aufwärts von Träger zu Träger durch die Kontaktkolonne. Dieser Dampf wird durch die Auslaßwände 107, 110, 116 und 117 daran gehindert, daß er durch die jeweilige Abwärtsleitung der Kolonne geht.
Wie ausgeführi"; beruht die vorliegende Erfindung auf der Feststellung, daß Abweichungen von der Idialströmung auf einem Gas-Flüssigkontaktträger des geschützen Siebtyps mit Hilfe eines abgewandelten Musters von am Einlaßabschnitt des Träger-
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teiles angebrachten Schlitzen korrigiert werden* In der in Fig. 1 gezeigten Trägerausführung ist das Trägerteil des oberen Träger* 101 eingeteilt in drei Bandabschnitte mit ver-
Scfilitzqffnungen
schieden ausgebildeten / die quantitativ durch den in jedem Bandabschnitt vorgesehenen Öffnungswinkel unterschieden werden können. Obgleich die Abweichung im Schlitzwinkel von Abschnitt zu Abschnitt des Trägerteiles graduell sein können, ist es in der Praxis allgemein wünschenswert, Bandabschnitte als getrennte Abschnitte des Trägerteiles vorzusehen, wobei zugleich die Herstellung der Träger stark erleichtert wird.
Fig. 2 ist eine Draufsicht der einen Hälfte des oberen Siebträgers,der die Winkelorientierung der verschiedenen Schlitze im ersten Bandabschnitt im einzelnen zeigt. Der Flüssigkeitseinlaß 100 dieser Trägerhälfte kann in geeigneter Weise einen unperforierten Abschnitt der ebenen Hauptträgeroberfläche umfassen, der unter der damit verbundenen Einrichtung für die Abwärtsleitung liegt. Eine quer sich erstreckende Blasenfördereinrichtung 114, die entsprechend dem US-Patent 3 282 576 gebaut sein kann, ist auf der ebenen Hauptträgeroberfläche zwischen dem Flüssigkeitseinlaß 100 und dem ersten Bandabschnitt 121 des Trägerteiles angeordnetβ Der Blasenförderer dient zu Blasenbildung der eingeleiteten Flüssigkeit und sorgt für eine gleichmäßige Blasenaktivität quer über die ebene Hauptträgeroberlläche des Trägerteiles„ Ein transversal sich erstreckender ungeschlitzter Bandabschnitt 120 ist zwischen der Bläsenfördereinrichtung 114 und dem erwähnten ersten Bandabschnitt 121 des Trägerteiles angeordnet,» Der ungeschlitzte Bandabschnitt 120 dient dazu? ein übermäßiges Sprühen am Ein-
laß zu begrenzen, kann aber auch für den Fall wegfallen, daß das Versprühen am Einlaß und eine im Gasstrom eingeschlossene Flüssigkeit entweder nicht oder nur ir, einem sehr geringen Ausmaß vorkommt. Die verschiedenen Bandabschnitte 121, 124a, 124b und 127 bilden den Hauptteil der aktiven Fläche des Trägerteiles. Der Ausdruck "aktive Trägerfläche" bezieht sich auf einen Abschnitt des Bereiches der ebenen Hauptoberfläche des Trägerteiles, auf dem ein enger Kontakt zwischen aufsteigendem Dampf und der quer über dem Trägerteil strömenden Flüssigkeit bewirkt wird. Die aktive Fläche der in Fig. 2 gezeigten Trägerhälfte schließt nur den mit dem Flüssigkeitseinlaß 100 verbundenen Bereich der ebenen Hauptoberfläche aus. Auf der aktiven Fläche des Trägerteiles sind eine Anzahl von Öffnungen bestimmter Größe quer über den Trägerteil verteilt. Sie erstrecken sich durch die Wände, die senkrecht zu der Hauptoberfläche und der Bodenfläche für den hindurchtretenden Gasstrom liegen. Eine Anzahl überhöhter Abschnitte sind vom Trägerteil quer zu der Oberfläche gebildet, wobei Jede mit einer über der ebenen Hauptoberfläche liegenden oberen Fläche versehen ist, und eine vordere Führungskante aufweist, die von der ebenen Hauptoberfläche getrennt ist, um damit eine verlängerte Schlitzöffnung von größerer Breite als Höhe zu bilden. Die erhöhte obere Fläche ist zur ebenen Hauptoberfläche geneigt und hat eine feste Rückkante mit einer derartigen Fläche und jeder erhöhte Abstand ist von dem anliegenden erhöhtem Abschnitt durch die ebene Hauptoberfläche getrennt, die derartige Abschnitte ganz umschließt. Die Strömungsbahn umfaßt den neben dem Flüssigkeitseinlaß zur Flüssigkeitsabgabe an dem entgegengesetzten Ende des Trägerteiles angeordneten divergierenden Strömungsabschnitt.
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Wie gezeigt j, ist der erste Bandabschnitt 121 des Trägerteiles neben dem Flüssigkeitseinlaß 100 angeordnet unc erstreckt sich vom Bereich des Plüssigkeitseinlasses stromabwärts in. die Richtung der diametralen Strömungslinie d~d des Trägers und erstreckt sich von hier transversal nach außen von der diametralen Strömungslinie des Trägers zu den Umfangsbereichen des Trägers 9 die neben den Außenrändern des Blasenförderers am Ende des Trägerteiles anliegen= Der erste Bandabschnitt ist gekennzeichnet durch eine Winkelorientierung der Schlitzöffnungen 123 mit Bezug zu und weg von der diametralen Strömungslinie des Trägers d-d derartige daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze in diesem Bandabschnitt größer als der Winkel ist, der von der diametralen Strömungäinie und der Tangenslinie t-t an der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit dem Plüssigkeitseinlaß 100 gebildet isto Der erste Bandabschnitt ist durch eine gleichmäßige Verteilung der perforierten Öffnungen 122 mit bestimmter Größe quer über die ebene Hauptoberfläche des Bandabschnittes gekennzeichnet9 In der gezeigten Ausführung ist der Schlitzwinkel der Einzelschlitze im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles etwa 62° großs der erhalten wird durch den eingeschlossenen Winkel zwischen dem. .Schlitzvektor v-v für die Schlitzöffnungen und die diametrale Strömungslinie d-=cL Wie ausgeführt^ gehört zum Schutzbereich der Erfindung^ daß der Schiitzwicke! der Einzelschlitze im ersten Bandabschnitt größer als der Winkel ist, der durch die diametrale Strömungslinie und eine Tangenslinie an der Außenkante des Trägers am Schnittpunkt mit dem Flüssigkeitseinlaß gebildet isto In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform■ist der durch die diametrale
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Strömungslinie d-d und der Tangenslinie t-t an der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit dem Flüssigkeitseinlaß 49°. Ss wurde festgestellt, daß die Größe der Schlitzwinkel im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles und des Winkels zwischen der diametralen Strömungslinie und der Tangenslinie zwischen dem Schnittpunkt der Außenkante des Trägers mit dem Flüssigkeit^- einlaß erforderlich ist, um effektiv eine wesentliche Menge der eingeleiteten Flüssigkeit zum Umfang des Trägers in dem Einlaßbereich zu treiben und daß eine derartige Verschiebung der Flüssigkeit vom Einlaßbereich gegen den Außenumfang des Trägers effektiv die ungünstige Flüssigkeitsverteilung bei bekannten. Zweibahn-Siebträgern mit von der Seite in das. Zentrum strömender Flüssigkeit ausschaltet.
Im Hinblick auf diese Ausführungen muß sich der erste neben dem Flüssigkeitseinlaß des Trägerteiles liegende Bandabschnitt mindestens über einen Abstand von 2O?o der Länge der diametralen Strömungslinie vom Flüssigkeitseinlaß bis zur transversalen Mittellinie des Trägers und transversal nach Außen von der Umgebung der diametralen Strömungslinie mindestens über einen Abstand von 25% der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses erstrecken, damit eine genügende Menge der eingeleiteten Flüssigkeit gegen den Trägerumfang getrieben wird. Die transversale Länge des Flüssigkeitseinlasses bedeutet den transversalen linearen Abstand zwischen den Schnittpunkten der Außenkante des Trägerteiles mit dem Flüssigkeitseinlaß. Wie die Ausführungsform der Figur zeigt, ist die transversale Menge des Flüssigkeitseinlasses einfach durch die Grenze zwischen der !stromabwärts führenden Kante des Flüssigkeitseinlasses und dem
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daneben angeordneten Blasenförderer 114 definiert. Wie bereits früher erläutert, ist die transversale Mittellinie des Trägers für einen in der Figur 2 gezeigten Zweibahn-Träger von der Seite in das Zentrum strömender Flüssigkeit die maximale transversale Ausdehnung des Trägerteiles längs einer Linie, die senkrecht zu der diametralen Strömungslinie liegt und mit der stromabwärts gerichteten Kante des Trägerteiles,die neben der Flüssigkeitsabgabe liegt,zusammenfällt. Wenn die stromabwärts gerichtete Ausdehnung des ersten Bandabschnittes des Trägerteiles weniger als 20% der Länge der diametralen Strömungslinie vom Flüssigkeitseinlaß bis zur transversalen Mittellinie des Trägers beträgt, wird eine ungenügende Verweilzeit der Flüssigkeit auf dem ersten Bandabschnitt für den Vorschub der Flüssigkeit gegen den Trägerumfang geliefert,und als Folge davon wird die ungünstige.Verteilung auf den Träger nicht befriedigend ausgeschaltet. Wenn die transversale Außenausdehnung des ersten Bandabschnittes aus der Umgebung der diametralen Strömungslinie weniger als 25% der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses ausmacht, wird überdies ein .ungenügender Anteil der eingeleiteten Flüssigkeit der Schlitzzone mit steilen Winkeln zugeführt, was wiederum zum Ergebnis hat, daß die ungünstige Flüssigkeitsverteilung nicht vollständig ausge-.
istVIn_de.r.■T^is^wird^es.i'beyorzugt·,daß..der_erste ,Bandabschnitt des Trägerteiles stromabwärts zum Flüssigkeitseinlaß über einen Abstand von 20 bis 60% Länge der diametralen Strömungslinil^F^lüssigkeitseinlaß bis zur transversalen Mittellinie des Trägers und transversal nach außen von der diametralen Strömurigslinie über einen Abstand von 25 bis 100% der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses erstreckt. Die transver- ·
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sale Ausdehnung des ersten Bandabschnittes kann in der Praxis 1005ο der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses überschreiten, wobei der erste Bandabschnitt sich transversal bis zum Umfang des Trägerteiles streckt. Eine derartige Ausdehnung über 1OO?o ist in der Praxis insoweit jedoch nicht günstig, da sie dazu tendiert, den neben dem Umfang des Trägers angeordneten Trägerbereich zu überlasten,und kann zu einer bevorzugten Kanalbildung der Flüssigkeit entlang der Kolonnenwand an der Trägerperipherie führen, mit dem Erfolg, daß die Trägerleistung sehr nachteilig beeinflußt wird. Wie in der Ausführungs-
kann form der Figur 2 ebenfalls gezeigt ist,/der erste Bandabschnitt des Trägerteiles in geeigneter Weise im wesentlichen rechteckige Form haben, so daß die Herstellung des Trägers erleichtert wird.
Der Schlitzwinkel der Einzelschlitze im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles wird bevorzugt im Bereich von 50° bis 90° gehalten, um einen genügenden transversalen Antrieb der eingeleiteten Flüssigkeit zu liefern. Die erfindungsgemäßen Träger werden am besten so gebaut, daß sie eine aktive Fläche von wenigstens 60% liefernywiede'r auf dem Verhältnis des zur Ver- _ fügung stehenden Bereiches der Trägeroberfläche zum Bewirken eines engen Kontaktes zwischen dem aufsteigenden Dampf und der quer über den Trägerteil strömenden Flüssigkeit sowie der Gesamtfläche des Trägers mit einem die Kolonne des Trägers umschließenden kreisförmigen Querschnitt, beruht. Die aktive Fläche der erfindungsgemäßen Träger beträgt bevorzugt wenigstens 8036. Bei derartigen relativ hohen Trägerflächenniveaus, wird
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der Flüssigkeitseinlaß entsprechend kleiner mit Bezug auf die vom Träger gelieferte Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit. Bei derartigen relativ hohen Stufen an aktiver Fläche ist es wünschenswert, einen Schlitzwinkel der Einzelschlitze im ersten B;
vorzusehen.
im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles zwischen 75° und
Nach der vorliegenden Erfindung ist die Schlitzdichte im ersten Bandabschnitt so gewählt, daß das Verhältnis der Gesamtfläche der Schlitzöffnungen zur gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabscl^ittes zwischen 0,001 und 0,3^ liegt. Die Schlitzdichte im ersten Bandabschnitt muß innerhalb dieses Bereiches liegen, um eine geeignete Verteilung der Flüssigkeit im Einlaßbereich des Trägerteiles zu gewährleisten. Bei einer Schlitzdichte unter 0,0001 besteht die Tendenz eines ungenügenden Danpfschubes auf die eingeleitete Flüssigkeit gegen den Außenumfang des Trägers und bei einer Schlitzdichte über etwa 0,30 steigt das Ausmaß des Dampfschubes auf die eingeleitete Flüssigkeit sehr stark an, so daß als schädliche Folgen eine überwiegende Kanalbildung der Flüssigkeit neben der Kolonnenwand am Umfang des Trägerteiles auftritt. Innerhalb dieses Bereiches der Schlitzdichte, wird die spezifische als wünschenswert anzuwendende ScWatzdichte bei irgendeiner Anwendung durch die physikalischen Eigenschaften der betreffenden Flüssigkeiten, der erwartenden Belastungsstufen zwischen Gas und Flüssigkeit und den Gesamtdimensionen des Trägers bestimmt. Im Hinblick hierauf liegt da3 bevorzugte Verhältnis der Gesamtfläche der Schlitzöffnungen im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles zur
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gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabschnittes zwischen 0,001 und 0,20. Nur ein kleiner Anteil der Vektorkomponente der Vorderschlitze wird im ersten Bandabscnnitt des Trägerteiles benötigt, da die in jenen Bereich eingeleitete Flüssigkeit eine im wesentlichen ausreichende Schublcomponente der kinetischen Energie beim Strömen auf den Träger aufweist, um die Notwendigkeit für eine zusätzliche wesentliche Schubbeschleunigung überflüssig zu machen. Nichtsdestoweniger wird jedoch anerkannt, daß es in einigen Fällen wünschenswert ist, eine geringe Anzahl nach vorne orientierter Schlitze zwischen die Schlitze mit steilem Winkel im ersten Band einzusetzen, einen sehr hohen Grad einer gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung auf dem ersten Bandabschnitt zu gewährleisten,und daß eine derartige Abwandlung innerhalb des Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung liegt.
Der erste Bandabschnitt 121 des Trägerteiles der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist an seinem transversalen Außonrancl durch den anliegenden zweiten Bandabschnitt 124a und 124b des Trägerteiles begrenzt, der sich transversal bis zur Außenkante des Trägerteiles erstreckt und stromabwärts sich mit dem ersten Bandabschnitt gleichlaufend erstreckt und sich über diesen hinaus bis zur transversalen Mittellinie CtC des Trägers an der stromabwärts liegenden Kante des Trägerteiles neben der Flüssigkeitsabgabestelle fortsetzt. Jeder zweite Bandabschnitt hat eine Anzahl von über die Hauptoberfläche verteilter Perforationen 125a und 125b mit gleichem Durchmesser. Die zweiten Bandabschnitte v/eisen ebenfalls Winkelorientierungen mit Bezug auf
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lind von der diametralen Strömungslinie des Tracers wegführender Schlitzöffnungen derartig auf, daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze 126a "bzw« 126b zwischen 30° und 45° liegt. Die Schlitzdichte in den zweiten Bandabschnitten ist derartig» daß das Verhältnis der Gesamtfläche der Schlitzöffnungen zur gesamten aktiven Fläche der zweiten Bandabschnitte zwischen 0,001 und 0,30 liegt. Der Grund für die Grenze der Schlitzdichte für den zweiten Bandabschnitt ist im wesentlichen der Gleiche, wie der für die Grenzen der Schlitzdichte im ersten Bandabschnitt. Bei Schlitzdichten unterhalb etwa 0,0001 wird ein ungenügender Dampfschub auf die über den zweiten Bauabschnitt strömenden Flüssigkeit mit dem Ergebnis übertragen,daß sich eine ungünstige Flüssigkeitsverteilung in Form einer stagnierenden Strömung auf
dem zweiten Bandabschnitt ergibt und daß bei Schlitzdichtesich
werte von über etwa 0,30/ein übermäßiger Dampfschub der strömenden Flüssigkeit auf den zweiten Bandabschnitt mit dem Ergebnis verteilt/,daß die Verweilzeit der Flüssigkeit auf dem zweiten Bandabschnitt unter dem gewünschten Werten reduziert ist, so daß sich ein ungenügender Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit ergibt. Der Schlitzwinkel der Schlitze in dem zweiten Bandabschnitt liegt, wie gezeigt, etwa bei 40°. Unter diesen Eins ehr änkungen haben die in der Nähe des Umfanges des Trägers im zweiten Bru_da"bschnitt benutzten Schlitze relativ große Schubvektorkomponenten in der Strömungsrichtung, so daß die Flüssigkeit in der Nähe der Kolonnenwand keine Tendenz zur Stagnation aufweist.
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Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der erste Bandabs chnit"C des TrägerteiDes nur über einen Teil der Länge der diametralen Strömungslinie und im Flüssigkeitseinlaß 100 bis zur transversalen Mittellinie c-c des Trägers jxaä. .wird an seinem stromabwärts liegenden Rand durch einen an-_ grenzenden transversal sich erstreckenden dritten Bandabschnitt 127 des Trägerteiles begrenzt, der sich stromabwärts bis zur transversalen Mittellinie des Trägers C-C erstreckt und eine niedrigere Schlitzdichte als die bereits beschriebenen ersten und zweiten Bandabschnitte 121, 124a und 124b aufweisen. Die Schlitzkonponente in dem dritten Bandabschnitt ist so gestaltet, daß das auf den Träger ausgeübte hydraulische Gefälle, das von den physikalischen.Eigenschaften der Flüssigkeit, der erwarterben Belastungsstufe zwischen Gas und Flüssigkeit und den gesamten Trägerabmessungen abhängt, durch mehr oder weniger Schlitze als die in der Figur 2 gezeigten von einer bestimmten Anwendung ausgeschaltet wird und es kann dementsprechend in einigen Anwendungen wünschenswert sein, einen dritten Bandabschnitt des Trägerteiles als einen ungeschlitzten Abschnitt vorzusehen. Wenn ein Schlitzen im dritten Bandabschnitt notwendig ist, ist die Schlitzdichte auf diesem Abschnitt relativ niedrig. Aufgrund der wirksamen hydraulischen Verteilung der Flüssigkeit auf der Hauptoberfläche des Trägers die hauptsächlich von den Schlitzöffnungen mit steilen Winkeln im ersten Bandabschnitt zu einem geringeren Grad von den geschlitzten zweiten Bandabschnitten abhängt,"iit der'Schiitzwin^iTd6iLSöHli
X dritten.·'Ba^abschn^
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etwa 15° mit Bezug auf die diametrale'Strömungslinie des Trägers. Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist der Schlitzwinkel über dem dritten Bandabschnitt gleichbleibend 0°o Ein derartiger geöffneter Bereich des beschriebenen Trägers beispielsweise dadurch gekennzeichnet 9 daß die Perforationsdichte für jeden der ersten, zweiten und dritten Bandabschnitte 9 bestimmt durch den offenen perforierten Bereich eines besonderen Bandabschnittes und als Fraktion der gesamten aktiven Fläche jenes besonderen Bandabschnittes, 0,124 für jeden der drei Bandabschnitte beträgt. Die Schlitzdichte, definiert als das Verhältnis der Gesamtfläche der Schlitzöffnungen in einem gegebenen Bandabschnitt zur gesamten aktiven Fläche dieses Bandabschnittes, ist Oj008 für jeden ersten und zweiten Bandabschnitt, und 0,004 für den dritten Bandabschnitt„
Figur 3 ist eine Draufsicht auf die Hälfte eines anderen erfindungsgemäßen Zweibahn geschlitzten, Siebträgers mit von der Seite ins Zentrum gerichteter Strömung, die für den Gebrauch in
des der Figur 1 gezeigten Trägeranordnung/oberen Trägeis geeignet ist.
Wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform hat der Trägerteil eine ebene Hauptoberfläche und Bodenfläche, wobei die Flüssigkeit auf der Hauptoberfläche quer über den Träger vom Flüssigkeitseinlaß 114 an einem Ende des Trägerteiles entlang einer Strömungsbahn für die Flüssigkeit auf der Hauptoberfläche fließt und einen divergierenden Strömungsabschnitt neben dem Einlaß zu einer Flüssigkeitsabgabestelle an der gegenüberliegenden Kante des Trägerteiles. aufweist, der sich transversal von Kante zu Kante des Trägers entlang der transversalen Mittellinie
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des Trägers an der stromabwärts liegenden Kante des Trägerteiles erstreckt. Der Flüssigkeitseinlaß 14O erstreckt sich transversal und ist parallel mit Bezug auf die Flüssigkeitsabgabestelle orientiert. Eine Anzahl von Perforationsöffnungen mit fester Größe liegt quer über dem Trägerteil verteilt und erstreckt sich durch diesen, wobei die Wände zu der ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche für den Gasdurchfluß senkrecht angeordnet sind. Eine Anzahl erhöhter durch 'den Trägerteil gebildeter Abschnitte sind quer über die Flächen verteilt, wobei jede eine obere über der ebenen Hauptoberfläche erhöhte Fläche aufweist, und von der ebenen Hauptoberfläche getrennt ist, um damit eine verlängerte Schlitzöffnung von größerer Breite als . Höhe zu-bilden. Die erhöhte obere Fläche ist zur ebenen Hauptoberfläche geneigt und hat eine feste Rückkante mit dieser Fläche,wobei jeder erhöhte Abschnitt durch die ebene Hauptoberfläche ,die einen derartigen Abschnitt ganz umgibt, auf Abstand und den anliegenden erhöhten Abschnitten gehalten-ist.
In diesem erläuterten Träger ist neben dem Flüssigkeitseinlaß 14O ein Blasenförderer 141 in der gleichen vorher beschriebenen Art angeordnet. Die aktive Kontaktfläche zwischen Flüssigkeit und Gas dieses Trägers umfaßt eine Serie von einzelnen Trägerplatten, die aneinanderstoßend verbunden sind, um den gezeigten Träger zu bilden. Zur Beschreibungserleichterung sind die einzelnen Trägerplatten des Trägerteiles getrennt bezeichnet worden. Der erste Bandabschnitt des Trägerteiles in dieser Ausführung/faßt die Einzelklappe 143a bis j. Die Winkelorientierung der Schlitzöffnungen im ersten Trägerteil ist in allen
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Einzelplatten gleichmäßig und weist einen Winkel in einem Wert von 75° auf. Die Schlitzdichte ist für alle Einzelplatter, im ersten Bandabschnitt gleich, wobei das Verhältnis der Gesamtfläche der Schlitzöffnungen zur gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabschnittes 0,02 bet ragt.Die Einzelplatten 144a bis c und 144 d Ms f, die sich vom stromabwärtsliegenden Rand des ersten Bandabschnittes bis zur transversalen Mittellinie an der Flüssigkeitsabgabe des Trägers erstrecken, haben, ebenso wie die Zentralplatte I44d,die sich vom Blasenförderer 144 stromabwärts bis zur transversalen Mittellinie des Trägers erstreckt, alle eine Null-Schlitzdichte, d.h„ sie sind ungeschlitzt. Die Platten 142 a bis d, die zwischen dem Blasenförderer 141 und den im aufstrom liegenden Rändern der ersten Bandabschnittplatten I43d bis g sind ebenfalls ungeschlitzt und dienen dem gleichen Zweck wie "die"ähnlichen Platten der in Fig. 2 gezeigten 3Äüsfülirüngsform^d.h.^_zum Ausschalten des Versp'rühehs und des Flüssigkeitseinflusses. Die Perforationsdichte der Perforationsöffnungen bestimmter Größe ist gleichmäßig über die gesamte aktive Fläche des Trägerteiles ausgebildet und hat einen Wert von 0,124 Quadratfuß Gesamtfläche der Peiforationsöffnungen pro Quadratfuß aktiver Fläche des Trägerteiles„
Wie bereits vorher dargelegt$ ist es oft nicht erwünscht„ steile Winkelschlitze in dem neben dem transversalen Umfang des Trägerteiles liegenden Bereich zu verwenden^ da derartige steile Winkelschlitze Direktflüssigkeit auf die angrenzende Kolonnenwand leiten und zur Kanalbildung neben der Oberfläche der Kolonnenwand führen können und dadurch die Trägerleistung herab-
setzen. Nichtsdestoweniger können derartige steile Winkelschlitze vorteilhaft nahe des transversalen Umfanges des Trägerteiles in der Ausführungsform der Figur 3 für Träger mit großem Durchmesser benutzt werden, bei denen eine hohe Divergenz der strömenden Flüssigkeit um Flüssigkeitseinlaß bis zur Flüssigkeitsabgabe des Trägers besteht. Im Hinblick auf einen Zweibahn-Siebträger mit von der Seite ins Zentrum strömender Flüssigkeit ist die vorliegende Erfindung besonders nützlich in Trägern, die einen größeren Durchmesser als etwa 10 Fuß haben. Mit derartig großen Trägern wird die normalerweise .:mit einem divergierenden Einlaßteil des Trägers verbundene ungünstige Flüssigkeitsverteilung verschlimmert und wirkt sich normalerweise äußerst nachteilig auf die gesamte durch den Kontaktträger erhaltene Leistung aus. Das in der Ausführungsform der Figur 3 gezeigte Schlitzmuster beruht auf einem Träger mit einem Durchmesser von 20 Fuß. Bei derartigen einen hohen Durch-
L.messer aufweisenden Trägern dienen!die.-transversalen,am' Umfang L-angeordneten, einen hohen Schlitzwinkel besitzenden Platten 143a, b, i und 3 in Verbindung mit den Platten mit hohem Schlitzwinkel 143 d bis g dazu, die am Einlaß befindliche Flüssigkeit über die gesamte Breite des Trägers zu verteilen.
Die in Figur 3 gezeigte Schlitzanordr.v.tig unterscheidet sich von den vorher beschriebenen Schlitzausführungen dadurch, daß der erste Bandabschnitt des Trägers der in der Figur 3 gezeigten Ausührungsform zwei getrennte Wandsegmente umfaßt, wobei jedes Segment neben dem Flüssigkeitseinlaß angeordnet und transversal vom anderen auf Abstand gehalten und symmetrisch mit Bezug
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auf die diametrale .Strömungslinie d-d ausgerichtet ist. Bei einer derartigen Bauweise, bei der der Bandabschnitt zwei getrennte Wandsegmente umfaßt, sollten die betreffenden Segmente nicht mehr als 5O?i! der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses, voneinander getrennt sein. Der Zweck einer solchen Begrenzung ist es, eine bevorzugte Kanalbildung der Flüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß bis zur Flüssigkeitsabgäbestelle bei großen transversalen Abständen von/aiametralen Strömungslinie des Trägers zu vermeiden, da diese mit der vorliegenden Erfindung bezweckte Ausschaltung einer ungünstigen Flüssigkeitsverteilung verhindern würde.
Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Einbahn-Siebträger mit Querfluß» Die Figur 4 zeigt einen Träger mit einem einfachen Querfluß, bei dem die Strömungsbahn für die Flüssigkeit auf der ebenen Hauptoberfläche.einen konvergierenden Strömungsabschnitt neben der Flüssigkeitsabgabestelle 163 umfaßt. Der Träger weist einen Flüssigkeitseinlaß 150 auf, der etwa 34% der gesamten stromabwärts der transversalen Mittellinie c-c gelegenen Trägerfläche einnimmt. Blasenfördereinrichtung 151 ist neben dem Flüssigkeitseinlaß und stromabwärts der Platten des geschlitzten Trägerteiles angeordnet, die den Hauptabschnitt der Oberfläche des Trägerteils bildet. Wie die vorher beschriebene Ausführungsform der Fig.. 3 umfaßt der erste Bandabschnitt des Trägerteiles die beiden getrennten Wandsegmentplatten 152a und 152b, wobei jede neben dem Flüssigkeitseinlaß angeordnet und durch die .ungeschlitzte Platte 153 voneinander auf Abstand gehalten ist. Wie im Zusammenhang mit der in Fig.
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gezeigten Ausführungsform ausgeführt wurde, sollten die Segmente des ersten Bandabschnittes voneinander dv.v da einen Abstand von nicht mehr als 50° der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses getrennt sein. Diese Ausführungsform stellt daher eine Anordnung dar, die sich praxisnah im maximalen Trennungsabstand nähert und durch extrem hohe Schlitzwinkel von 85° in den Segmenten 152a und 152b des ersten Bandabschnittes zugelassen ist.
Die Segmente des ersten Bandabschnittes des Trägerteiles sind an ihren transversalen Außenrändern durch die angrenzenden zweiten Bandabschnitte des Trägerteiles, den Platten 153a und 153 b begrenzt und erstrecken sich bis "zur. Außenkante;".des . ';.· Trägerteiles transversal und stromabwärts gleichsinnig mit den Segmenten des ersten Bandabschnittes. Mit Bezug auf und von der diametralen Strömungslinie des Trägers wegführend weisen die zweiten Bandabschnitte eine Winkelorientierung des Öffnungswinkels derartig auf, daß der Öffnungswinkel der einzelnen Schlitzöffnungen 40° beträgt. Die in der Figur 4 gezeigte Schlitzanordnung basiert auf einem Träger mit einem Durchmesser von 11,5 Fuß. Stromabwärts von den vorgenannten ersten und zweiten Bandabschnitten sind eine Anzahl geschlitzter Bandabschnitte in konstruktiver Übereinstimmung mit dem US-Patent 3 759 'i-ye angeordnet. Die stromabwärts liegenden Bandabschnitte umfassen die Platten 154, die sich stromabwärts bis zur Flüssigkeitsabgabestelle I63 erstrecken und die auf beiden Seiten der Zentralplatte 154 liegenden Platten 155 und 156, die sich stromabwärts nur ein Stück gegen die Flüssigkeitsabgabestelle "erstrecken. Jede . dieser drei stromabwärts angeordneten Platten ist mit Schlitzen versehen, die einen
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Schlitzwinkel von 0° aufweisen. Im neb^n der Flüssigkeitsabgabestelle stromabwärts befindlichen Eckenbereich des Trägers sind die anliegenden Platten 157, 158 und 159 angeordnet,, die Schlitzwinkel von 40°, 30° bzw. 15° in der linken Ecke haben. In der rechten Ecke sind die anliegenden entsprechenden Platten 160, 161 und 162, die Schlitzwinkel von 15°s 30° bzw. 40° haben, angeordnet.
Die Ausführungsform der Figur 4 verwendet in geeigneter Weise eine variierende Dichte von Perforationsöffnungen bestimmter Größe quer über die Oberflächen im Trägerteil„ Abhängend von den betreffenden Flüssigkeiten und den erwarteten Belastungsstufen können Träger bei praktischer Ausführung der Erfindung vorteilfhafte Schlitzdichten in der' Einlaßzone verwenden, die viel höher als jene der bisher nach dem Stande der Technik gebauten Träger sind. Schlitzdichten, die im wesentlichen dem gesamten Schlitzbereich bekannter Träger gleich sind, können in der Tat vorteilhaft verwendet werden, um eine maximale Trägerleistung der erfindungsgemäßen Träger zu gewährleisten. Wenn eine derartig hohe Schlitzdichte durch Stanzen auf einer bereits perforierten Platte des Trägerteiles bis zu einem geöffneten Bereich der gesamten Oberfläche des Trägers durchgeführt ist, wird die Platte einen Öffnungsbereich von etwa 2 mal so groß wie die verbleibende Deckplatte haben. Eine derartige Variation des Öffnungsbereiches führt dazu, daß der aufwärtsströmende Dampf bevorzugt durch diesen Bereich während des Betriebes des Trägers fließt, was zu einem übermäßigen Versprühen am Einlaß und zu irfaktiven Flächen auf der verbleibenden Oberfläche des Trägerteiles führt. Unter
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diesen Umständen ist es daher erwünschenswert, die Perforation^* dichte zu ändern, damit ein im wesentlichen gleichmäßiger Öffnungsbereich auf jeder Trägerplatte des Trägerteiles besteht. Die genaue Wahl des Zeitpunktes zur Anwendung einer solchen variablen Perforationsdichte mit den erfindungsgemäßen Schlitzöffnungen steiler Winkel am Einlaß, ist eine wirtschaftliche Frage, die von den Perforationskosten der verschiedenen Platten mit verschiedenen Dichten im Vergleich zu denjenigen steht, die aufgrund von Betriebsverlusten,einem Leistungsabfall und den sich daraus ergebenden Verlust im Trennungsgrad oder alternativ von den Kosten zusätzlicher Kontaktträger in der Kolonne abhängt, um die gewünschte Trennung zu erreichen.
Die beschriebene variierbare Perforationstechnik kann erfindungsgemäß dann mit Vorteil angewandt werden, wenn es wünschenswert ist, die Ausdehnung des Oberflächenbereiches des ersten Bandabschnittes mit steilem Schlitzwinkel zu verkleinern. In einigen Fällen mag es wünschenswert sein, der-Flüssigkeit eine sehr hohe Antriebskraft über eine sehr kurze Strecke der Trägeroberfläche neben dem Einlaß zu verleihen. Durch Herabsetzen der Perforationsdichte im ersten Bandabschnitt unter gleichzeitigem Erhöhen der Schlitzdichte und Aufrechterhalten des gleichen Öffnungsbereiches kann die gleiche Antriebskraft der Flüssigkeit durch eine entsprechend kleinere Oberfläche des Trägerteiles verliehen werden. Im allgemeinen kann der Öffnungsbereich eines Siebträgers zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit in einem Bereich von etwa 0,01% und variieren, obwohl der partielle Öffnungsbereich im wesent-
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lichen für einen gegebenen Träger über alle Zonen oder Bandabschnitte des Trägerteiles konstant ist. Sowohl die Perforationen bestimmter Größe als auch die Schlitze tragen zum 'Öffnungsbereich der Trägerteile bei. Für eine gegebene Platte des Trägerteiles kann der Prozentanteil der geöffneten Fläche durch die Gleichung
fo - Cs x fs + Cb * fp in der
f = Gesamtfläche der Schlitzöffnungen ausgedrückt als Fraktion der gesaraten aktiven Fläche eines gegebenen Bandabschnittes;
f = Gesamtfläche der Perforationen ausgedrückt als Fraktion;"^ der gesamten aktiven Fläche eines gegebenen Bandabschnittes;
C = Mündungskoeffizient des Schlitzes;
C = Mündungskoeffizient der Perforationen bestimmter Größe;
f_ = Gesamtmündungskoeffizient der gewichteten geöffneten
Fläche ausgedrückt als Fraktion der gesamten aktiven Fläche eines gegebenen Bandabschnittes~is~fVFür"^ Siebträger mit Schlitzöffnungen kann die geöffnete Fläche der Bandabschnitte von den Trägerteilen etwas voneinander abweichen. Unter Berücksichtigung dieser Variation der geöffneten Fläche
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kann daher ein gewichteter Durchschnitt der geöffneten S'läche für die Trägerteile durch die folgende Formel ausgedrückt •werden:
Ai(Csfs + Cpfp)i ο ^J Aifci =
i = 1 AT i = 1 AT f c
In der N = AnzcJil der Bandabschnitte der durch den Trägerteil gebildeten aktiven Fläche ist; .
A. = Gesamtfläche des i-ten Bandabschnittes;
A. = gesamte aktive Fläche des Trägerteiles; und
fT = Mündungskoeffizient des gewichteten Durch-
schnittes der geöffneten Fläche für den Trägerteil.
Um ein einwandfreies hydraulisches Funktionieren ohne zufälliges Umgehen des Dampfes durch den Träger oder davon abtropfender Flüssigkeit aufrechtzuerhalten, ist bei Ausführung der vorliegenden Erfindung festgestellt \rorden, daß der gewichtete ' Mündungskoeffizient der offenen Fläche eines gegebenen Bandabschnittes insbesondere des ersten Bandabschnittes, nicht mehr als 25?a vom Durchschnitt der gesamten gewichteten offenen Fläche des Trägerteiles abweichen sollte. Infolge dieser Fest-
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stellung kann es wünschenswert sein9 den Perforationsdichteanteil von Bandabschnitt zu Bandabschnitt auf dem Trägerteil zu variierenj, was vom relativen Schlitzdichteanteil der verschiedenen Bandabschnitte und der gewünschten offenen Fläche des Trägerteiles abhängte
Im Zusammenhang hiermit sind die variierbare Perforationsdichter die Schlitzdichte und die Flächencharakteristik für einen Träger der in Figur 4 gezeigten Bauart in der Tabelle I angegeben, die die Werte der Oberfläche für jeden dieser Bandabschnittplatten des Trägersj zusammen mit den Perforationsdichtens, den Schiitzdichtens der Perforation oder ihrer Öffnungskoeffizienten, der Schlitzöffnung oder ihrer Koeffizienten und ihren gewichteten offenen Flächen und jeder der Platten, ausgedrückt als Anteil der gesamten aktiven Fläche des gegebenen Bandabschnittes, aufführt.
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TABELLE
Offene Fläche und aktive Fläche eines Trägers der in Figur 4 gezeigten Bauart mit unterschiedlichen Perforationsdichten
Band&bsduiitt Platt·
Gesamte Plattenoberfläche Anteil der Perforationsöffnungs-Perforationskoeffizient, C dichte, f p
Anteil der Schlitz
dichte,
151
153
m 152», H
*» 153*,. fe
*" 154
155, 156
159, 160
158", 161
157, 162
3,3
7,9
4,7
6,0
15,1
17,4
4,6
4,7
5,3 0,07 0,11 0,07 0,07 0,11 0,11 0,11 0,07 0,07
0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 . 0,66 0,66 0,66
0,0
0,0
0,05
0,05
0,005
0,01
0,01
0,05
0,05
TO OO O
-χ-
TABELLE (Fortsetzung)
Schlitzöffnungs- . Gewichteter Anteil koeffizient, C der offenen Fläche der
Bandabschnittplatte, f
0,046 0,073 0,080 0,080 0,076 0,079 0,079 0,080 0,080
Der theoretische Wert des Anteiles der offenen Fläche des Öffnungskoeffizienten des Trägerteiles für den in Figur 4 und in der Tabelle I beschriebenen Träger, ist angenähert 0,07. Für den Fall, daß dieser Träger nach der bekannten Bauart hergestellt werden würde, würden die Perforationen von fester Größe gleichmäßig in jedem der Bandabschnittplatten verteilt sein und irgendwelche für den hydraulischen Bautyp benötigten Teile über ein solches gleichmäßiges dichtes Perforationsmuster überlagert sein. Bei dem in der Tabelle I erforderlichen Schlit2dichtewert würde eine solche herkömmliche Herstellungsweise jedoch in einigen Trägerteilplatten, wie beispielsweise 152a, b, 158, 161, 157 und 162 geöffnete Flächen ergeben, die annähernd 33/6 und h5% höher als die Platten 155, 156, 159 und 160 bzw. 153 und 154 liegen. Wie bereits früher ausgeführt, ist festgestellt worden, daß eine derartige "Variation in den offenen Flächen der Platten in den Trägerbereichen ein übermäßiges Versprühen und Tropfen ergibt, was sich bekanntlich als sehr schädlich auf das-Funktionieren des Trägers auswirkt. Im Hinblick hierauf ist in jenen Platten des Trägers, die hohe Schlitzdichten erfordern, d.h. in den Platten 152a, b, und 153a, b, 158, 161, 157 und 162/fifforationsdichte relativ zu diesen bekannten etnsprechend verringert worden, so daß im wesentlichen ein gleichmäßiger Anteil der offenen Fläche über den Trägerteil aufrechterhalten wird. Der Durchschnitt der gesamten gewichteten offenen Fläche für diesen Träger liegt bei 0,078, der, wie aus den Werten der anteiligen offenen Fläche der Bandabschnittplatten der Tabelle I ersichtlich ist, sehr nahe der anteiligen offenen Fläche einer Einzelplatte des Trägerteiles ist. ^
tO 9 8 3 5 / 0 7 S ? ' . origihal inspected
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Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines erfindungsgemäßen Trägers ΰ der Öffnungen bestimmter Größe mit Wänden senkrecht zur Trägeroberfläche zeigt 9 wobei die geschlitzten Seitenwände spitze Winkel mit der ebenen Hauptoberfläche des Trägerteiles bildeno Dies ist eine bevorzugte Schlitzöffnungsanordnung 0 die benutzt werden kann, um erfindungsgemäß eine variierbare Schlitzdichte und gewinkelte Schlitzträgeröffnungen zu bildeno Auf der ebenen Hauptoberfläche sind eine Anzahl· von Öffnungen fester Größe oder Perforationen 213 vorhandenp die senkrecht zur Oberfläche 210 stehen und sich durch den Trägerteil 215 erstrecken Auf der ebenen Hauptoberfläche 210 sind ebenfalls eine Anzahl durch den Trägerteil gebildeter erhöhter Abschnitte vorhanden;, deren obere Fläche
212 zur ebenen Hauptoberfläche 210 geneigt und fest damit verbunden ist« Diese erhöhten Abschnitte weisen ebenfalls zur ebenen Hauptoberfläche 210 und mit dieser fest verbundene Seitenwände 211 aufe Die obere Fläche 212 und die geneigten Seitenifände 211 haben Führungskanten 212a bzwo 211a über der ebenen Hauptoberfläche 21O0 Die abene^ fast unter der Führungskante •212 liegende Fläche und die Führungskanten 211a der geneigten Seitenwand© 211 sind so angeordnet 9 daß sie ®ine Öffnung 214 bilden,, die eine öffnungsebene senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche 210 oder leicht geneigt dazu aufweisen 9 was von der Art der gebildeten erhöhten Abschnitte abhängt»
Bei Betrieb strömt Dampf ©der Gas nur durch di@ Parforationen
213 und die Sehlitsöffnmig 214O Sin Teil dos durch die Perforationen 215 .senkrecht sur Träg©r6ö©r£läch@ 210 strömenden
/078'
Dampfes passiert eine auf dem Träger "befindliche Flüssigkeit und "bildet beim Durchtreten durch die Flüssigkeit Blasen.
Auf diese Weise wird ein enger Kontakt zwischen Flüssigkeit und Dampf erreicht. Der durch die Öffnung 214 hindurchtretende Dampf verläßt nicht die dazu senkrecht liegende Oberfläche, wie es der Dampf tut, der durch die Perforationen 213 hindurchströmt. Der Dampf beaufschlagt dagegen die Unterseite der Schlitzoberfläche 212 und wird schräg in die Flüssigkeit geleitet. Auf diese Weise handelt die untere Seite wie eine den Gasstrom leitende Oberfläche. Es sollte auch bemerkt werden, daß die Schlitzöffnung 214 wie eine Engstelle funktioniert, d.h. sie verwandelt einen Druckabfall in kinetische . Energie. Die kinetische Energie oder der mit diesem Abschnitt des Dampfes verbundene Dampfschub bildet einen Winkel mit der Trägeroberfläche21Q. Dieser geneigte Vektor kann dann in eine Horizontal- und Vertikal-Komponente aufgelöst v/erden. Die horizontale Komponente ist in die Flüssigkeit gerichtet und wird von dieser absorbiert, wobei die Flüssigkeit veranlaßt wird,'die Richtung 224 zu fließen.
Die Größen der Perforationen 213 und des Schlitzes hängen vom Strömungserfordernis für ein gegebenes Flüssigkeits-Gassystem ab, wie es von der Destillationstechnik her bekannt ist. Perforationsdurchmesser von 0,015 bis 0,125 Zoll sind beispielsweise für Lufttrennung ausreichend, aber größere Durchmesser bis etwa 0,25 Zoll können für andere Gas-Flüssigkeitssysteme bevorzugt werden. Die Perforationen werden am besten durch Stanzen von Löchern durch ein Blech .gebildet, wobei aus mechanischen Gründen das Blech nicht dicker als der gestanzte Loch-
durchmesser sein kanru Perforationen von Durchmesser^ die kleiner als 0,015 Zoll sind, machen im allgemeinen Gebrauch eines Trägermaterial erforderlich p das zu dünn ist, um als Träger für die Flüssigkeit zu dienen« Ein weiterer Nachteil ergibt sichj, wenn der Perforationsdurchmesser kleiner als 0,015 Zoll istp was dazu führt, daß der Druckabfall über die Träger ungewöhnlich ansteigt und der Leistungsverlust zunimmt. Wenn die Perforationen dagegen übermäßig große Durchmesser aufweisen^ würde eine normale Dampfbelastung nicht ausreichen, um die Träger tropffrei zu halten, so daß die Trägerleistung reduziert werden würde. Obwohl die Perforationen 213 kedren kreisförmigen Querschnitt haben muss en p wird dies jedoch von der Herstellungsseite, bevorzugt, damit der Druckabfall auf ein Mindestmaß beschränkt wird.
Für eine befriedigende Leistung sind die Schlitze und Perforationen so bemessen, daß sie einen Druckabfall des nassen Trägers (Δ Hw) zwischen O505 und O55 Zoll der Kolonnenflttssigkeit ergeben«, Der Ausdruck "Druckabfall des nassen Trägers" ist der Widerstand gegenüber dem Dampfstrom durch die geschlitzten Perforationen aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit bei beginnenden Blasenbedingungen, mit Ausschluß des hydrostatischen Druckes, Für beste Leistungen sollte Δ H^ für die Schlitze etwas kleiner als für Perforationen sein und bevorzugt zwischen 70% und 100^ des & für di© Perforationen liegen0
Die erfindungsgemäßen Träger werden bevorzugt durch ein erstes Stanzen gleichmäßig bemessener kreisförmiger Perforations-
Öffnungen im MetallteiJL/einer geeigneten Verteilung hergestellt, die, wie angegeben, gleichmäßig oder nicht gleichmäßig über die Metallober- bzw. -bodenfläche je nach den Bedingungen verteilt sein können. Darauf wird das perforierte Blech in Bandabschnitte von gewünschter Form und Größe geschnitten. Getrennte rechtwinklige Abschnitte der perforierten Bandteile werden daraus durch die Anwendung von Kraft auf eine Oberfläche derartiger Teile so verformt werden, daß die Abschnitte mit Bezug auf die Hauptebene der gegenüberliegenden Fläche erhöht sind, und jetzt die ebene Hauptoberfläche des Trägerbandabschnittes bilden. Jeder dieser erhöhten 'Abschnitte ist ganz von der ebenen Hauptoberfl'äche umgeben und jeder hat eine erhöhte zur ebenen Hauptoberfläche geneigte obere Fläche. Eine Vorderkante wird dann von jedem erhöhten Abschnitt abgeschnitten, um eine verlängerte Öffnungsfläche zu bilden, deren Schlitz eine größere Breite als Höhe aufweist und die Kanten des abgescherten Materials enthält. Alle erhöhten Abschnitte und Schlitze eines besonderen Bandabschnittes sind bevorzugt in der gleichen Richtung orientiert und sind bei gleicher Dichte über die Fläche des Bandabschnittes gebildet. Die.Schlitzorientierung und Dichte für verschiedene Bandabschnitte des Trägerteiles variieren natürlich in Übereinstimmung mit dieser Erfindung. Die verschiedenen Bandabschnitte werden dann nach dem gewünschten Trägermuster zusammengesetzt, so daß sie einen kontinuierlichen Trägerteil' zum Bewirken eines Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit mit den Kanten der anliegenden Bandteile bilden. Die verschiedenen Bandabschnitte werden schließlich mechanisch zusammengefügt, um das Trägerteil zu bilden.
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•SS?
Die Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen geschlitzten Siebträger mit Parallelströmung„ Die Kolonnenwände der Ausführungsform der Figur 1 sind ausgelassen wordens dies soll jedoch wiederum so verstanden werden9 daß die runden Kanten des Trägers im wesentlichen lecksicher gegen die vertikale Wand der zylindrischenKolonne abgedichtet sind*, Bei den Trägern mit paralleler Strömung wird die die Kolonne hinunterströmende Flüssigkeit in zwei Ströme geteilt s wobei der ©ine Strom'e'me Hälfte des Trägers und der andere die entgegengesetzte Hälfte des Trägers einnimmt„ Die Bahnen der beiden Ströme bilden einen Doppelhelixp weil die die eine Hälfte des. Trägers überflutende Flüssigkeit die abwärts führende Leitung überquert und den nächsten Träger unterhalb der entgegengesetzten Seite der Kolonne beaufschlagte Aufgrund dieses einem Doppelhelix gleichenden Strömungsmuster strömt die Flüssigkeit von der einen Hälfte des Trägers in entgegengesetzter Richtung der anderen Hälfte des Trägers g wie durch die Pfeile in der Figur angegeben istP wobei der Einlaß der ©Inen Seite des Trägers neben dem Auslaß der anderen Seite öes Trägers angeordnet ist0
Träger 301 ist daher in die Trägerhälfte 303auf der Flüssigkeit nach rechts in der Figur fließt und in die andere Trägerhälfte 304 eingeteilt 0 bei der die Flüssigkeit entgegengesetzt nach links strömto Die beiden Ströme sind durch die diametrale Wand, oder das g©ntral© Stanbleeh 305 vonein
• -iaiMAL INSPECTED
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Trägerhäiften zu erreichen«, Die Öffnung 306 im Zentrum der Wand 305 dient dazu, äas Volumen und die Flüssigkeitstiefe der beiden Ströme auf dem Träger auszugleichen, so daß das Flüssigkeitsungleichgewicht sich nicht von Träger zu-Träger akkumulieren kann. Die eine Hälfte des Flüssigkeitsstromes fließt die Kolonne hinunter und strömt in die Trägerhälfte 303 aus der herunterführenden Leitungswanne 307a, in dem sie zuerst über ein erstes ¥ehr (Vorstauer 308) fließt und dann abwärts über die geneigte Fläche des Blasenförderers 309« Der Vorstauer 308 dient dazu, die Flüssigkeit gleichmäßig entlang des Kanäles 308 a zwischen dem Vorstauer und-dem Blasenförderer 309 zu verteilen,, Diese WMerverteilung ist beim Träger mit Parallelströmung sehr erwünscht, weil die Flüssigkeit sich um 180° in der Abwärtsleitung dreht, während andernfalls die Antriebskräfte eine ungleiche Verteilung des Stromes entlang des Kammes des Blasenförderers 309 erzeugen würden.Die Höhe und Kante des Vorstauers kann eingestellt werden, um den speziellen Antriebskräften einer Abwärtsleitung zu entsprechen. In der Ausführungsform der Figur 6 ist das äußere Ende des Vorstauers 308 nach unten konisch ausgebildet, sodaß relativ mehr Flüssigkeit in die Nähe des Umfanges des Trägers fließt und ein Mangel an Flüssigkeit in jenem Bereich vermieden wird»
Der Blasenförderer 309 weist eine geneigte Wand mit Perforationen auf. Sein Aufbau und seine Funktion stimmen mit dem US-Patent 3 282 576 überein. Andere Blasenförderein-
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richtungen können am Flüssigkeitseinlaß beispielsweise in Fora einer begrenzten Öffnimg mit Ausguß $, benutzt werden« Der am Blasenförderer 309 entwickelte Schaum fließt quer über die Hauptkontaktzone zwischen Gas und Flüssigkeit der Trägerhälfte 303, dann über das Auslaßwehr 310 und' fließt die geneigten Wände 311 der Abwärtseinrichtung 312 hinunter. Beim' Verlassen der aktiven Trägerfläche und Eintreten in die Abwärtsleitung, wird Dampf aus der Flüssigkeit freigesetzt und strömt aufwärts zum darüberliegenden Träger. Die klare Flüssigkeit fließt um die Abwärtswanne 313 herums geht dann durch ein aus der unteren Kante 315 der geneigten. Wand 311 audge« schnittenes Tor 314 hindurch. Die Flüssigkeit geht dann zu der weiter entfernt liegenden Trägerhälfte 302 unterhalb der Trägerhälfte 304 und fließt dann nacheinander über einen Vorstauer. über einen Blasenförderer und quer über eine Hauptkontaktzone zwischen Gas und Flüssigkeit ähnlich den gleichen Teilen der Trägerhälfte 303„
Während die eine Hälfte der Kolonnenflüssigkeit über die Trägerhälfte 303 fließt, strömt die andere über die Trägerhälfte 304«, Diese andere Hälfte der Trägerflüssigkeit fließt nacheinander über einen Voistauer 316S einen Blasenförderer 317 und über die Hauptkontaktzone zwischen Flüssigkeit und Gas der Trägerhälfte 304. Nach Durchfließen der Kontaktzone strömt die Flüssigkeit über das Wehr 318 in die Abwärtsleitung (downcomer) 319,fällt dann auf die Stufe, des Trägers 302. Sie
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/ZU
strömt darnrd^r naheliegenden Trägerseite 302 und geht von hier auf die unmittelbar unter der Trägerhälfte 303 liegend© Trägerhälfte und fließt dann nacheinander über den Vorstauer 320, den Blasenförderer 321, die Hauptkontaktzone zwischen Gas und Flüssigkeit, über das Auslaßwehr 322 und die nach unten führenden Abwärtswände 323.
Im Gegensatz zur Strömungsbahn mit Doppelhelis strömt der Kolonnendampf im wesentlichen aufwärts von Träger zu Träger. Der Dampf ist durch die geneigten Wände 311 am Umgehen der Abwärtsleitung gehindert, weil die untere Kante 315' der Wände unter dem Flüssigkeitsstrom eingetaucht ist. Die Figur 7 ist eine Draufsicht auf eine Trägerhälfte eines Trägers, der für die in Figur 6 gezeigte Trägeranordnung geeignet ist
und die die Bandabschnitte der verschiedenen, winkelori-
zeigt
entierten Schlitzöffnungen/.Die Figur zeigt ein bevorzugtes Schlitzmuster sowohl für einen Träger mit Parallel- als auch Querströmung. Wie gezeigt, ist der stromabwärts der transversalen Mittellinie c-c des Trägers liegende Trägerteil in Übereinstimmung mit dem US-Patent 3 759 498 mit Schlitzen versehen. In der Schlitzanordnung nach diesem Patent sind wenigstens einige der ScIrJ rfczöf f nungen im Trägerteil stromabwärts der transversalen Mittellinie des Trägers mit Bezug auf gegen die diametrale Strömungslinie derartig winkelorientxert, daß (a) der Schlitzwinkel der Einzelschlitze in transversaler Richtung zur Strömungsbahn der Flüssigkeit und der diametralen Strömungslinie zur Außenkante des Trägers zunimmt, (b) der Schlitzwinkel der Einzelschlitze auch in Längsrichtung der Strömungsbahn der Flüssig-
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keit bis zum Flüssigkeitsauslaß ebenfalls zunimmt und (c) der Schiitswinkel der Einzelschlitze unmittelbar neben dem Flüssigkeitseinlaß und der Außenkante der aktiven Trägeroberfläche am Schnittpunkt mit dem Flüssigkeitsauslaß einen Winkel von 20° aufweistp der durch die Tangenslinie am Schnittpunkt der diametralen Strömungslinie gebildet ist« Bei der abgebildeten Trägerhälfte 303 wird die Flüssigkeit zu der .ebenen Hauptoberfläche des Trägerteiles bis zum Flüssigkeitseinlaß 350 geleitetP der ein ungeschlitzter und unperforierter Abschnitt der Trägeroberfläche sein kann und unmittelbar mit der nach unten führenden Leitungseinrichtung angeordnet istsdie mit dem nächsten darüberliegenden Träger in Verbindung stehto"Vom Flüssigkeitseinlaß 350 überquert die eingeleitete Flüssigkeit die transversal sich erstreckende Zone 3519 die in geeigneter.Weise eine Blasenfördereinrichtung des erwähnten Typs aufweist und auf der Hauptoberfläche des Trägerteiles angebracht ist,, Die Flüssigkeit fließt dann in einem divergierenden und konvergierenden Strömungsmuster über den geschlitzten Toil der aktiven Trägeroberfläche bis zur Flüssigkeitsabgabestelle 352o Der geschlitzte Einlaßbereich des Trägerteiles umfaßt einen ersten Bandabschnittp d.er sich aus den Platten 1P 2g 3 und 4 zusammensetzt 9 die an einen zweiten Bandabschnitt des Trägerteiles angrenzen^ der sich bis zum Trägerumfang und gleichsinnig stromabwärts mit dem ersten Bandabschnitt erstreckte Der Schlitzwinkel in allen vier Platten im ersten Bandabschnitt ist 75° und der Schlitz= winkel des zweiten Bandabschnittes 40° groß«,
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Unmittelbar stromabwärts vom ersten und zweiten Bandabschnitt des Trägerteiles befindet sich der transversal sich erstreckende dritte Bandabschnitt, der aus den Platten
1 bis 6 in der Plattenreihe 325 besteht. Der dritte Bandabschnitt erstreckt sich stromabwärts und ein wenig über die transversale Mittellinie c-c des Trägers hinaus. Stromabwärts des dritten Bandabschnittes liegt die transversal sich erstreckende Plattenreihe 326, die aus den Platten 1 und 2 besteht und einen Schlitzwinkel von 0 aufweist, die Platten 3 und 4 jedoch einen Schlitzwinkel von 15° und die Platten 5 und 6 einen Schlitzwinkel von 30° besitzen. Die neben der Flüssigkeitsabgabestelle 352 für die Trägorhälfte liegende letzte Plattenreihe 327 besteht aus der Platte 1 mit einem Schlitzvinkel von O0, der Platte
2 mit einem Schlitzwinkel von 15°, der Platte 3 mit einem Schlitzwinkel von 30° und den Platten 4 und 5 in einem Schlitzwinkel von jeweils 40°.
Der durch die diametrale Strömungslinie d-d, die Tangenslinie t bis t und der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit dem Flüssigkeitseinlaß 350 gebildete ¥inkel der in Figur 7 gezeigten Trägerhälfte ist annähernd 49° groß. Der Schlitzwinkel der Schlitze in dem Bandabschnitt, der die Platten 1, 2, 3 und 4 in der Plattenreihe 324a aufweist, ist 75°groß. An dem entgegengesetzten Ende des Trägers ist der durch die diametrale Strömungslinie d-d, der Tangenslinie t^ bis t^ der Außenkante des Trägers am Schnittpunkt mit der Flüssigkeitsabgabestelle 352 gebildete Winkel annähernd 48° groß, so daß der Schlitzwinkel in der Platte 5
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in der Plattenreihe 327 40° beträgt und innerhalb von 20° des Winkels, liegt, der durch die diametrale Strömungslinie und der Tangenslinie im Abwärtsstrom gebildet ist und somit in Übereinstimmung mit US-Patent 3 759 498 steht. Der Schiitzwinkel der Schlitze im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles ist größer als der Winkel? der durch die diametrale Strömungslinie und durch die Aufstrorntangenslinie entsprechend der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
Figur 8 ist eine graphische Darstellung;, in dem der minimale Schlitzwinkel im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles/cler Prozentanteil der aktiven Fläche als Funktionen des Abstandes entlang der diametralen Strömungslinie vom Trägerumfang bis zum Flüssigkeitseinlaß des Trägers aufgezeichnet sind* Die Darstellung beruht auf einer Analyse eines Einbahn-Querströmungsträgers mit gleichem Einlaß und Flüssigkeitsabgabestelle der Oberflächenbereiche des Trägersβ Die Entfernung entlang der diametralen Strömungslinie der im Zähler enthaltenen und in der Figur 8 aufgezeichneten Parametern entlang der X-Achse stellt die maximale Längsentfernung zwischen dem Trägerumfang und der stromabv/ärts gelegenen Kante des Flüssigkeitseinlaßes dar und gibt daher den Anteil der Trägeroberfläche an, der auf den Flüssigkeiüseinlaßbereich entfällt und daher nicht als aktive Fläche des Trägerteiles für den Gasflüssigkeitskontakt zur Verfügung steht. Die entlang der X-Achse eingezeichneten Parameter haben einen Optimal-Wert, der nicht größer als 0,5 ist und somit 60?S der erfindungsgemäßen aktiven Trägerfläche entspricht, so daß der hohe
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Schlitzanteil im Einlaßbereich wirkungsvoll genutzt wird. Bei Werten einer aktiven Trägerfläche weniger als etwa 6O?£, erfährt die auf den Trägerteil eingeleitete Flüssigkeit beim Überqueren des Trägers nur eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung der divergierend, strömenden Flüssigkeit. Unter diesen Bedingungen ist das Ausmaß einer ungünstigen Flüssigkeitsverteilung auf dem Trägerteil im Einlaßbereich nicht übermäßig groß und nur eine geringe Verbesserung wird durch die Schlitze mit steilen Winkeln in dem ersten Bandabschnitt des erfindungsgemäßen Trägers verwirklicht. Der Prozentanteil der aktiven. Fläche für die erfindungsgesiäösn Träger liegt wünschenswert mindestens bei 70^j und bevorzugt mindestens bei
Die Kurve auf der linken Seite der graphischen Darstellung der Figur 8 stellt den eingeschlossenen Winkel dar, der durch die diametrale Strömungslinie/einor Tangenslinie an der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit dem Flüssigkeitseinlaß gebildet ist, wobei der minimale Schlitzwinkel im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles in Übereinstimmimg mit der vorliegenden Erfindung überschritten werden muß. "Wie die. Darstellung zeigt, ist für eine aktive Fläche von 8C$ eines erfindungsgernäßen Trägers der Minimalwinkel im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles etwa 43° groß. Wie früher angegeben, liegt der Schlitzwinkel der Einzelschlitze des ersten Bandabschnittes des Trägerteiles wünschenswert im Bereich von 50° bis 90° und bevorzugt von 75° und 90°.
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Die Figur 9 ist eine Draufsicht auf einen bekannten zweibahngeschlitzten Siebträger mit von der Seite in Zentrum strömender Flüssigkeit zum Vergleich der· Leistung mit den in Figur 2 gezeigten Trägern. Ein derartiges Muster stimmt mit den bekannten Schlitzen'Einlaßbereich eines Trägers mit Querströinung überein und folgt mehr oder weniger der theoretischen Strömungslinie der Flüssigkeit entlang der Strömungsbahn. Eine derartige Anordnung ist bereits in der Praxis benutzt worden, es zeigte sich jedoch, daß sie eine verhältnismäßig niedrige Trägerleistung ergab und eine ungünstige Flüssigkeitsverteilung auf dem Träger am Einlaßbereich auftrat. . -
Die in der unteren Trägerhälfte des in der Figur 9 gezeigten Trägers umfaßt einen Flüssigkeitseinlaß 170,, der parallel zur Flüssigkeitsabgabestelle 176 auf der entgegengesetzten Seite des Trägers liegt. Unmittelbar stromabwärts vom Flüssigkeitseinlaß 170 ist ein Blasenförderer 171 angeordnet. Neben dem Blasenförderer 171 befindet sich eine Reihe ungeschlitzter Trägersegmentteile Ä bis E. .Eine erste Reihe 173 umfaßt die Platten 2 bis 5, die Schlitze mit steilen Winkeln haben und neben dem genannten Blasenförderer sind die Platten 7 bis 10 angeordnet. Die Schlitzwinkel in den Platten 2S 3t 9 und 10 sind 40° groß, die Schlitzwinkel in den Platten 4 und 8 betragen dagegen 30° und die Schlitzwinkel in den Platten 5 und 7 haben einen Winkel von 15°0 In der Nähe der diametralen Strömungslinie erstreckt sich die Platte 6 in Längsrichtung
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von dem anliegenden Flüssigkeitseinlaß zur Flüssigkeitsabgabestelle 176. Die zweite Plattenreihe 174 umfaßt die anliegenden Platten, die relativ niedrige Schlitzwinkel im Vergleich zu der im Aufstrom liegenden Plattenreihe 173 aufweisen. Die Reihe 174 mit den Platten 1, 2, 10 und 11 haben einen Schlitzwinkel von 30°, die Platten 3 und 9 einen Schlitz-' winkel von 15° und die Platten 4 bis 8 dagegen einen Schiitswinkel von O0. Die obere Hälfte des gezeigten Trägers ist mit Bezug auf die gerade beschriebene untere Hälfte des Trägei°s symmetrisch gebaut. Das Trägerteil des in Figur 9 gezeigten Trägers hat eine Perforationsdichte von 0,124 bei allen den Trägerteil zusammensetzenden Platten. Die Plattendichte ist ebenfalls auf allen Platten des Trägerteils gleichmäßig und hat einen Wert von 0,002 Quadratzoll der geöffneten Schlitzfläche pro Quadratzoll der aktiven Trägerfläche.
Der im Zusammenhang mit der Figur 9 beschriebene Träger wurde gegenüber einem im Zusammenhang mit der Figur 3 gezeigten ähnlichen Träger geprüft, um die Leistungsvorteile des erfindungsgemäßen Trägers zu zeigen. Diese Untersuchungen wurdenmit Hilfe eines Luft-Wasser-Kontaktsystems einer Testkolonne mit einem Dur^.amesser von 20 Fuß durchgeführt. Die Luft wurde in die Kolonne durch ein 600-PS-Gebläse mit einer Kapazität von 131000 Kubikfuß pro Minute und mit einem statischen Wasserabgabedruck von 14,3 Zoll durchgeführt. Das benutzte Umlauf\vassersystem hatte eine Kapazität von 2500 Gallonen pro Minute. Eine Einrichtung zum Einspritzen eines sich durch eine deutliche Linie unterscheidenden Farbstoffes in den Schaum
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am TrägereinlruO war vorgesehen und Beobachtungsfenster in der Kolonnenwand des Strömungsprofils der Flüssigkeit und der Verweilzeit auf den zu prüfenden Trägern wurden eingerichtet,, Ein im wesentlichen den in Figur 9 gezeigten ähnlichen Träger wurde in dem Luft-¥asser-Kontaktsystem bei einem F-Faktor von 0,26 Fuß pro Sekunde (16/ft.5) 1/2 und mit einer Flüssigkeitsbelastung von 0,105 Kubikfuß pro Sekunde pro Fuß des Stauers. Ein Blasenförderer mit einer Rampe wurde am Trägereinlaß verwendet, um die Blasenbildung auf der Trägeroberfläche in Gang zu setzen. Bei Betrieb dieses Trägers bewegte sich die Flüssigkeit auf der mittleren Trägsrlinie schnell abwärts, aber floß verhältnismäßig langsam in Gebieten des Trägers in der Nähe der Kolonnenwand. Die an der Mittellinie des Trägers gemessene minimale Verweilzeit betrug 2,5 Sekunden, während die maximale Verweilzeit der Flüssigkeit bei 12,5 Sekunden lag. Das Verweilzeitverhältnis von maximaler Verweilzeit zu minimaler Verweilzeit für diesen Träger betrug 5. Eine solche Verweilzeit liefert ein gutes quantitatives Maß darüber, ob die Strömungsverteilung der Flüssigkeit auf .der Trägeroberfläche gleichmäßig ist. Der ¥ert des Verweilzeitverhältnisses ist für die Beurteilung eines guten hydraulischen Verhaltens mit Bezug auf Ils enge Annäherung an eine ideale Strömung erforderlich und lag für die bestimmte Trägeroberfläche im Bereich von etwa 1 bis 2. Im Vergleich mit diesen Werten betrug das Verweilzeitverhältnis für den in Figur 9 gezeigten Träger 5, und lag über dem ausreichenden Bereich, woraus abzuleiten war, daß eine gleichmäßige Strömungsverteilung der Flüssigkeit auf dem Träger noch nicht erreicht war, selbst wenn der in Figur 9 ge-
r mit! -Winkelorientierten Sph^ 809835/0797
bereich des Trägers benutzt wurde und mit den Strömungslinien der Flüssigkeit zusammentraf.
Zum Vergleich mit der oben beschriebenen bekannten Trägerkonstruktion wurde ein erfindungsgemäßer Tiüger unter ähnlichen Betriebsbedingungen geprüft» Dieser Träger war im wesentlichen mit der in Figur 3 gezeigten Trägerausführung gleich, jedoch mit der Ausnahme, daß die winkelorientierten Schlitzzonen 143A, 14313, 1431 und 143J eher als/die gezeigten 75° Schlitzwinkel betrugen. Der Anteil der Perforationsdichte des Trägers betrug 0,124 auf allen Trägerplatten und es wurde eine gleichmäßige Schlitzdichte von 0,003 auf allen geschlitzten Platten -143A bis 143«! festgestellt. Die maximale bzx7. minimale Verweilzeit für diesen erfindungsgemäßen Träger betrug 3,5 bzw. 5,5 Sekunden. Das Verhältnis der maximalen Verweilzeit zur minimalen Verweilzeit für diesen Träger war 1,57 Sekunden, also günstig im gev/ünschten Bereich von 1 bis 2 und ergab unerwartet eine wesentlich höhere Leistung gegenüber den vorher in Figur 9 beschriebenen bekannten Trägern.Das durch die eingespritzte Farbflüssigkeit bestimmte Strömungsprofil des in Figur 9 gezeigten Trägers ist in der Figur 10 dargestellt. Das Strömungsprofil der Flüssigkeit für den in Figur 3 gezeigten" Träger,der in den Zonen 143A, B, I, J abgewandelte Schlitze von 40° aufweist, ist in der Figur 11 gezeigt. Die stärker bogenförmig ausgebildeten Profile der vorgedrungenen Farbstoffspuren im Vergleich zu den relativ flacheren vorgedrungenen Farbstoff spuren des Strömungsdiagrainms der Figur 11 sind in Figur 10 gezeigt. Aus diesen Strömungsdiagrammen wird
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deutlich, daß der der Figur 11 entsprechende Träger eine •wesentliche Verbesserung gegenüber dem idealen Strömungsverhalten einer Flüssigkeit auf dem Träger mit Bezug auf das in der Figur 10 gezeigte Strömungsprofil aufweist.
Nach einer weiteren auf den beschriebenen Untersuchungen beruhenden Auswertungsserie wurde der in Figur 9 gezeigte Träger dadurch abgewandelt, daß alle Dampfschlitzöffnungen in den Platten 4, 5» 6, 7 und 8 der Plattenreihe 174 sowie in den Platten 5 und 7 der Plattenreihe 173 verstopft wurden. Eine derartige Blockierung der Schlitzöffnungen wurde vorgenommen, um die Leistung des in Figur 9 gezeigten Trägers durch Verkleinern des nach unten gerichteten mit den Schlitzöffnungen in der Nähe der diametralen Strömungslinie verbundenen Dampfschubes/,wo die Geschwindigkeit der Flüssigkeit am höchsten ist. Unter den gleichen beschriebenen Gas- und Flüssigkeitsbelastungen betrug die gemessene minimale bzwo maximale Verweilzeit 4 Sekunden bzw. 12 Sekunden,, so daß sich ein Verhältnis der maximalen zur minimalen Verweilzeit von 3 ergab, Die Betriebsbedingungen für diesen Träger waren mit den früher beschriebenen Fällen identisch« Ein am Einlaß angeordneter Blasenförderer einer geneigten Fläche wurde neben dem Flüssigkeitseinlaß für den Träger verwendete Die minimale bzwo maximale Verweilzeit des in Figur 3 gezeigten Trägers betrug 4 bzw.. 8 Sekunden. Das Verhältnis der maximalen Verweilzeit zur minimalen.Verweilzeit für diesen Träger hatte daher den Wert 2, der am oberen Ende des bevorzugten Bereiches der Verhältniswerte liegt 9 aber ist nichtsdestoweniger wesentlich höher im Vergleich mit den bekannten Trägerarten0
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Figur 12 ist eine Draufsicht auf einer.· "bekannten geschlitzten Siebträger mit Parallelströmung zum Leistungsvergleich mit dem in der Figur 7 gezeigten erfindungsgemäßen Träger. Wie aus einem Vergleich dieser in Figur 7 und in Figur 12 gezeigten Träger hervorgeht, besteht der Unterschied zwischen den beiden Trägerarten in den benutzten Schlitzwinkeln in den Platten 1 bis 5 der Plattenreihe, die neben dem Flüssigkeitseinlaß für den Trägerteil angeordnet ist. Wie in der Figur 12 gezeigt, v/eisen die Platten 1, 2, 3, 4 und 5 in der Plattenreihe 424A jeweils die Winkel O0, 15°, 15? 30° und 30° auf. Der in der Figur 7 gezeigte erfindungsgemäße Träger mit Parallelströmung hat Schlitzwinkel für die' Trägerplatten 1,2,3,4 und 5 der Plattenreihe 324A, die neben dem Flüssigkeitseinlaß 350 angeordnet ist, von jeweils 75°» 75°, 75° und 40°. In den Figuren 7 und 12 sind die Schlitzöffnungen in den Platten stromabwärts der transversalen Hittellinie c-c des Trägers in Übereinstimmung mit dem US-Patent 3 759 498 angebracht. Diese Träger wurden mit nur 10% der nach unten gehenden Fläche entsprechend einer 9O$oigen aktiven Trägerfläche gebaut, während die früheren Träger mit Parallelströmung mit der Schlitzanordnung gemäß dem US-Patent 3 759 498 mit nach unten führenden Flächen von nahezu 2O?o oder höher ausgestattet waren. Obwohl der in Figur 12 gezeigte Träger relativ gute Leistungen erbrachte, waren die minimale bzw. maximale Verweilzeit für den Träger 7 bzw. 17»5. Sekunden und lieferten ein Verhältnis von maximaler Verweilzeit zu minimaler Verweilzeit von 2,5» das über dem gewünschten Bereich liegt. Die Gasbelastungsstufe dieses Beispieles hatte einen F-Faktor von 0,26 und die damit verbundene
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Flüssigkeitsbelastung betrug 0^138 Kubikfuß pro Sekunde pro Fuß der Vorstauerlänge. Im Gegensatz zu der hydraulischen Leistung des in Figur 12 gezeigten Trägers, zeigte der in der Figur 7 abgebildete Träger ein wesentlich verbessertes hydraulisches Verhalten» Die minimale bzw. maximale Verweilzeit des in Figur 7 gezeigten Trägers ergab 8P5 bzwe 1Oj,5 Sekunden und lieferte ein Verhältnis der Verweilzeit von maximaler zu minimaler Verweilzeit von 1S24P und lag damit im gewünschten Bereich der Betriebswerte und über 50% niedriger als das Maximum-Minimum-Verweilzeitverhältnis des in Figur 12 gezeigten Trägers,
Die Figuren 13 und 14 sind Strömungsverteilungsdiagramme für die in den Figuren 12 bzwo 17 gezeigten Trägerteile wie sie aus den beschriebenen Vergleichsuntersuchungen hervorgehen. Mit Bezug auf die bogenförmigen Farbstoff spureil des in Figur 13 gezeigten Strömungsdiagramms, sind die Farbstoffspuren des in Figur 14 gezeigten Strömungsdiagramms für den Träger der Figur 7 verhältnismäßig glatter und flacher ausgebildet, was einen bedeutenden Unterschied in den Verhältniswerten der maximalen Verweilzeit zur minimalen Verweilzeit für die betreffenden Träger zum Ausdruck bringen.
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L e e r s e i t e

Claims (22)

Patentansprüche
1. Siebträger in Kreisform, geschlitzten Öffnungen und Kanten zum Bewirken eines engen Kontaktes zwischen aufsteigendem Dampf und einer über einen Teil des Trägers fließenden Flüssigkeit mit einer ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche mit einem Flüssigkeitseinlaß an einer Kante des Trägerteiles entlang einer für eine fließende Flüssigkeit geeigneten Bahn auf der Hauptoberfläche mit einem auseinandergehenden Strömungsabschnitt neben dem zu einer Flüssigkeitsabgabestelle führenden Einlaß an der gegenüberliegenden Kante des Trägerteiles, mit einer Anzahl von über dem Träger verteilter und durch den Träger gehendeiÖffnungen bestimmter Größe und Wänden, die senkrecht zur Hauptoberfläche und Bodenfläche für den Gasfluß liegen und einer Anzahl erhöhter Abschnitte, die vom Trägerteil quer über den Flächen gebildet sind, wobei jede Fläche mit ihrer oberen Fläche gegenüber der Hauptoberf lache erhöht ist und eine Führungskante auf v/eist, die von der Hauptoberfläche getrennt ist, um eine verlängerte Sclilitzöffnung damit zu bilden, wobei diese eine größere Breite als
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Höhe aufweist und die erhöhte obere Fläche gegenüber der ebenen Hauptoberfläche geneigt ist und mit dieser eine feste Rückenkante bildet und jedes erhöhte Teil auf Abstand von den angrenzenden Teilen durch die ebene Hauptoberfläche, die einen derartigen erhöhten Teil ganz umschließt, gekennzeichnet durch einen ersten Bandabschnitt des Trägerteiles neben dein Flüssigkeitseinlaß, der sich von dort stromabwärts auf eine Entfernung von wenigstens 20 % der Länge des Trägers entgegengesetzt der Strömungslinie vom Flüssigkeitseinlaß bis zur transversalen Mittellinie des Trägers und sich quer nach außen aus der Umgebung der diametralen Strömungslinie des Trägers auf eine Entfernung von mindestens 25 % der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses erstreckt und eine Winkelorientierung der Schlitzöffnungen im ersten Bandabschnitt mit Bezug auf und weg von der diametralen Strömungslinie im Trägerteil so aufweist, daß der Schlitzwinkel der Einzelscheibe größer als der durch die diametrale Strömungslinie gebildete Winkel ist und eine Tangenslinie an der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit dem Flüssigkeitseinlaß und mit der Schlitzdichte im ersten Bandabschnitt bildet, so daß das Verhältnis der gesamten Fläche der vorhandenen Schlitzöffnungen zur gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabschnittes zwischen 0,0001 und 0,30 liegt.
2. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles zwischen 50 und 90° liegt.
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3. Siebträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzwinkel zwischen 75 und 90° liegt.
4. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine aktive Fläche von wenigstens 60 % aufweist.
5. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bandabschnitt des Trägerteiles sich stromabwärts vom angrenzenden Flüssigkeitseinlaß über eine Entfernung von 20 bis 60 % der Länge der diametralen Strömungslinie des Trägers vom Flüssigkeitseinlaß bis zur transversalen Mittellinie des Trägers und transversal sich nach außen von der diametralen Strömungslinie des Trägers über eine Entfernung von 25 bis 100 % der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses erstreckt.
6. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bandabschnitt des Trägerteiles im wesentlichen rechteckig ist.
7. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bandabschnitt des Trägerteiles zwei Einzelbandsegmente umfaßt, wobei jedes neben dem Flüssigkeitseinlaß angeordnet ist und voneinander durch einen Abstand von nicht mehr als 50 % der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses und symmetrisch zur diametralen'Strömungslinie des Trägers angeordnet ist.
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8. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gesamtfläche der Schlitzöffnungen im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles zur gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabschnittes zwischen 0,001 und 0,20 liegt.
9. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bandabschnitt des Trägerteiles an seiner transversalen Aussenkante durch einen zweiten anliegenden Bandabschnitt begrenzt ist, der sich transversal zur Außenkante des Trägerteiles und stromabwärts wenigstens zusammen mit dem ersten Bandabs chni.tt erstreckt; daß der zweite Bandabschnitt mit Bezug auf und weg von der diametralen Strömungslinie des Trägers geschlitzte, winkelorientierte Öffnungen derartig aufweist, daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze zwischen 15 und 45 liegt und daß--die Schlitzdichte im zweiten Bandabschnitt so ist, daß das Verhältnis der gesamten Fläche der Schlitzöffnungen zur gesamten aktiven Fläche des zweiten Bandabschnittes zwischen 0,0001 und 0,30 liegt.
10. Siebträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Bandabschnitt des Trägerteiles über einen Teil der Länge der diametralen Strömungslinie des Trägers vom Flüssig keitseinlaß zur transversalen Mittellinie des Trägers erstreckt und an seinem stromabwärts liegenden Rand durch einen angrenzenden transversal sich erstreckenden dritten Bandabschnitt des stromabwärts führenden Trägerteiles bis zur · transversalen Mittellinie des Trägers begrenzt ist und eine niedrigere Schlitzdichte als der erste und zweite Bansabschnitt aufweist. ·
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11. Siebträger nach Anspruch 1O? dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Bandabschnitt des Trägerteiles einen Öffnungswinkel von weniger als 15° mit Bezug auf die diametrale Strömungslinie des Trägers für die Schlitzöffnungen hat.
12. -Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß eine transversal sich erstreckende Blasenfördereinrichtung an der ebenen Hauptoberfläche des Trägers zwischen dem Flüssigkeitseinlaß und dem ersten Bandabschnitt des Trägers angeordnet ist«
13. Siebträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein schlitzloser, transversal sich erstreckender Bandabschnitt zwischen der Blasenfördereinrichtung und dem ersten Bandabschnitt des Trägerteiles angeordnet ist.
•14. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine für eine fließende Flüssigkeit geeignete Bahn auf der ebenen Hauptoberfläche neben der Flüssigkeitsabgabestelle einen zulaufenden Strömungsabschnitt aufweist.
15. Siebträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bandabschnitt des Trägerteiles sich vom angrenzenden Flüssigkeitseinlaß über eine.Entfernung von 20 bis 60 % der Länge der diametralen Strömungslinie des Trägers vom Flüssigkeitseinlaß bis zur transversalen Mittellinie des Trägers stromabwärts erstreckt.
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16. Siebträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der parallele Strömungstyp mit·einer von Kante zu Kante entlang des Durchmessers des Trägerteiles gehenden zentral angeordneten Stauplatte so versehen ist, daß er den Träger in zwei gleiche Teile teilt; daß die Flüssigkeitseinlaßeinrichtung an der Kante des einen Trägerteiles unmittelbar neben einen ersten Ende der zentralen Stauplatte für eine quer dazu gerichtete Strömung angeordnet ist und die Flüssigkeitsauslaßeinrichtung unmittelbar neben einem zweiten Ende der zentral angeordneten Stauplatte an der gegenüberliegenden Kante des einen Trägerteiles liegt; daß die Flüssigkeitseinrichtung an der Kante des anderen Trägerteiles unmittelbar neben dem zweiten Ende der zentral angeordneten Stauplatte für eine dazu quergerichtete Strömung in entgegengesetzter Richtung zu der Strömungsbahn quer zu einem Trägerteil angeordnet ist und die Flüssigkeitsauslaßeinrichtung unmittelbar neben dem ersten Ende der zentral angeordneten Stauscheibe an der entgegengesetzten Kante des anderen Trägerteiles liegt.
17. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungstyp, der mit einer Doppelbahn versehen ist, bei dem das Medium von der Seite in das Zentrum des Trägers geführt wird und bei dem sich die Flüssigkeitsabgabe von Kante zu Kante des Trägers entlang der transversalen Mittellinie erstreckt, so gebaut ist, daß er den Träger in zwei gleiche Teile teilt, wobei sich jeder Teil des Flüssigkeitseinlasses transversal und parallel zur Flüssigkeitsabgabestelle an der entgegengesetzten Kante des Trägerteiles erstreckt.
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18. Siefcträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewichtete Koeffizient der offenen Fläche des ersten Bandabschnittes innerhalb von 25 % des durchschnittliehen gewichteten Gesamtkoeffizienten der offenen Fläche des Trägerteiles liegt.
19. Siebträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Schlitzöffnungen im Trägerteil stromabwärts der transversalen Mittellinie des Trägers regelmäßig mit Bezug auf und gegen die diametrale Strömungslinie des Trägers so orientiert sind, daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze in transversaler Richtung zu der für eine fließende Flüssigkeit geeigneten Bahn von der diametralen Strömungslinie zu der Außenkante des Trägerteiles zunimmt und daß der Schiitzwinkel der einzelnen Schlitze auch in Längsrichtung der für eine fließende Flüssigkeit.geeigneten Bahn zu der Flüssigkeitsabgabe zunimmt, und daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze unmittelbar neben der Flüssigkeitsabgabe und der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit der Flüssigkeitsabgabe innerhalb von 20° des ¥inkels liegt, der durch eine Tangenslinie am Schnittpunkt und der diametralen Strömungslinie gebildet ist.
20. Siebträger in Kreisform, mit geschlitzten Öffnungen, Kanten, doppelter Strömungsbahn und einer von der Seite in die Mitte gerichteten Strömung, zum Bewirken eines engen Kontaktes zwischen aufsteigendem Dampf und einer quer über einen Teil des Trägers fließenden Flüssigkeit mit einer ebenen Hauptoberfläche und einer Öodenfläche mit einem
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Flüssigkeitseinlaß an einer Kante des Trägerteiles entlang einer für eine fließende Flüssigkeit geeigneten Bahn auf der Hauptoberfläche mit einem ause.lnanderstrebenden Strömung sabschnitt neben dem Einlaß einer Flüssigkeitsabgabestelle an der gegenüberliegenden Kante des Trägerteiles, der sich transversal von Kante zu Kante des Trägers entlang der transversalen Mittellinie des Trägers erstreckt,und der Flüssigkeitseinlaß sich transversal und parallel mit Bezug auf die Flüssigkeitsabgabe erstreckt, mit einer Anzahl von über den Trägerteil verteilten und durch den Träger gehenden Öffnungen bestimmter Größe und Wänden senkrecht zur ebenen Hauptoberfläche und Bodenfläche für den Gasstrom, und einer Anzahl von erhöhten Teilen, die vom Trägerteil quer über den Flächen gebildet ist, wobei jede Fläche mit ihrer Oberseite über der ebenen Hauptoberfläche erhöht ist und eine vordere Führungskante aufweist, die von der ebenen Hauptoberfläche getrennt ist, um eine verlängerte Schlitzöffnung damit zu bilden, wobei diese eine größere Breite als Höhe aufweist und die erhöhte obere Fläche mit Bezug auf die ebene Hauptoberfläche geneigt ist und mit dieser eine feste Rückenkante bildet und jedes erhöhte Teil auf Abstand von den angrenzenden erhöhten Teilen durch die ebene Hauptoberfläche gehalten wird,die einen derartigen Teil ganz umschließt, gekennzeichnet durch einen ersten Bandabschnitt des Trägerteiles neben dem Flüssigkeitseinlaß, der sich von dort stromabwärts auf eine Entfernung von wenigstens 20 bis 50 % der Länge des Trägers entgegengesetzter Strömungslinie vom Flüssigkeitseinlaß bis zur Flüssigkeitsabgabe erstreckt und sich quer nach außen von der diametralen Strömungslinie des Trägers auf eine Entfernung von min-
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destens 25 % der transversalen Länge des Flüssigkeitseinlasses erstreckt und eine Winlcelorientierung der Schlitz-Öffnung im ersten Bandabschnitt des Trägers mit Bezug auf und weg von der diametralen Strömungslinie des Trägers so aufweist, daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze größer als .der durch die diametrale Strömungslinie gebildete Winkel ist und eine Tangenslinie an der Außenkante des Trägerteiles am Schnittpunkt mit dein Flüssigkeitseinlaß und mit der Schlitzdichte im ersten Bandabschnitt so bildet, daß das Verhältnis der Gesamtfläche der vorhandenen Öffnungen zu der gesamten aktiven Fläche des ersten Bandabschnittes zwischen 0,0001 und 0p30 liegt; einen ersten Bandabschnitt 9 wobei jeder an seinem transversalen Außenrand durch einen angrenzenden zweiten Bandabschnitt des Trägerteiles begrenzt ist, der sich transversal zur Außenkante des Trägers und stromabwärts der Flüssigkeitsabgabe befindet, wobei die zweiten Bandabschnitte eine Winlcelorientierung der Schiitsöffnungen mit Bezug auf und weg von der diametralen Strömungslinie derartig aufweisen, daß der Schlitzwinkel der Einzelschlitze zwischen 15 und 45° liegt9 wobei die Schlitzdichte in den zweiten Bandabschnitten so ist, daß das Verhältnis der gesamten Fläche der Schlitzöffnungen zu der gesamten aktiven Fläche der zweiten Bandabschnitte zwischen 0,0001 und 0,30 liegt und der erste .Bandabschnitt an seinem stromabwärts gerichteten Teil einen anliegenden dritten Bandabschnitt des sich transversal erstreckenden Trägerteiles zwischen den zweiten Bandabschnitten und stromabwärts vom ersten Bandabschnitt zur Flüssigkeitsabgabe begrenzt ist, wobei der dritte Bandabschnitt eine niedrigere Schlitzdichte als der erste und zweite Bandabschnitt aufweist.
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- ίο -
21. Siebträger nach Anspruch. 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze im ersten Bandabschnitt des Trägerteiles zwischen 75 und 90° liegt.
22. Siebträger nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzwinkel der einzelnen Schlitze im dritten Bandabschnitt des Trägerteiles 0° beträgt.
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IN (1) IN147321B (de)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4510023A (en) * 1983-06-17 1985-04-09 Air Products And Chemicals, Inc. Perforated bubble caps for enhanced vapor/liquid contact on a distillation tray
US4556522A (en) * 1984-05-09 1985-12-03 Air Products And Chemicals, Inc. Sieve type distillation tray with curved baffles
GB8416497D0 (en) * 1984-06-28 1984-08-01 Boc Group Plc Distillation trays
US5106556A (en) * 1989-03-08 1992-04-21 Glitsch, Inc. Method of downcoer-tray vapor venting
US5061407A (en) * 1990-08-08 1991-10-29 Nutter Dale E Liquid distributor for gas-liquid contact apparatus
US5382390A (en) * 1990-09-10 1995-01-17 Uop Multiple-downcomer fractionation tray with vapor directing slots and extended downcomer baffles
US5098615A (en) * 1990-10-19 1992-03-24 Uop Multiple-downcomer contacting tray with fluid directing baffles
US5230839A (en) * 1991-08-15 1993-07-27 Atlantic Richfield Company Fractionator feed section
US5192466A (en) * 1991-10-09 1993-03-09 Glitsch, Inc. Method of and apparatus for flow promotion
US5407605A (en) * 1993-12-16 1995-04-18 Uop Fractionation tray with side discharging triangular downcomers
US5632935A (en) * 1994-04-28 1997-05-27 Koch Engineering Company, Inc. Vapor-liquid contact tray and downcomer assembly and method employing same
US5480595A (en) * 1994-04-28 1996-01-02 Koch Engineering Chemical, Inc. Vapor-liquid contact tray and downcomer assembly and method employing same
US5547617A (en) * 1995-03-31 1996-08-20 Glitsch, Inc. Apparatus for increasing effective active area
AU694850B2 (en) * 1995-03-31 1998-07-30 Koch (Cyprus) Limited Multi-downcomer high performance tray assembly
US5788894A (en) * 1996-04-05 1998-08-04 Koch Engineering Company, Inc. High capacity vapor-liquid contact tray
US5895608A (en) * 1996-10-30 1999-04-20 Koch Enterprises, Inc. Downcomer for chemical process tower and method of forming the same
US6189872B1 (en) 1998-10-23 2001-02-20 Amt International, Inc. Froth activator apparatus and method
US6460834B2 (en) * 2000-02-16 2002-10-08 Shell Oil Company Gas/liquid contact tray
KR100746062B1 (ko) * 2000-02-16 2007-08-03 쉘 인터내셔날 리서치 마챠피즈 비.브이. 기액 접촉 트레이
US6575438B2 (en) * 2001-06-13 2003-06-10 Sulzer Chemtech Usa, Inc. Stepped downcomer apparatus and vapor-liquid contact apparatus with same
WO2004071636A2 (en) 2003-02-06 2004-08-26 Sulzer Chemtech Ag Tray apparatus, column with same and method of assembling and using
US7204477B2 (en) 2005-06-01 2007-04-17 Uop Llc Parallel flow fractionation tray
US7708258B2 (en) * 2006-12-21 2010-05-04 Sulzer Chemtech Ag Tray for a mass exchange column
US8235362B2 (en) * 2009-03-31 2012-08-07 Uop Llc Fluid distribution to parallel flow vapor-liquid contacting trays
JP6125606B2 (ja) * 2012-03-12 2017-05-10 コック グリッシュ エルピー 物質移動カラムで使用するためのクロスフロートレー及び支持システム
US9968895B1 (en) * 2015-09-22 2018-05-15 James Dartez Submersible aerator
CN106139865B (zh) * 2016-08-15 2018-09-18 王树华 一种废气处理系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2112301A1 (de) * 1970-03-16 1971-10-07 Union Carbide Corp Gas-Fluessigkeits-Kontaktboden

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE871594C (de) * 1941-12-16 1953-03-23 Walter Dipl-Ing Kittel Austauschboden
US3039750A (en) * 1952-03-07 1962-06-19 Kittel Walter Contact plate structure for use in a rectifying or contacting column
US2787453A (en) * 1953-11-30 1957-04-02 Exxon Research Engineering Co Fractionating tower utilizing directional upflow means in conjunction with slanted trays
US2795536A (en) * 1955-03-29 1957-06-11 California Research Corp Liquid control for a fractionating column
US3062517A (en) * 1956-09-07 1962-11-06 Shell Oil Co Gas-liquid contacting apparatus
US3417975A (en) * 1964-12-01 1968-12-24 Union Carbide Corp Apparatus for liquid-gas contacting tray
US3282576A (en) * 1962-09-06 1966-11-01 Union Carbide Corp Apparatus for improved liquidvapor contact
NL302093A (de) * 1962-12-29
US3550916A (en) * 1968-11-29 1970-12-29 Germania Chemieanlagen Und App High capacity mass transfer plate for columns
US3729179A (en) * 1970-09-23 1973-04-24 Fractionation Res Inc Apparatus for liquid and vapor or gas mass transfer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2112301A1 (de) * 1970-03-16 1971-10-07 Union Carbide Corp Gas-Fluessigkeits-Kontaktboden

Also Published As

Publication number Publication date
AU3406178A (en) 1979-09-13
JPS53131278A (en) 1978-11-15
CA1106754A (en) 1981-08-11
AU515107B2 (en) 1981-03-19
IN147321B (de) 1980-02-02
GB1600687A (en) 1981-10-21
AR215681A1 (es) 1979-10-31
BR7801162A (pt) 1978-09-26
JPS5743042B2 (de) 1982-09-11
DE2807882C2 (de) 1986-03-13
FR2381545B1 (de) 1985-05-17
FR2381545A1 (fr) 1978-09-22
US4101610A (en) 1978-07-18
BE864357A (fr) 1978-08-28

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