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Verfahren zum Entwässern eines zum Trocknen eines Gases verwendeten flüssigen Trocken- mittels und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Flüssige Trockenmittel, wie z. B. Äthylenglykol, Diäthylenglykol oder Triäthylenglykol, werden zur Entwässerung von Gasen verwendet. Da Wasser eine grössere Affinität zu den Glykolen als zu dem Gasstrom hat, geht die Entwässerung des Gasstromes bei inniger Durchmischung desselben mit den flüssigen Trockenmitteln vor sich. Das wasserhaltige Glykol wird einer Destillationsanlage zugeführt, wo es erhitzt wird, sodass das Wasser entfernt wird und Glykol zurückbleibt, das dann zum Trocknen weiterer Gasströme eingesetzt wird. Auf Grund des Phasengleichgewichtes wird jedoch das Glykol durch Destillation allein niemals gänzlich von Feuchtigkeit befreit.
Die vollständige Trocknung des Glykols durch Behandlung mit bekannten Entwässerungsmitteln ist meist nicht wirtschaftlich ; eine im wesentlichen vollständige Entwässerung kann aber dadurch erreicht werden, dass das destillierte Glykol mit einem kleinen Anteil des entwässerten Gases in Kontakt gebracht wird.
Vorliegende Erfindung sieht vor, eine im wesentlichen vollständige Entwässerung eines zum Trocknen eines Gases verwendeten flüssigen Trockenmittels mit Hilfe eines Gases zu erzielen. Dies wird erfindunggemäss dadurch erreicht, dass ein wasserreiches flüssiges Trockenmittel, gegebenenfalls nach Entfernung eines grösseren Wasseranteiles dieses Mittels durch Destillation, in ein in mehrere Abschnitte unterteiltes Gefäss eingebracht und in einem Abschnitt aufwärts und in einem andern Abschnitt abwärts oder in einzelnen Abschnitten abwärts, aufwärts und hierauf wieder abwärts geleitet wird, wobei ein Entwässerungsgas in jeden dieser Abschnitte eingeführt wird, sodass Gas und Trockenmittel entweder gleichgerichtet oder in Gegenrichtung zueinander strömen und hiebei innig miteinander vermischt werden,
wonach das feuchte Gas aus dem Gefäss entfernt und das entwässerte flüssige Trockenmittel abgeleitet wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden soll. Fig. 1 zeigt eine solche Vorrichtung ; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen Teil dieser Vorrichtung nach den Linien II-II der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer Gasentwässerungsanlage mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Die Vorrichtung besteht aus einem geschlossenen Gefäss 10, das mit einer Destillationskolonne 12 versehen ist, in welche wasserreiches Trockenmittel aus einer Gasentwässerungsvorrichtung über die Leitung 14 durch den Einlass 16 gelangt, der mit dem Inneren der Destillationskolonne 12 und mit dem Gefäss 10 in Verbindung steht. Ein Auslass 17 für das wasserarme Trockenmittel ist nächst dem andern Ende des Gefässes 10 vorgesehen. Die Destillationskolonne 12 ermöglicht die Entfernung eines grösseren Anteiles der Feuchtigkeit aus dem flüssigen Trockenmittel, das zur Trocknung des Gasstromes eingesetzt wurde, da das flüssige Trockenmittel 18 mit Hilfe eines Heizrohres 20 erhitzt wird, welches in ein Ende des Gefässes 10 reicht.
Die von dem Rohr 20 gelieferte Wärme lässt die Temperatur des flüssigen Trockenmittels 18 ansteigen, wobei ein Teil der Mischung des Trockenmittels und des Wassers verdampft, Wasserdampf aus der Destillationskolonne 12 durch den Auslass 22 austritt und konzentriertes flüssiges Trockenmittel in der Kolonne gesammelt und in die Hauptmenge des flüssigen Trockenmittels 18 rückgeführt wird.
Die Hauptmenge des flüssigen Trockenmittels 18 wird in der gewünschten Gefässhöhe mit Hilfe einer ersten Trennplatte 24 gehalten, die innerhalb des Gefässes 10 zwischen dem Einlass 16 für wasserreiches Trockenmittel und dem Auslass 17 so angeordnet ist, dass die Platte 24 bis zum Boden des Gefässes 10 reicht, sodass die Menge an hinter dieser Platte 24 vorliegendem Trockenmittel von der Höhe dieser Platte 24 bestimmt wird.
Demnach wird die Trennplatte 24 so angeordnet, dass eine Hauptmenge eines flüssigen Trockenmittels, die einer ersten Entwässerung unterworfen wird, unterhalb der Destillationkolonne 12 und in dem Bereich des Heizrohres 20 vorliegt, wobei der Hauptanteil des Trockenmittels in der gewünschten Höhe gehalten werden kann und ein Teil des so teilweise getrockneten Trockenmittels über den oberen Rand der Trennplatte 24 in Richtung zu dem Auslass 17 in einen zweiten Abschnitt strömen kann, dessen eine Seite von der Trennplatte 24 und dessen zweite Seite von einer zweiten Trennplatte 26 begrenzt wird. Die zweite Platte 26 ist innerhalb des Gefässes 10 so angeordnet, dass sowohl ein Abstand von dem unteren Rand der Platte 26 und der unteren Innenfläche des Gefässes 10 als auch von dem oberen Rand der Platte 26 und der oberen Innenfläche des Gefässes 10 verbleibt.
Der obere
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Rand der zweiten Trennplatte 26 liegt höher als der obere Rand der ersten Trennplatte 24. Die zweite Platte 26 ist zwischen der ersten Platte 26 und dem Auslass 17 angeordnet, wobei dadurch, dass ein Raum zwischen dem unteren Rand der zweiten Platte 26 und der Innenfläche des Gefässes 10 frei bleibt, das flüssige Trockenmittel von dem zweiten, von den Platten 24 und 26 begrenzten Abschnitt unter der Platte 26 zu einem dritten Abschnitt gelangen kann, der von der Trennplatte 26 und einer dritten Trennplatte 28, die sich zwischen der Trennplatte 24 und dem Auslass 17 befindet, begrenzt wird.
Der untere Rand der Platte 28 reicht bis zum Boden des Gefässes 10, wobei der obere Rand dieser Platte 28 niedriger liegt als der obere Rand der Platte 26, sodass Flüssigkeit aus dem dritten von den Platten 26 und 28 gebildeten Abschnitt über die Platte 28 in einen vierten Abschnitt überfliessen kann, der von der Platte 28 und dem Ende des Gefässes 10 nahe dem Auslass 17 begrenzt wird. Ein Überlaufrohr 30 ist in dem vierten Abschnitt des Gefässes 10 zwischen der Platte 28 und dem Gefässende vorgesehen ; es steht mit dem Auslass 17 in Verbindung.
Das Rohr 30 weist an seinem unteren Ende einen Einlass 32 auf, sodass Flüssigkeit nach oben in das Rohr 30 und durch den Auslass 17 in ein Rückleitungsrohr 34 gelangen kann, welches in den Auslass 17 ausserhalb des Gefässes 10 einmündet.
An der Seite des Gefässes 10 nächst dem Auslass 17 ist zumindest ein Einlass 36 für das Entwässerunggas vorgesehen. Ausserhalb des Gefässes 10 bringt eine Leitung 38 trockenes Gas aus einem Gasentwässerungsturm durch den Einlass 36 in das Gefäss 10, in welchem in Verbindung mit dem Einlass 36 ein Verteiler 40 vorgesehen ist, der durch einen Durchlass 42 die Platte 28 durchdringt und unter der zweiten Platte 26 angeordnet ist, um zwischen der zweiten Platte 26 und der ersten Platte 24 zu enden. Der Verteiler 40 ist vorzugsweise in seinem oberen Teil mit einer Mehrzahl von kleinen Auslässen 44,44', 44" ver- sehen. Daher tritt Gas aus dieser Vorrichtung in Form von feinen Strömen aus.
Zumindest je einer der Auslässe steht in Verbindung mit dem zweiten von den Platten 24 und 26 gebildeten Abschnitt, mit dem dritten Abschnitt zwischen den Platten 26 und 28 sowie mit dem vierten von der Platte 28 und dem Ende des Gefässes 10 begrenzten Abschnitt. Vorzugsweise mündet eine Mehrzahl der Auslässe in jeden dieser Abschnitte. Daher gelangt von dem Hauptstrom des trockenen Gases kommendes Gas durch den sich zur Gänze innerhalb des Gefässes befindlichen Verteiler Dach aufwärts durch die Auslässe 44 in jeden der einzelnen Abschnitte. Auf diese Weise tritt trockenes Gas derselben Zusammensetzung gleichzeitig in jedem der Abschnitte ein.
Bei dieser Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung kommt das Gas mit dem flüssigen Trockenmittel innerhalb jedes Abschnittes, wie aus Fig. 1 ersichtlich, innerhalb des ersten Abschnittes allerdings nur in einem geringen Ausmass in Kontakt.
Fig. 1 zeigt eine Zuleitung 38 in den Einlass 36 an dem nächst dem Auslass 17 gelegenen Ende des Gefässes 10. Dies soll jedoch nicht die Möglichkeit der Anordnung des Einlasses 36 an dem andern Gefässende nächst der Hauptmenge des flüssigen Trockenmittels 18 ausschliessen, wobei die Zuleitung 38 durch die Hauptmenge des flüssigen Trockenmittels 18 geführt ist, bevor sie in den Verteiler 40 mündet.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den vierten von der Platte 28 und dem Ende des Gefässes 10 begrenzten Abschnitt, um die Ausbildung des Überlaufrohres 30 und dessen Verbindung mit dem Auslass 17 und dem Rückleitungsrohr 34 ersichtlich zu machen. In dieser Figur sind drei Leitungen der Sprühvorrichtung gezeigt, die nahe dem Boden des Gefässes 10 angeordnet sind, wodurch ermöglicht wird, dass trockenes Gas nach aufwärts in gleicher oder umgekehrter Richtung wie der Strom des flüssigen Trockenmittels aus dem oberen Teil des Gefässes 10 austritt.
Im Betrieb gelangt ein wasserreiches Trockenmittel aus einem (nicht gezeigten) Kontaktturm in die Leitung 14 und den Einlass 16 in die Destillationskolonne 12. Das wasserreiche Trockenmittel sammelt sich als Hauptmenge des flüssigen Trockenmittels 18 in dem Gefäss 10 an und wird mittels des Heizrohres 20, wie zuvor beschrieben, erhitzt, sodass Wasserdampf aus der Destillationskolonne austritt und diese Hauptmenge des flüssigen Trockenmittels 18 langsam wasserärmer wird. Ein Teil des so teilweise entwässerten Trockenmittels beginnt nun über die Platte 24 in den Abschnitt zwischen den Platten 24 und 26 überzufliessen.
In diesem Abschnitt vermischt sich das über die Platte 24 überfliessende Trockenmittel mit dem nach aufwärts strömenden Gasstrom, der aus den in diesem Abschnitt befindlichen Auslässen 44 austritt, wobei der Strom des flüssigen Trockenmittels und der Gasstrom in Gegenrichtung zueinander verlauf. Das Gas absorbiert einen Teil der in dem Trockenmittel noch enthaltenden Feuchtigkeit und strömt durch den oberen Teil des Gefässes 10 in die Destillationskolonne, wobei es die Feuchtigkeit mit sich führt. Das flüssige Trockenmittel gelangt unter die Trennplatte 26 und sodann nach aufwärts durch den dritten Abschnitt zwischen den Platten 26 und 28. In diesem dritten Abschnitt tritt Gas aus den Auslässen 44'dieses Abschnitts aus und vermischt sich mit dem im gleichen Sinn wie das Gas fliessenden Trockenmittel.
Das Gas strömt von dem oberen Teil des Gefässes 10 in die Destillationskolonne, so wie zuvor das Gas aus dem zweiten Abschnitt. Die Platte 26 ist etwas höher als die Platte 24 und die Platte 28, sodass flüssiges Trockenmittel im dritten Abschnitt zwischen den Platten 26 und 28
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nach unten in den vierten Abschnitt gelangt. In diesem vierten Abschnitt tritt das Gas aus den Auslässen 44"aus, um nach aufwärts in Gegenstrom zum flüssigen Trockenmittel zu strömen, wodurch eine zusätzliche Trocknung des Trockenmittels vor sich geht und das Trockenmittel im wesentlichen trocken wird. Wie in den andern Abschnitten strömt das Gas nach aufwärts und tritt aus der Destillationskolonne 12, eine geringe Wassermenge mit sich führend, aus.
Wie zuvor beschrieben, strömt das im wesentlichen trockene Trockenmittel in den vierten Abschnitt nach unten in den Einlass 32 und dann durch das Über-
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laufrohr 30, um zwecks Wiederverwendung und nachfolgender Trocknung von weiterem Gas in Kontakttürme rückgeführt zu werden.
Fig. 1 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform vorliegender Erfindung, wobei jedoch Abänderungen möglich sind. So kann z. B. gemäss einer andern Ausführungsform vorliegender Erfindung die Platte 24
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die Platte 26, wobei ein inniges Vermischen des Gases mit dem flüssigen Trockenmittel der Hauptmenge 18 nächst der Platte 26 im wesentlichen in Gegenstrom vor sich geht. Das flüssige Trockenmittel, welches nunmehr zusätzlich durch die Einwirkung des Gases entwässeit ist, fliesst unterhalb der Trennplatte 26 in einen benachbarten Abschnitt, in welchem das Trockenmittel mit dem in gleicher Richtung wie dieses Trockenmittel strömende Gas in innigem Kontakt gebracht wird.
Das Gas entfernt zusätzliche Feuchtigkeit und verlässt das Gefäss 10, wobei es letztere abführt. Das flüssige Trockenmittel fliesst dann über die Platte 28 in einen nächsten Abschnitt, wo das Gas mit dem Trockenmittel in Gegenstrom innig gemischt wird, wonach das im wesentlichen trockene Trockenmittel nach aufwärts in den Einlass 32 und das Überlaufrohr 30 fliesst, um von dort in die Rückleitung 34 zu gelangen.
Aus der obigen Beschreibung kann ersehen werden, dass das Gas, das entwässert werden soll, in alle Abschnitte oder nur in bestimmte Abschnitte eingelassen werden kann, um mit dem Trockenmittel in Kontakt zu kommen.
In Fig. 1 sind auch herkömmliche Wärmeaustauschelemente gezeigt, die dazu bestimmt sind, wasserarmes Trockenmittel, das von der vorstehenden beschriebenen Rückkonzentrierungsvorrichtung austritt, in Wärmeaustausch mit dem wasserreichen Trockenmittel zu bringen, das aus dem Gasbehandlungsturm zu dieser Vorrichtung strömt.
Es ist leicht ersichtlich, dass verschiedene Ausführungsformen vorliegender Erfindung möglich sind, die in den Rahmen vorliegender Erfindung fallen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Entwässern eines zum Trocknen eines Gases verwendeten flüssigen Trockenmittels mit Hilfe eines Gases, dadurch gekennzeichnet, dass ein wasserreiches flüssiges Trockenmittel gegebenenfalls nach Entfernung eines grösseren Wasseranteiles dieses Mittels durch Destillation in ein in mehrere Abschnitte unterteiltes Gefäss eingebracht und in einem Abschnitt aufwärts und in einem andern Abschnitt abwärts oder in einzelnen Abschnitten abwärts, aufwärts und hierauf wieder abwärts geleitet wird, wobei ein Entwässerungsgas in jeden dieser Abschnitte eingeführt wird, sodass Gas und Trockenmittel entweder gleichgerichtet oder in Gegenrichtung zueinander strömen und hiebei innig miteinander vermischt werden, wonach das feuchte Gas aus dem Gefäss entfernt und das entwässerte flüssige Trockenmittel abgeleitet wird.