Text-Bild-Ansicht Band 318

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Salzsäure von so geringem Durchmesser machen müssen, wie es irgend zulässig ist.

Was die Höhe der Türme anbetrifft, so ist im allgemeinen eine möglichst grosse Höhe für die Bürgschaft einer möglichst vollständigen Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und Gasen erwünscht, da man nur hei genügender Turmhohe annehmen kann, dass genügend viele Gasteilchen auch mit genügend vielen Flüssigkeitsteilchen in Berührung gekommen sind. Dagegen sind natürlich andererseits Türme von zu grosser Höhe schwieriger zu bauen und namentlich auch schwieriger zu reinigen, als niedrige Türme, sodass man es öfters vorzieht, an Stelle eines höheren Turmes zwei oder mehrere kleinere Türme hintereinander zu schalten. Namentlich dann, wenn die Art des Betriebes derartig ist, dass sich viel Schlamm in den Türmen absetzt, man dementsprechend die Türme also öfters ausnehmen und wieder neu füllen muss, wird man nicht gerne mit der Turmhöhe weiter gehen, als es unbedingt nötig ist.

Wegen der Dicke und Natur der Turmwandungen gilt dasselbe, was vorhin von dem Verhältnis der Turmoberfläche zum Turminhalt gesagt ist. Da, wo es sich um Zusammenhaltung der Turmwärme handelt, wird man die Wände des Turmes so dick machen dürfen, wie es deren Baustoff irgend erfordert oder zulässt, während man bei zu kühlenden Türmen die Wandungen möglichst dünn zu halten hat.

Hinsichtlich der Gestalt der Füllkörper, mit denen man die Reaktionstürme aussetzt, herrscht die grösste Mannigfaltigkeit, die man sich denken kann; Füllkörper von allen möglichen, regelmässigen und unregelmässigen Formen, sowie auch Türme ohne Füllung kommen in den verschiedenen, wie auch oft in gleichen Betrieben nebeneinander vor. Man hat Turmfüllungen in sehr vielen Fällen ganz ohne Rücksicht auf den Zweck der Türme konstruiert, vielfach nur, um etwas Neues vorschlagen zu können, ohne Rücksicht darauf, ob dieses Neue auch irgend welche Vorzüge besässe. Man wird im allgemeinen folgende Anforderungen an ein gutes Füllmaterial für chemische Reaktionstürme stellen können. Zunächst muss eine chemische Wechselwirkung zwischen dem Füllmaterial und dem Turminhalt ausgeschlossen sein, mit Ausnahme derjenigen Fälle natürlich, in denen sogenannte katalytische Wirkungen in Frage kommen. Aus diesem Grunde sind Koke z.B. nicht überall zu empfehlen, da diese einmal von manchen Flüssigkeiten mehr oder weniger stark angegriffen werden, und da sie namentlich auch in heissgehenden Türmen insofern Gefahren mit sich bringen können, als sie unter Umständen bei unterlassener Berieselung des Turmes durch die in sie eintretenden heissen Gase in Brand gesetzt werden können, falls diese genügend Luftsauerstoff enthalten.

Ferner muss das Verhältnis der Oberfläche der einzelnen Füllkörper zu ihrem Inhalt, sowie zum Gesamtinhalt des Turmes möglichst gross sein, um eine möglichst grosse Berührungsfläche zwischen den den Turm durchmessenden Flüssigkeiten und Gasen zu schaffen. Dabei müssen ferner die Füllkörper so verteilt sein, dass die Zwischenräume zwischen ihnen eine solche Gestalt haben, dass die Gase nur möglichst kurze Strecken geradenwegs zwischen ihnen hindurchstreichen können und möglichst oft genötigt sind, an festen Flächen anzuprallen und so ihre Richtung zu ändern. Ebenso soll auch der Flüssigkeit möglichst oft Gelegenheit gegeben werden, von einem Füllkörper herabzutropfen, eine kurze Strecke im freien Fall zurückzulegen und dann wieder auf einen anderen Füllkörper aufzuschlagen, um dort nach Möglichkeit zu zerstäuben. Ebenso wie grössere Massen an Füllkörpern unnütz sind, weil sie den Reaktionsraum ohne Schaffung einer entsprechenden Oberfläche vergrössern, so sind andererseits auch grössere freie Gasräume unnütz, weil sie einen zu schnellen Durchzug der Gase durch das System erlauben, ohne diesen genügend Gelegenheit zu geben, entweder durch einen Sprühregen von Füssigkeit hindurchzubrechen oder mit einer möglichst grossen Oberfläche mit Flüssigkeit benetzter fester Körper in Wechselwirkung zu treten.

Für den Querschnitt der Türme kommen nur die rechteckige und die kreisrunde Form in Frage; jedoch dürfte letztere ein weitaus grösseres Anwendungsield haben, als jene. Die runde Form hat auch im allgemeinen den Vorzug, dass sich nicht so leicht in ihr tote Räume bilden können,wie solche an den Ecken eines Quadrates naturgemäss leicht auftreten.

Was den Ein- und Austritt der Gase und Flüssigkeiten in dem Turm anbetrifft, so fliessen die Flüssigkeiten durch irgend welche hydraulischen Verschlüsse an möglichst zahlreichen Stellen des oberen Bodens auf diesen auf und fliessen unten am besten ebenfalls wieder durch einen hydraulischen Verschluss ab. Die Gase treten dagegen gewöhnlich unten durch ein seitlich angebrachtes Rohr ein, oben durch ein ebenso angebrachtes Rohr wieder aus.

Wir wollen nun im Folgenden eine Anzahl der in der chemischen Industrie gebräuchlichen oder für ihre Zwecke vorgeschlagenen Kondenstürme betrachten und bemerken von vorneherein, dass, da deren Zahl sehr gross ist, eine unbedingte Vollständigkeit bei der Aufzählung von Kondensturmkonstruktionen sich nicht gewährleisten lässt, zumal Öfters Konstruktionen vorgeschlagen sind, die in der Praxis entweder gar keine oder eine sich nur auf den Betrieb des Erfinders erstreckende Anwendung gefunden haben.

Wir wollen nun zunächst die Formen der einzelnen vorgeschlagenen Füllkörper uns vorführen und zwar vorläufig im allgemeinen ohne Rücksicht auf das Material, aus dem sie hergestellt werden sollen, dagegen mit besonderer Berücksichtigung des Oberflächenverhältnisses der Turmfüllung zum Inhalt der Füllkörper selber und zum ganzen Rauminhalt der betreffenden Türme. Hernach wollen wir zur Besprechung einiger Turmkonstruktionen mit Rücksicht auf ihre praktische Anwendung und auf das in ihnen zur Verwendung kommende Material übergehen.

1. Kugelfüllung.

Unter den einzelnen Füllkörpern, mit denen man Kondenstürme auszusetzen pflegt, ist zunächst die Füllung mit Kugeln zu besprechen, da einmal diese Art der Füllung in ihrer Wirkungsweise der Berechnung am meisten zugänglich ist, und da andererseits die Kugelform auch als erste Form der Annäherung betrachtet werden darf, wenn man die Wirkung von manchen anderen Füllmitteln, wie Kies, Koksstücken u.s.w. berechnen will.

Füllt man in einen gewissen Raum Kugeln so ein, dass sie sich ihrer Natur entsprechend lagern können, ohne dass die Wände des Raumes die Lagerung stören, d.h. vernachlässigt man die Abmessungen des betreffenden Raumes gegenüber denen der Kugeln, indem man jenen als praktisch unendlich gross annimmt, so werden sich die Kugeln derart lagern, dass jede von ihnen seitlich von sechs anderen, oben und unten von je drei anderen Kugeln berührt wird. Fig. 1 bis 3 zeigen derartig aufgefüllte Kugeln im Grundriss und in zwei senkrechten Schnitten. Aus dem Grundriss Fig. 1 ersehen wir, wie die eine Kugelschicht O1 bis O11 von der zweiten Kugelschicht O12 bis O18 überdeckt wird1). Dabei kommen immer die Mittelpunkte der oberen Kugeln über die Mittelpunkte je einer Reihe der aus Kreisbogenstücken zusammengesetzten Dreiecke (Zwickel) zu liegen, die im Grundriss die Zwischenräume zwischen je drei Kugeln der unteren Schicht bilden.

In Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch fünf derartig übereinander liegende Kugelreihen nach OR dargestellt, unter der Annahme, dass die Mittelpunkte der dritten Kugelschicht sich über den Punkten I, B u.s.w. der Fig. 1 befinden, und dass die gegenseitige Lagerung der verschiedenen Kugel schichten auch sonst in dem Verhältnis zwischen den drei ersten Schichten in entsprechender Weise stattfindet.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach OR, unter der Annahme, dass die dritte Kugelschicht mit ihren Mittelpunkten über O5, O6, O7 u.s.w. sich befindet. In beiden Abbildungen sind die von der Fläche OR geschnittenen Kugeln schraffiert und die Mittelpunkte je einer Reihe davon durch die Linien YZ und WX verbunden.

Durch entsprechende Kombination nach Fig. 2 und 3 sind natürlich vielerlei Anordnungen in verschiedenen Kugelschichten gegeneinander möglich. Jedoch sind die hierdurch zustande gebrachten Verschiedenheiten, ebenso wie auch die Unterschiede zwischen Fig. 2 und Fig. 3 für die Praxis ohne Bedeutung, da sowohl die Schichthöhe, wie auch die

1)

O bedeutet den Mittelpunkt der durch den zugefügten Index gekennzeichneten Kugel.