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Title:
DISTRIBUTOR FOR MICRO-QUANTITIES OF LIQUID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/019097
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a distributor (20) for micro-quantities of liquid, which produces a film of liquid over the width of an exchanger surface, said film being as thin and continuous as possible. Said distributor (20) comprises a system (34) of liquid supply-lines, branching out from a common principal liquid supply line (36) into a plurality of secondary liquid supply lines (38) by means of a repeated bisection at branching points (40), until each secondary liquid supply line (38) finally opens into one of a plurality of liquid outlets (30, 32). Said liquid outlets (30, 32) are positioned above the system of liquid supply-lines, thus automatically guaranteeing deaeration.

Inventors:
PELTZER MATTHIAS (DE)
LAEVEMANN EBERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/009458
Publication Date:
March 06, 2003
Filing Date:
August 23, 2002
Export Citation:
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Assignee:
ZAE BAYERN BAYRISCHES ZENTRUM (DE)
PELTZER MATTHIAS (DE)
LAEVEMANN EBERHARD (DE)
International Classes:
B01D3/00; B01J10/02; B01J19/00; B01J19/24; F28F13/18; F24F3/14; F28D3/04; F28F27/02; (IPC1-7): F28D3/04; F24F3/14; B01D3/00
Foreign References:
US5354460A1994-10-11
DE10051523A12001-05-10
DE4321743A11994-03-17
FR978800A1951-04-18
DE4321743A11994-03-17
DE3640886C11988-06-09
Attorney, Agent or Firm:
Winter, Brandl Fürniss Hübner Röss Kaiser Polte (Alois-Steinecker-Strasse 22 Freising, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler zum Erzeugen eines dünnen Flüssigkeitsfilms (26) auf einer zu benetzen den Fläche (18), mit einer vorzugsweise geraden Anzahl von Flüssigkeits austrittsöffnungen (30,32), die entlang der zu be netzenden Fläche (18) angeordnet sind, einem Flüsigkeitszuleitungssystem (34), das ausgehend von einer gemeinsamen Flüssigkeitshauptzuleitung (36) durch widerholte Bisektion an Gabelungstellen (40) in eine Mehrzahl von Flüssigkeitsunterzuleitungen (38) aufzweigt, bis schließlich jeweils eine Flüssigkeits unterzuleitung (38) in eine der Flüssigkeits austrittsöffnungen (32) mündet, wobei die Flüssigkeitsunterzuleitungen (38) unter den Austrittsöffnungen (30,32) angeordnet sind.
2. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (30,32) in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.
3. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssikgeitsunterzuleitungen (38) nur so geführt sind, dass der Flüssigkeitsstrom gegen die Schwerkraft von unten nach oben oder senkrecht zur Schwerkraft quer geführt wird.
4. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Flüssigkeits unterzuleitungen (38) sich bei jeder Bisektion halbieren, und dass die Summe der Längen der einzelnen Flüssigkeits unterzuleitungen (38) von der Flüssigkeitshauptzu leitung (36) zu der jeweiligen Flüssigkeitsaustritts öffnung (30,32) konstant ist.
5. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsunterzuleitungen (38) an den Gabelungsstellen (40) gerundet ausgeführt sind.
6. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Befestigungsvorrichtung (44) zum Fixieren des Kleinstflüssigkeitsmengenverteilers an der zu benet zenden Fläche (18).
7. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen plattenförmigen Grundkörper mit einer Vorderund ei ner Rückseite, wobei die Austrittsöffnungen (30,32) im oberen Bereich des plattenförmigen Grundkörpers (27) angeordnet sind.
8. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinander unmittelbar benachbarte Austrittsöffnungen (30,32) abwechselnd zur Vorder (28) und zur Rückseite (29) münden.
9. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (30,32) entlang einer Geraden angeordnet sind.
10. Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (30,32) sich konisch nach außen öffnend ausgebildet sind.
11. Stoffund Wärmeaustauschreaktor mit zwei stofflich voneinander getrennten und thermisch miteinander gekoppelten Kanalsystemen, von denen das eine Kanalsystem (WärmeaustauschKanalsystem 14) von einem flüssigen oder gasförmigen Heizoder Kühlmedium HKM und das andere Kanalsystem (Stoffaustauschkanalsystem 16) von einem gasförmigen Medium GM und einem weiteren flüssigen Medium FM durchströmt ist, wenigstens einer im wesentlichen senkrecht angeordne ten Reaktordoppelplatte (2), die ein oberes Ende (4), ein unteres Ende (6), eine erste und eine zweite Hauptoberfläche (8,10) und einen Zwischenraum (12) zwischen der ersten und zweiten Hauptoberfläche (8, 10) aufweist, wobei das WärmeaustauschKanalsystem (14) in dem Zwischenraum (12) angeordnet ist, wobei wenigstens eine der Hauptoberflächen (8,10) als Stoffund Wärmeaustauscherfläche (18) ausgebil det ist, wobei die wenigstens eine Stoffund Wärmeaustauscherfläche (18) mit einem die Oberflächenspannung reduzierenden Material (21) be schichtet ist und/oder eine die Oberflächenspannung reduzierende Oberflächenstruktur aufweist, wobei an der wenigstens einen Stoffund Wärmeaus tauscherfläche (18) das gasförmige Medium GM und das flüssige Medium FM im Gegenstrom geführt sind, und wobei am oberen Ende (4) der wenigstens einen Reaktordoppelplatte (2) ein Flüssigkeitsverteiler (20) zum Erzeugen eines dünnen Flüssigkeitsfilms (26) aus dem flüssigen Medium FM auf der wenigstens einen Stoffund Wärmeaustauscherfläche (18) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsverteiler (20) ein Kleinst mengenflüssigkeitsverteiler nach einem der vorherge henden Ansprüche ist.
Description:
Beschreibung Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler Die Erfindung betrifft einen Kleinstflüssigkeits- mengenverteiler zum Erzeugen eines dünnen Flüssigkeits- films auf einer zu benetzenden Fläche.

Bei der Verteilung von Flüssigkeiten auf Austausch- flächen von Gas/Flüssigkeits-Kontaktapparaten, z. B. von Plattenaustauschapparaten, werden in der Regel Fluid- ströme in geeigneten Vorrichtungen verrieselt oder ver- sprüht (Brause, Düse, Tropfenverteiler etc. ). Auch Aus- führungen mit offenen oder geschlossenen Rinnen oder Kanälen in Verbindung mit Überläufen und/oder Auslauf- öffnungen finden Verwendung.

Beispielsweise ist aus der DE-OS 43 21 743 eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung bekannt, bei der aus einem porösen Schlauch Flüssigkeit auf ein Vlies geträufelt wird. Ebenso ist aus dieser Druckschrift die Verwendung von Sprühverteilern bekannt.

Aus der DE 36 40 886 C1 ist in Flüssigkeitsverteiler für Stoff-und Wärmeaustauschkollonnen bekannt, der aus einem Hauptverteiler mit parallelen Kanälen in Form trog- artiger Rinnen besteht, wobei deren Wandungen Lochungen zum Flüssigkeitsaustritt aufweisen. An der Außenseiten der Rinnenwandungen jeweils längslaufend sind Leitbleche aufgesetzt, welche einerseits die Lochungen mit Ausnehmungen von unten umfangen und damit auf die an der Rinnenwandung ablaufenden Flüssigkeit eine Zentrierwirkung ausüben, während die Leitbleche anderer- seits nach unten zu den Ausnehmungen versetzte

Ausschnitte aufweisen, zur Flüssigkeitsleitung auf dazwi- schenliegende Abtropfzungen.

Bei diesen herkömmlichen Flüssigkeitsverteilern be- steht die Gefahr der Tropfenbildung und damit die Gefahr des Mitreissens kleiner Tröpfchen mit dem Gasstrom und damit deren Austrag aus dem Kontaktapparat. Daher müssen diesen herkömmlichen Flüssigkeitsverteiler spezielle Tröpfchenabscheider nachgeschaltet werden, die zusätzli- che Kosten verursachen.

Zur Verteilung kleinster Mengen Flüssigkeit sind auch sogenannte Dünnfilmverdampfer oder auch Dünnfilmabsorber bekannt, bei denen durch einen mechanischen Wischer ein dünner Film über eine Austauschfläche verteilt wird.

Diese Variante ist konstruktiv und mechanisch aufwendig und daher teuer, anfällig und wartungsintensiv.

Bei Ausführungen mit offenen oder geschlossenen Rinnen oder Kanälen in Verbindung mit Überläufen und/oder Auslauföffnungen besteht die Gefahr von Verschmutzungen bzw. Verstopfung. In der speziellen Anwendung als Luft- entfeuchter (Absorber) in der Klimatechnik war es bisher nicht wirtschaftlich möglich, den für die Absorbtion von Wasserdampf aus der Luft physikalisch benötigten, klein- sten möglichen Massenstrom an Flüssigkeit (Absorbens, in der Regel konzentrierte Salzlösung) so auf die Stoffaus- tauschflächen eines geeigneten Austauschapparates zu ver- teilen, daß ein extrem dünner, geschlossener Film eine wesentliche Konzentrationsänderung in der Flüssigkeit (Sorbens) bewirkte.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler anzugeben, der über die Breite einer Austauschfläche einen möglichst dünnen und geschlossenen Flüssigkeitsfilm erzeugt. Weiter ist es

Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Stoff-und Wärmeaustauschreaktor mit einem solchen Kleinst- flüssigkeitsmengenverteiler anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 11.

Durch das speziell ausgebildete Kanalsystem, das mit- tels Bisektion an Gabelungsstellen erzeugt wird, und die regelmäßig angeordneten Austrittsöffnungen lassen sich örtlich wie auch mengenmäßig kleinste Flüssigkeitsströme gleichmäßig ohne Hilfe zusätzlicher Mechanik verteilen.

Durch die Anordnung der Austrittsöffnungen über den Flüssigkeitsunterzuleitungen können Gasblasen, insbeson- dere beim Anfahren des Kleinstflüssigkeitsmengenver- teilers leicht entweichen. Mit dem erfindungsgemäßen Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler können Stoffaus- tauscher mit extrem wenig Flüssigkeit (Sorbens) und einer großen, benetzten Stoffaustauschfläche realisiert werden, so daß sich Massenverhältnisse von Gas-zu Flüssig- keitsstrom > 50 ergeben. Der erfindungsgemäße Kleinst- flüssigkeitsmengenverteiler läßt sich unmittelbar auf die zu benetzende Fläche aufsetzen, so daß keine freien Tröpfchen entstehen können. Ein zusätzlicher Tröpfchen- abscheider kann daher entfallen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 sind Austrittsöffnungen gleichmäßig ent- lang der zu benetzenden Fläche verteilt. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit und ein homogener und kontinuierlich dünner Flüssigkeitsfilm.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kanalführung so, daß der Fluidstrom in den Flüssig- keitsunterzuleitungen von unten nach oben entgegen der Schwerkraft erfolgt. Dadurch tritt eine Selbstentlüftung

des Flüssigkeitszuleitungssystems in Betrieb und bei er- neutem Anfahren nach Trockenfallen des Verteilers ein.

Eine Behinderung der Flüssigkeitsströmung in den Flüssigkeitsunterzuleitungen und eine damit verbundene Zerstörung der gleichmäßigen Verteilung in den Kanälen durch eingedrungene Gasblasen wird verhindert (Anspruch 3).

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird an jeder Verzweigungsstelle der Flüssigkeitsstrom in zwei gleich große Teile geteilt und die Summe der Längen der einzelnen Flüssigkeitsunter- zuleitungen von der Flüssigkeitshauptzuleitung zu der je- weiligen Flüssigkeitsaustrittsöffnung gleich groß ist.

Dadurch wird die maximal mögliche Gesamtlauflänge der Fluidpartikel und damit die größt mögliche Druckdifferenz zwischen Eintritt in die Flüssigkeitshauptzuleitung und dem Austritt aus den Flüssigkeitsöffnungen erreicht.

Eine Fehlfunktion des Flüssigkeitsverteilers durch Druckänderungen während des Betriebs durch Verstopfung aufgrund von Schmutzpartikeln in Zonen niedriger oder verschwindender Strömungsgeschwindigkeit wird durch eine ausgerundete Ausgestaltung der Kanäle an den Gabelungs- stellen in Strömungsrichtung vermieden (Anspruch 5).

Der erfindungsgemäße Kleinstflüssigkeitsmengenver- teiler besteht aus einem Grundkörper mit einer Vorder- und einer Rückseite. Der Grundkörper weiste die Stärke (Dicke) und Länge der zu beschickenden Austauscherplatte auf. Hierdurch wird eine Behinderung des an der Gasfläche entlangstreichenden Gasstroms vermieden. In diesem Grundkörper ist ein Flüssigkeitszuleitungssystem so inte- griert, daß es sich beginnend von einer gemeinsamen Flüssigkeitshauptzuleitung in Richtung auf die Flüssigkeitsaustrittsöffnungen immer weiter verzweigt.

Die Flüssigkeit, die in den erfindungsgemäßen Flüssig- keitsverteiler bzw. in die Flüssigkeitshauptzuleitung entweder kontinuierlich oder schwallartig (intermittie- rend) eintritt, wird beim Durchströmen des Flüssig- keitsverteilers an jeder Stelle in gleich große Ströme geteilt (Anspruch 7).

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 lassen sich mit einem Kleinstflüssig- keitsmengenverteiler zwei Austauscherflächen gleichzeitig benetzen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Flüssigkeitsaustrittsöffnungen entlang einer Geraden an- geordnet. Hierdurch wird die Erzeugung eines gleichmäßi- gen Flüssigkeitsfilms unterstützt (Anspruch 9).

Durch vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung mit konisch nach außen sich öffnenden Austrittsöffnungen nach Anspruch 10 wird der Tropfenbildung bei Austritt der Flüssigkeit vorgebeugt.

Ein Stoff-und Wärmeaustauschreaktor mit einem sol- chen Kleinstflüssigkeitsmengenverteiler (Anspruch 11) ist nahezu wartungsfrei und ermöglicht die Erzeugung eines sehr dünnen und homogenen Sorbensfilms auf den Stoff-und Wärmeaustauschflächen.

Die übrigen Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Beschichtung auf den Stoff-und Wärmeaustauscherflächen wird auf die am gleichen Tag hinterlegte Anmeldung mit dem Titel"Stoff- und Wärmeaustauscherfläche", Anwaltsaktenzeichen P/11ZA0722/DE vollinhaltlich bezug genommen.

Ebenso wird hinsichtlich der Ausgestaltung des Stoff- und Wärmeaustauschraktors auf die am gleichen Tag hinter- legte Anmeldung mit dem Titel"Stoff-und Wärmeaustauschreaktor", Anwaltsaktenzeichen P/11ZA0720/DE vollinhaltlich bezug genommen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er- findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen.

Es zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bei- spielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine der Stoff-und Wärmeaustauscheroberflächen, Fig. 3 eine Aufsicht auf den Flüssigkeits- verteilen von vorne, Fig. 4a ein Detail der Rückansicht des Flüssig- keitsverteilers, Fig. 4b ein Schnitt durch die Darstellung in Fig.

4a entlang der Linie D-D ; Fig. 5a, b und c Schnittdarstellungen entlang der Linien A-A, B-B und C-C in Fig. 3 ; Fig. 6 und 7 eine Alternative Ausgestaltung des Flüssigkeitsverteilers ; und Fig. 8 ein Detail aus Fig. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung weist eine Mehrzahl von senkrecht, im Abstand nebeneinander angeordneten Reaktor- doppelplatten 2 auf. Jede der Reaktordoppelplatten 2 weist ein oberes Ende 4, ein unteres Ende 6, eine erste und eine zweite Hauptoberfläche 8 bzw. 10 und einen Zwischenraum 12 zwischen der ersten und zweiten Haupt- oberfläche 8 und 10 auf. Der Zwischenraum 12 ist als Wärmeaustauschkanalsystem 14 ausgebildet, daß beispiels- weise von Wasser als Heiz-oder Kühlmedium HKM durchflos- sen wird. Zwischen den einzelnen Reaktordoppelplatten 2 ist ein Stoffkanalaustauschsystem 16 ausgebildet. Die er- sten und zweiten Hauptoberflächen 8 und 10 der Reaktordoppelplatten 2 sind als Stoff-und Wärmeaustauscherflächen 18 ausgebildet. Die Stoff-und Wärmeaustauscherflächen 18 werden von oben her mit einem flüssigen Medium FM oder Sorbens ganzflächig benetzt. Von unten her strömt im Gegenstrom zwischen den Reaktordoppelplatten 2 ein gasförmiges Medium GM, daß im Falle der Absorption eine gasförmige Komponente an das Sorbens FM abgibt und im Falle der Desorption diese gas- förmige Komponente von dem Sorbens FM wieder aufnimmt.

Am oberen Ende 4 der Reaktordoppelplatten 2 ist je- weils ein Flüssigkeitsverteiler bzw. Kleinstflüssigkeits- mengenverteiler 20 angeordnet, der das Sorbens FM über die gesammte Breite der Reaktordoppelplatten 2 auf allen Stoff-und Wärmetauscherflächen 18 zur Bildung eines dün- nen Flüssigkeitsfilm bereitstellt. Details des Flüssigkeitsverteilers 20 werden in den Fig. 3,4 und 5 beschrieben.

Die Stoff-und Wärmeaustauscherflächen 18 weisen eine Oberflächenbeschichtung 21 mit kleinen Festkörper- partikeln 22, z. B. Sandkörnern auf, wie dies schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Die Stoff-und Wärmeaus-

tauscherflächen 18 weisen damit die Struktur bzw.

Oberfläche von Sandpapier auf. Zwischen den einzelnen Festkörperpartikeln bzw. Sandkörnern 22 sind aufgrund der Form und der Nebeneinanderanordnung der Sandkörner 22 Frei-und Hohlräume 24 ausgebildet. Diese kleinen Frei- und Hohlräume 24 bedingen durch ihre Kapillarwirkung die gleichmäßige Verteilung des Sorbens FM in Form eines kon- tinuierlichen dünnen Flüssigkeitsfilms 26 auf den Stoff- und Wärmaustauscherflächen 18. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Sandkörner 22 einzeln nebeneinander auf den Stoff-und Wärmeaustauscherflächen 18 angeordnet. Durch diese einlagige Anordnung wird ein sehr dünner Flüssigkeitsfilm ermöglicht.

Die Beschichtung 21 bzw. die Sandkörner 22 werden mittels eines Klebers dauerhaft auf der Stoff-und Wärmeaustauscherfläche 18 fixiert. Alternativ kann die Beschichtung 21 auf auf einem nicht näher dargestellten Zwischenträger aufgebracht sein, der dann auf die Stoff- und Wärmeaustauscherflächen 18 aufgeklebt wird.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine beispielhafte Ausgestaltung des Flüssigkeitsverteilers 20 mit dem das flüssige Sorbens FM vom oberen Ende 4 der Reaktor- doppelplatten 2 auf die Stoff-und Wärmeaustauscher- flächen 18 aufgebracht wird. Der Flüssigkeitsverteiler 20 weist einen rechteckigen und plattenförmigen Grundkörper 27 mit einer Vorderseite 28 und einer Rückseite 29 auf.

Die Breite und Dicke des Flüssigkeitsverteilers 20 ent- spricht der Breite und Dicke der Reaktordoppelplatten 2.

An der Oberkante des Flüssigkeitsverteilers 20 sind in regelmäßigen Abständen vordere und hintere Flüssig- keitsaustrittsöffnungen 30 und 32 in gleichem Abstand ne- beneinander angeordnet, wobei sich vordere und hintere Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 30,32 in ihrer Abfolge abwechseln. Die vorderen Flüssigkeitsaustrittsöffnungen

30 benetzen daher die Vorderseite 28 des Flüssig- keitsverteilers 20 und die erste Hauptoberfläche 8 der Reaktordoppelplatte 2 und die hinteren Flüssigkeits- austrittsöffnungen 32 benetzen die Rückseite 29 und die zweite Hauptoberfläche 10.

Den Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 30 und 32 werden über ein Flüssigkeitszuleitungssystem 34 Flüssigkeit bzw.

Sorbens FM zugeführt. Das Flüssigkeitszuleitungssystem 34, das auf der Vorderseite 28 zu sehen ist, umfaßt eine gemeinsame Flüssigkeitshauptzuleitung 36 und eine Vielzahl von Flüssigkeitsunterzuleitungen 38. Hierbei spaltet sich die Flüssigkeitshauptzuleitung 38 durch wie- derholte Bisektion an Gabelungsstellen 40 in die Flüssigkeitsunterzuleitungen 38 auf, bis schließlich für jede der Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 30 und 32 eine eigene Flüssigkeitsunterzuleitung 38 vorliegt. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform weist 64 Austritts- öffnungen 30 zur ersten Hauptoberfläche 8 hin auf und 64 Austrittsöffnungen 32 zur zweiten Hauptoberfläche 10 hin auf. Die Flüssigkeitshauptzuleitung 36 spaltet sich an der ersten Gabelungsstelle 40 in zwei Flüssigkeits- unterzuleitungen 38 auf, die sich noch fünf mal jeweils in zwei Flüssigkeitsunterzuleitungen 38 aufspalten bis für jede der 128 Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 30 und 32 eine Flüssigkeitsunterzuleitung 38 vorliegt.

Die Flüssigkeitshauptzuleitung 36 weist eine über den oberen Kante des Flüssigkeitsverteilers 20 liegendes Anschlußstück 42 auf, über das das flüssige Sorbens FM eingespeist wird. Die Flüssigkeitshauptzuleitung 36 endet am tiefsten Punkt des Flüssigkeitszuleitungssystems 34 und die Flüssigkeitsunterzuleitungen 38 erstrecken sich ausschließlich in horizontaler oder in vertikaler Richtung nach oben entgegen der Schwerkraft. Durch diese Anordnung der Flüssigkeitsunterzuleitungen 38 wird eine

Blasenbildung in dem Flüssigkeitszuleitungssystem 34 ver- mieden, was zu diskontinuierlicher Filmbildung führen könnte.

Wie aus den Detaildarstellungen in Fig. 5a und Fig.

5c zu ersehen ist, sind die Austrittsöffnungen 30 bzw. 32 nach außen hin konisch ausgebildet. Durch diese Formgebung wird Tropfenbildung beim Austreten des flüssi- gen Sorbens FM aus den Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 30, 32 vermieden und die gleichmäßige Benetzung der Stoff- und Wärmetauscherflächen 18 gewährleistet. Sowohl die Vorderseite 28 als auch die Rückseite 29 des Flüssigkeitsverteilers 20 sind in dem Bereich unter den Austrittsöffnungen 30 bzw. 32 mit der gleichen Beschichtung 21 versehen, wie die Wärmetauscherflächen 18. Hierdurch wird eine kontinuierliche Filmbildung be- ginnend an den Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 30,32 bis zum unteren Ende 6 der Wärmetauscherflächen 18 gewährlei- stet.

Der Flüssigkeitsverteiler 20 wird mittels eines Steckmechanismus 44 auf der jewieligen Reaktordoppel- platte 2 aufgesteckt. Der Steckmechanismus 44 ist im Querschnitt betrachtet M-förmig-siehe Figuren a, 5b und 5c-und weist einen mittleren nach unten vorstehenden Steckstreifen 46 und links und rechts bzw. vorne und hin- ten einen vorderen Abdeckstreifen 48 und einen hinteren Abdeckstreifen 50 auf. Der vordere Abdeckstreifen 48 überlappt dabei die erste Hauptoberfläche 8 und der hin- tere Abdeckstreifen 50 überlappt die zweite Hauptoberfläche 10.

Fig. 6 und 7 zeigen Schnittdarstellungen alternativer Ausführungsformen des Flüssigkeitsverteilers 20. Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 6 und 7 unterscheiden sich von der Ausführungsform nach Fig. 5 durch die

Ausbildung der Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 30 und 32.

Die vorderen und die hinteren Flüssigkeitsaustritts- öffnungen 30,32 liegen auf gleicher Höhe und sind nicht, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5, seitlich zuein- ander versetzt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 füh- ren die unmittelbar mit den Austrittsöffnungen 30,32 verbundenen Flüssigkeitsunterzuleitungen schräg nach oben und außen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 führen diese letzten Flüssigkeitsunterzuleitungen 38 waagrecht nach außen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Gabelungsstelle 40 gerundet ausgebildet um Wirbel und Unregelmäßigeiten in der Strömmungsgeschwindigkeit zu vermeiden.

Fig. 8 zeigt eine Detaildarstellung aus Fig. 3 mit gerundeten Ausbildung der Gabelungsstellen 40. Die Flüssigeitsunterzuleitungen 38 weisen an den Gabelungstellen keilförmige Einbuchtungen 52 auf, wodurch sich die gerundete Form der Gabelungsstellen ergibt.

Um ein Verstopfen der kleinsten Flüssigkeitsunter- zuleitungen zu verhindern, wird der Mindestquerschnitt der kleinsten Flüssigkeitsunterzuleitung doppelt so groß wie die größten zu erwartenden Schmutzpartikelabmessungen gewählt (typischerweise 1 mm2).

Der vorstehend beschriebene Kleinstflüssigkeits- mengenverteiler ist insbesondere für den Einsatz in einem Stoff-und Wärmeaustauschreaktor zur Entfeuchtung und Kühlung von Luft geeignet. Hierbei wird die Luft auf sorptivem Weg entfeuchtet und dabei gleichzeitig eine sorptive Flüssigkeit, zumeist eine wässrige Lösung eines oder mehrer Salze, stark verdünnt (Absorption) oder Luft befeuchtet und das verwendete Sorbens dabei stark aufkon- zentriert (Desorption). Die Heiz-und Kühlflüssigkeit, welche in dem Wärmeaustauschkanalsystem 14 von dem flüs-

sigen Sorbens FM und der Luft GM stofflich getrennt strömt, führt dem Sorptionsprozeß dabei Wärme zu (Desorption oder Absorption). Die Kühlflüssigkeits HKM wird zur Erreichung der maximalen Kühltemperatur- spreizung, bei der Absorption im Gegenstrom oder Kreuzgegenstrom zu der Luft GM geführt. Bei der Desorption wird es im Gegenstrom oder Kreuzgegenstrom zum Sorbens FM geführt. Im Fall der Absorption wird dabei das konzentrierteste Sorbens am stärksten gekühlt, wodurch der Gleichgewichtsdampfdruck des Sorbens so niedrig wie möglich wird. Bei der Desorption wird dagegen das konzen- trierteste Sorbens mit dem heißesten Heizmedium HKM in Kontakt gebracht, was die größte mögliche Gleich- gewichtswasserdampfdruckerhöhung in dem Sorbens bewirkt.

Beide Maßnahmen stellen jeweils das größtmögliche Stoff- austauschpotential des jeweiligen Prozesses (Absorption oder Desorption) zur Verfügung.

Die Stoff-und Wärmeaustauscherflächen 18, die gleichzeitig das Sorbens FM und die Luft GM von der Kühlflüssigkeit HKM stofflich trennen, stehen zum Zwischenraum 12 zwischen den Reaktordoppelplatten 2 hin vollständig mit dem Kühl-bzw. Heizmedium HKM in Kontakt und die andere Seite, d. h. die Stoff-und Wärmeauscherflächen 18, sind mit dem flüssigen Sorbens FM benetzt. Das flüssige Sorbens FM bildet auf den Stoff- und Wärmeaustauscherflächen 18 einen extrem dünnen, ge- schlossenen Film 26, der der Schwerkraft folgend an den Stoff-und Wärmeaustauscherflächen 18 herunterläuft.

Durch diesen reinen Flüssigkeitskontakt sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite der Reaktor- doppelplatten 2 wird ein hoher Wärmeübergangskoeffizient erzielt und damit ein hoher Wärmedurchgang von der Kühl- bzw. Heiflüssigkeit HKM durch die trennende Wand auf das Sorbens FM und auf die an dem Sorbensfilm 26 entlang streichende Luft GM erreicht. Dadurch wird gleichzeitig

auch ein optimaler Stoffübergang erreicht. Der geschlos- sene Sorbensfilm 26 wird durch die spezielle Beschichtung 21 mit kleinen Festkörperpartikeln 22 erreicht, die be- wirkt, daß eine extrem kleine Sorbensmenge FM die Wärmetauscherflächen 18 benetzt und gleichmäßig und kon- tinuierlich nach unten läuft. Die extrem kleine Sorbensmenge wird von dem Flüssigkeitsverteiler 20 von der Oberkante der Wärmetauscherflächen 18 her über die gesamte Breite der Reaktordoppelplatten 2 verteilt, ohne dabei Tropfen zu bilden, die von der Luftströmung mitge- rissen werden könnten. Der Flüssigkeitsverteiler 20 ragt hierbei nicht oder nur minimal in den freien Luftströmungsquerschnitt zwischen den Reaktordoppel- platten 2 hinein, so daß keine nennenswerte Beeinträchtigung der Strömung auftritt, die zu einer Erhöhung des Strömungsdruckverlustes führen würde.

Der gesamte Stoff-und Wärmeaustauschreaktor läßt sich aus Kunststoff herstellen und sehr dünn ausführen.

Die Dicke der einzelnen Reaktordoppelplatten 2 beträgt beispielsweise 3 mm. In dem Zwischenraum 12 der Reaktordoppelplatten 2 sind in regelmäßigen Abständen Stege-nicht dargestellt-vorgesehen, der von der Kühlflüssigkeit HKM meanderförmig durchströmt wird. Das zwischen den Reaktordoppelplatten 2 ausgebildete Stoff- austauschkanalsystem 16 wird von der Luft GM entgegen der Schwerkraft und von dem flüssigekn Sorbens FM mit der Schwerkraft in direktem, kontinuierlichen Gegenstrom durchströmt.

Bezugszeichenliste : 2 Reaktordoppelplatte 4 oberes Ende von 2 6 unteres Ende von 2 8 erste Hauptoberfläche von 2 10 zweite Hauptoberfläche von 2 12 Zwischenraum in 2 14 Wärmeaustausch-Kanalsystem 16 Stoffaustausch-Kanalsystem 18 Stoff-und Wärmeaustauscherflächen 20 Flüssigkeitsverteiler 21 Beschichtung von 18,2 22 kleine Festkörperpartikel, Sandkörner 24 Frei-und Hohlräume 26 Flüssigkeitsfilm aus Sorbens FM 27 Grundkörper von 20 28 Vorderseite 29 Rückseite 30 vordere Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 32 hintere Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 34 Flüssigkeitszuleitungssystem 36 Flüssigkeitshauptzuleitung 38 Flüssigkeitsunterzuleitungen 40 Gabelungsstellen 42 Anschlußstück von 36 44 Steckmechanismus 46 mittlerer Steckstreifen 48 vorderer Abdeckstreifen 50 hinterer Abdeckstreifen 52 keilförmige Einbuchtung