Text-Bild-Ansicht Band 318

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Aber auch um deswillen darf man nicht zu sehr mit dem Durchmesser der Füllkugeln herabgehen, weil die den Reaktionsturm durchstreichenden Flüssigkeiten gewöhnlich in geringerem oder höherem Grade Schlammbestandteile mit sich führen, und weil auch die Gase vielfach mit Flugstaub beladen sind. Indem sich sowohl Schlamm wie Flugstaub in den Zwischenräumen zwischen den Füllkörpern absetzen. Sie verengen dann bald die Durchtrittsöffnungen für Gas und Flüssigkeit so sehr, dass die Wirksamkeit des Turmes bei zu kleinen Füllkörpern sehr rasch stark behindert wird.

Aus Vorstehendem ergiebt sich, dass man bei der Wahl der Füllkörper zwischen zu grossen und zu kleinen Körpern in der Mitte bleiben muss, um einerseits den Turmraum noch gut ausnutzen zu können, andererseits aber auch einen genügenden Querschnitt für den Durchtritt der Gase selbst dann noch frei zu behalten, wenn sich grössere Mengen Schlamm oder Flugstaub in den Türmen abgesetzt haben.

In der Praxis pflegt man die Reaktionstürme vielfach, ähnlich wie es auch mit Sand- und Kiesfiltern der Fall ist, mit Füllkörpern von in den verschiedenen Höhenschichten verschiedenem Durchmesser anzufüllen. Zu unterst, der Eintrittsstelle der Gase zunächst, pflegt man Material von grösserem, zu oberst solches von geringerem Durchmesser in den Turm einzubringen. Indem dann die oben einströmenden Flüssigkeiten in dem oberen Teil des Turmes die Hauptmenge an Schlamm absetzen, so wird nach einer gewissen Zeit des Betriebes zunächst der obere Teil des Turmes unbrauchbar werden, während der untere Teil der Füllung noch Gas und Flüssigkeit bequem durchlassen würde. Man braucht dann zur Wiederherstellung der Turm Wirkung nur den oberen Teil auszuräumen und dessen Füllmaterial durch neues zu ersetzen oder sonst entsprechend zu reinigen.

Wichtig ist es jedoch, dass in demselben Turmabschnitt sich immer nur Füllmaterial von ungefähr derselben Grösse befindet, damit nicht der Durchtritt für die Gase dadurch zu sehr beengt werde, dass sich bei gleichzeitiger Anwendung verschieden grosser Füllkörper die kleineren von ihnen in sonst frei bleibenden Zwischenräumen, diese ausfüllend, zwischen den grösseren Füllkörpern festsetzen.

Die Kugelkörper, um nun auf diese wieder zurückzukommen, die zur Füllung der Türme verwendet werden, können zunächst Vollkugeln sein, von genau kugelförmiger Gestalt. Auf solche finden die in Tab. 1 gegebenen Werte in erster Linie Anwendung; jedoch ist zu berücksichtigen, dass in der Tat die Zahl für das Oberflächen Verhältnis und die damit in geradem Verhältnis stehenden Werte kleiner ausfallen, als sie jenen theoretischen Zahlen entsprechen. Denn dadurch, dass die einzelnen Kugeln einander in der Praxis natürlich nicht mit mathematischen Punkten, sondern immerhin mit gewissen Flächengrössen berühren, und dadurch, dass der Durchmesser der Füllkörper durch die darauf befindliche Flüssigkeitsschicht, sowie auch später durch Schlamm und Staub einigermassen vergrössert wird, wird das Oberflächen Verhältnis verkleinert. Ebenso werden auch die Werte für Zwickelfläche und Zwick ei höhe eine entsprechende Verringerung erfahren.

Nächst den Voll kugeln kämen Kugeln in Betracht, die an ihrer Oberfläche gerauht oder gerieft sind, um ihnen ein grösseres Oberflächenverhältnis zu geben, während die übrigen in Betracht kommenden Werte im Grossen und Ganzen unverändert bleiben. Die Wirksamkeit der Rauhung oder Riefelung der Oberfläche dürfte vielfach überschätzt werden, da deren Unebenheiten im Betriebe durch die auf den Kugeln befindliche Flüssigkeitsschicht mehr oder weniger ausgeglichen werden, und da ferner die Unebenheiten der Kugeloberfläche das Ansetzen von Schlamm oder Flugstaub sehr zu befördern geeignet sind, was wiederum, abgesehen von allem übrigen, ihre baldige Ausgleichung im Gefolge hat.

Aehnlich sind auch die mit Einbeulungen versehenen massiven Kugeln zu beurteilen, wie sie in Fig. 8 und 9 im Querschnitt und Ansicht vorgeführt werden. Im gezeichneten Beispiel sollen zwölf auf der Kugeloberfläche symmetrisch verteilte Einbeulungen diese Oberfläche vergrössern. Hier ist jedoch anzunehmen, dass sich ein grosser Teil der Kugeln so zu einander lagern wird, dass die Kugelfläche der einen Kugel in die Einbeulungen anderer Kugeln hineingreift, sodass entgegen der angestrebten Vermehrung eine Verminderung der wirksameren Kugeloberfläche stattfinden wird.

Ferner kämen Kugeln mit Durchbohrungen in Betracht, wie sie in Fig. 10 im Querschnitt dargestellt sind. Diese, einander gleich gerichtet angebrachten Durchbohrungen sind ebenfalls bestimmt, die wirksame Oberfläche zu vergrössern, indem sie Flüssigkeit und Gas den Durchtritt durch die Kugel gestatten.

Textabbildung Bd. 318, S. 183
Textabbildung Bd. 318, S. 183
Textabbildung Bd. 318, S. 183
Textabbildung Bd. 318, S. 183
Textabbildung Bd. 318, S. 183
Textabbildung Bd. 318, S. 183

Diese letzteren Kugeln bilden den Uebergang zu den Hohlkugeln, wie sie zunächst durch Fig. 11 vorgeführt werden. Man ersieht, dass die Kugeln je nach der Grösse und Zahl der ins Innere führenden Einschnitte, deren hier sechs angenommen sind, durch ebenen Ausschnitten stellenweise an ihrem Durchmesser einbüssen. Fig. 12 und 13 zeigen ähnliche Kugeln, wie solche tatsächlich zur Turmfüllung verwendet und namentlich für den Betrieb von Kondensationstürmen für Salpetersäure empfohlen werden. Auch diese Kugeln werden durch sechs sie schneidende Ebenen in ihrem Durchmesser entsprechend verringert. Die ins Innere führenden Oeffnungen sind nicht einfach durch die Kugeln durchgestossen, sondern mit trichterförmigen Rändern versehen, um ein bequemeres Eindringen der Flüssigkeit in das Kugelinnere zu ermöglichen. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Kugeln durch die Trichterform der Einbeulungen jedenfalls auch sehr stark als Schlammfänger dienen und sich nur sehr schwer wieder von Schlamm befreien lassen. Inwiefern auch die den Turmraum durchstreichenden Gase gerade den Weg durch die Kugeln demjenigen zwischen ihnen hindurch vorziehen werden, ist eine weitere Frage. Bei Hohlkugeln von 5,7 cm Durchmesser, wie sie in der Praxis gebräuchlich sind, beträgt der Flächenraum des von drei grössten Kugeln begrenzten Zwickels, wie aus Tab. 1 hervorgeht, 1,31 qcm. Dagegen wird die Durchtrittsöffnung eines der ins Innere der Kugel führenden Trichter, selbst wenn wir ihren Durchmesser zu 1 cm annehmen, nur 0,79 qcm betragen. Diese 0,79 qcm werden aber nur dann voll wirksam, wenn die betreffende Eintrittsöffnung gerade nach unten gerichtet ist, also wenn ihre Projektion ebenso gross ist, wie ihr thatsächlicher Flächeninhalt.

Im übrigen sind in Tab. 1 auch die Werte für Raumerfüllung u.s.w. für verschiedene Grossen von Hohlkugeln unter den vorhin schon angeführten Bedingungen angegeben. Man ersieht hieraus, dass die Kaumausnutzung von Hohlkugeln von 5,7 cm Durchmesser gleich derjenigen ist, von Vollkugeln von 2,2215 : 1,403, das ist von 1,58 cm Durchmesser, vorausgesetzt, dass die innere Kugelfläche in der Tat ebenso wirksam sein würde, wie die äussere Fläche der Hohlkugeln.

Man ersieht ferner aus Tab. 1, dass Hohlkugeln bei unendlich dünner Schalendicke die doppelte Raumausnutzung gewähren können, als die entsprechenden Vollkugeln, sowie