DD215240A1

DD215240A1 - Liquid-gas CONTACT DEVICE

Info

Publication number: DD215240A1
Application number: DD25166283A
Authority: DD
Inventors: Winfried Gabriel; Peter Scholz; Wilfried Tassler; Richard Koehler; Siegfried Griebenow; Heinz Kuehling; Phillip Freyhof; Gerhard Koch
Original assignee: Petrolchemisches Kombinat
Priority date: 1983-06-02
Filing date: 1983-06-02
Publication date: 1984-11-07

Abstract

Die Fluessigkeits-Gaskontakteinrichtung dient der intensiven Verteilung von Fluessig- und Gasphase und anschliessenden Phasentrennung. Sie kann z.B. fuer Absorptionsprozesse, zur Druckdestillation und als Mischstrecke eingesetzt werden. Das Ziel der Erfindung besteht in einer Verbesserung des Stoffaustausches zwischen den beiden Phasen, um die Effektivitaet des Prozesses zu erhoehen. Mit der erfindungsgemaessen Vorrichtung soll die Aufgabe geloest werden, die der fluessigen Phase innewohnende kinetische Energie fuer den Stoffaustausch zu nutzen. Dies wird dadurch erreicht, dass in einem Druckbehaelter ein oder mehrere Siebboeden uebereinander angeordnet sind, auf denen sich Strahlduesen befinden. Durch darueber befindliche Demisterpackungen und Spruehduesen erfolgt eine Fluessigkeitsabscheidung und Schaumzerstoerung.The liquid gas contact device serves for the intensive distribution of liquid and gas phase and subsequent phase separation. It can e.g. be used for absorption processes, for pressure distillation and as a mixing section. The object of the invention is to improve the mass transfer between the two phases in order to increase the effectiveness of the process. The task of the device according to the invention is to solve the problem of using the kinetic energy inherent in the liquid phase for mass transfer. This is achieved in that one or more Siebboeden are arranged one above the other in a pressure vessel on which are located Strahlduesen. Through demister packages and Spruehduesen located above it takes place a Fluigkeitigkeitsabscheidung and Schaumzerstoerung.

Description

Title of the invention

Fliia s i gke it s -Gas ко nt akt e in ri cht un £ Fliia si gke it s gas ко nt act in e r i cht un £

3 01 D Anwendungsgebiet der Erfindung 3 01 D Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Gaskontakteinrichtung, zur intensiven Verteilung der Phasen ineinander und anschließende Plias ent rennung. Die Flüssigkeits-Gaskontakteinrichtung kann z.B. zur Absorption, Druckdestillation oder auch zum direkten Wr-irmetausch und als Mischstrecke eingesetzt werden.The invention relates to a liquid gas contact device, for intensive distribution of the phases into each other and subsequent plias ent separation. The liquid gas contact device may be e.g. for absorption, pressure distillation or also for direct heat exchange and as a mixing section.

Characteristic of the known technical solutions

Ss ist bekannt, daß für den Stoffaustausch zwisehe-j gas- oder dampfförmigen und flüssigen Phasen Austauschboden verwendet werden, bei denen Gas oder Dampf durch kleine Öffnungen von Siebflächen oder ähnlich gestalteten ßodenelementen geleitet wird und in einer Vielzahl von Blasen eine Verteilung des Gases erfolgt.It is known that exchange plates are used for mass transfer between gaseous or vaporous and liquid phases, in which gas or vapor is passed through small openings of sieve surfaces or similarly shaped bottom elements and a distribution of the gas takes place in a plurality of bubbles.

Als Nachteil tritt hier auf, daß die Belastbarkeit begrenzt ist.A disadvantage occurs here that the capacity is limited.

In dein БЗ-Р 1047749 wird dieser Nachteil durch Verwendung von Strahldüsen für die Gasphase vermieden, indem die kinetische Energie des mit hoher Geschwindigkeit austretenden Gases genutzt wird, um durch Strahlsaugwirkung Bodenflüssigkeit umzuwälzen und zu versprühen.In your БЗ-Р 1047749, this disadvantage is avoided by using jet nozzles for the gas phase by utilizing the kinetic energy of the high-velocity gas to agitate and spray ground liquid by jet suction.

In dem UD-WP 108037 werden Begasungsöffnungen vorgeschlagen, durch die bei teilweiser Ausnutzung der kinetischen Energie der Gase eine Beschleunigung derIn the UD-WP 108037 gassing openings are proposed, by the partial utilization of the kinetic energy of the gases accelerate the

Flüssigkeitsströmung auf dem Austauschboden erzielt wird.Liquid flow is achieved on the exchange tray.

Es sind weitere Kochgeschwindigkeitskontakteinrichtungen bekannt, bei der die flüssige Phase durch den aufsteigenden Gasstrom in Kontaktrohren mitgerissen wird.There are other cooking speed contact devices are known in which the liquid phase is entrained by the rising gas flow in the contact tubes.

Ähnliche Vorrichtungen werden in dem DD-WP 116759 und DD-WP 118528 beschrieben, wobei das durch Gasdurchtrittsöffnungen eintretende Gas die Flüssigkeit verteilt, durchmischt und zur Flüssigkeitsableitung t ransport iert·Similar devices are described in DD-WP 116759 and DD-WP 118528, wherein the gas entering through gas passages distributes the liquid, mixes it and transports it to the liquid discharge.

Der Nachteil dieser Kontakteinrichtungen besteht darin, daß die insbesondere bei Absorptionsprozessen angebotene hohe kinetische Energie der Flüssigphase für die möglichst innige Zerteilung der flüssigen und gasförmigen Phasen ineinander nicht genutzt werden kann.The disadvantage of these contact devices is that the high kinetic energy of the liquid phase, which is offered in particular during absorption processes, can not be used for the most intimate division of the liquid and gaseous phases into one another.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die den aufgeführten, bekannten Flüssigkeits-Gaskontakteinrichtungen innewohnenden Nachteile zu beseitigen und eine intensive Durclunischung der gasförmigen und flüssigen Phase zu erreichen, wobei der Druckverlust zwischen den einzelnen Slufen abgebaut werden soll.The object of the invention is to eliminate the disadvantages inherent in the listed known liquid gas contact devices and to achieve an intensive Durclunischung the gaseous and liquid phase, wherein the pressure loss between the individual Slufen should be reduced.

Presentation of the concept of invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gas-Flüssigkeitskontakteinrichtung zu entwickeln, die die der flüssigen Phase innewohnende kinetische Energie zur innigen Zer- und Verteilung der flüssigen und gasförmigen Phasen ineinander nutzt.The invention has for its object to develop a gas-liquid contact device, which uses the liquid phase inherent kinetic energy for intimate Zer- and distribution of the liquid and gaseous phases together.

Die Vorrichtung besteht aus einem Druckbehälter mit einem oder mehreren Böden, die jeweils eine oder mehrere Strahldüsen enthalten, in welchen durch die der flüssigen Phase innewohnende hohe kinetische Energie eine vollständige Zer- und Verteilung der beiden Phasen erfolgt. Dadurch wird eine sehr große Phasengrenzfläche (Stoffaustauschfläche) gebildet, die zu einer wesentlichen Verbesserung des Stofftransportes führt, ohne das der Druckverlust sich über die Gesamtanlage erhöht, da der hohe EnergieÜberschuß der flüssigen Phase genutzt wird. ι Diese Flüssigkeits- Gaskontakt-Einrichtung ist eine Vorrichtung zur intensiven Verteilung der Phasen miteinander und anschließender Phasentrennung, die bei hohen Drücken und Gasdurchsätzen arbeitet und eine extrem hohe Stoffaustauschfläche bildet.The apparatus consists of a pressure vessel with one or more trays, each containing one or more jet nozzles, in which the high phase kinetic energy inherent in the liquid phase results in complete decomposition and distribution of the two phases. As a result, a very large phase interface (mass transfer area) is formed, which leads to a substantial improvement of the mass transfer, without the pressure loss increases over the entire system, since the high energy surplus of the liquid phase is used. This liquid gas contact device is a device for intensive distribution of the phases with each other and subsequent phase separation, which operates at high pressures and gas flow rates and forms an extremely high mass transfer area.

Zur weiteren Verbesserung des Stoffaustausches sind die Böden, auf denen die Strahldüsen befestigt sind, als Siebböden ausgeführt.To further improve the mass transfer, the trays on which the jet nozzles are mounted are designed as sieve trays.

Durch diese tritt das Gas, welches nicht durch die Strahldüsen mit der flüssigen Phase kontaktierte, in die beladene flüssige Phase, wodurch eine Restbeladung erfolgt.Through this occurs, the gas, which did not contact through the jet nozzles with the liquid phase, in the loaded liquid phase, whereby a residual charge occurs.

Execution example

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Einrichtung (siehe Figur 1 bis 5) näher erläutert:The device according to the invention (see FIGS. 1 to 5) is explained in more detail below:

Mit dem Ziel der Verbesserung der Absorptionsleistung durch den Einsatz der Gas-Flüssigkeitskontakteinrichtung als Vorabsorptionsstufe werden nachfolgend die verschiedenen Bauformen beschrieben.With the aim of improving the absorption performance through the use of the gas-liquid contact device as Vorabsorptionstufe the different types are described below.

In Figur 1 wird eine Gas-Flüssigkeitskontakteinrichtung beschrieben, die mit einer Strahldüse arbeitet. Die mit hoher kinetischer Energie in die Strahldüse 3 strömende Absorptionslösung saugt das Gas 2 an und durchmischt es im Diflusor vollständig· In dem freien Eaum 6 über der Strahldüse erfolgt die Trennung des Gases von der Flüssigkeit. Das Gas tritt am Gasaustritt 5 aus, nachdem es im Demister 7 von Flüssigkeitstropfen getrennt wurde, und gelangt zur nächsten Absorptionsstufe. Die beladene Absorptionslösung 4 verläßt über einen Ablaufschacht die G-as-Flüssigkeitskontakteinrichtung, nachdem sie auf dem Boden 8, der als Siebboden ausgebildet ist, noch absorbiert hat.In Figure 1, a gas-liquid contact device is described which operates with a jet nozzle. The absorbing solution, which flows into the jet nozzle 3 with high kinetic energy, sucks in the gas 2 and thoroughly mixes it in the difluorus. In the free space 6 above the jet nozzle, the gas is separated from the liquid. The gas exits the gas outlet 5 after it has been separated from liquid droplets in the demister 7 and reaches the next absorption stage. The loaded absorption solution 4 leaves the G-as liquid contact device via a downcomer after it has absorbed on the bottom 8, which is designed as a sieve bottom.

In Figur 2 sind auf dem Siebboden 8 mehrere Strahldüsen 3 konzentrisch angeordnet, bei sonst gleichem Aufbau und gleicher Wirkungsweise wie bei Figur 1 beschrieben.In FIG. 2, a plurality of jet nozzles 3 are arranged concentrically on the sieve bottom 8, with an otherwise identical construction and the same mode of action as described in FIG.

In Figur 3 ist eine zweistufige Apparatur beschrieben. Sie ist eingesetzt in einer Absorptionsanlage mit zwei Absorptionslösungskreisläufeη·FIG. 3 describes a two-stage apparatus. It is used in an absorption system with two absorption solution circuits.

Die vollregenerierte Absorptionslösung 1 saugt mit den Strahldüsen 3 das zu reinigende Gas,aus dem Raum 6 der ersten Absorptionsstufe durch den Demister 7 wobei eine vollständige Durchmischung stattfindet. Die Phasentrennung und -beruhigung erfolgt in dem darüberliegenden Raum 6. Das Gas tritt durch den Demister 7, wo die Tröpfchen abgeschieden werden, über die Gasaustrittsleitung 5 in den Hauptabsorber. Die erst teilbeladene Absorptionslösung 4 gelangt über den Ablaufschacht in die Hauptabsorptionsstufe zusammen mit der teilregenerierten Absorptionslösung· In der ersten Stufe wird mit der teilregenerierten Absorptionslösung 1 aus dem Desorber die erste Reinigung des Gases 2 in den Strahldüsen 3 durchgeführt.The fully regenerated absorption solution 1 sucks with the jet nozzles 3, the gas to be purified, from the space 6 of the first absorption stage through the demister 7 with a complete mixing takes place. The phase separation and quenching takes place in the overlying space 6. The gas passes through the demister 7, where the droplets are deposited, via the gas outlet conduit 5 into the main absorber. The first partially loaded absorption solution 4 passes via the downcomer into the main absorption stage together with the partially regenerated absorption solution. In the first stage, the first regeneration of the gas 2 in the jet nozzles 3 is carried out with the partially regenerated absorption solution 1 from the desorber.

Nach der Phasentrennung in dem Baum б tritt das Gas durch den Demister 7. Um ein Durchwandern von Schaum zu verhindern sind über dem Demister Sprühdüseη 9 angeordnet, mit deren Hilfe geeignete Medien zur Schaumzerstörung eingesprüht werden können. Die beladene Absorptionslösung 4 tritt aus dem Sammelschacht aus und wird zur Regeneration in den Desorber geleitet· In Figur 5 ist eine mehrstufige Quasige/genstromapparatur dargestellt, die als selbständige Absorptionseinrichtung arbeitet· Das zu reinigende Gas 2 strömt von unten nach oben. Me vollständige Phasendurchmischung erfolgt in den Strahldüsen 3· Die Flüssigkeitsabscheidung geschieht in den Demisterpackungen 7 und durch die Sprühdüsen 9 erfolgt die Schaumzerstörung·After the phase separation in the tree б the gas passes through the demister 7. In order to prevent a migration of foam spray nozzleη 9 are arranged above the demister, with the aid of suitable media for foam destruction can be sprayed. The loaded absorption solution 4 emerges from the collecting shaft and is led into the desorber for regeneration. FIG. 5 shows a multi-stage quasi-genstromapparatur that operates as a self-contained absorption device · The gas to be cleaned 2 flows from bottom to top. Complete phase mixing takes place in the jet nozzles 3. Liquid separation takes place in the demister packs 7 and the spray nozzles 9 cause foam destruction.

Die Absorptionslösung tritt in den oberen Teil der Gas-Flüssigkeitskontakteinrichtung ein, gelangt über die Strahldüsen 3 in den Ablaufschacht· Über Pumpen wird die Absorptionslösung aus dem Ablaufschacht in die nächsttiefere Absorptionsstufe gefördert, bis sie aus dem untersten Ablaufschacht im vollbeladenen Zustand austritt und zur Regeneration in den Desorber gelangt· Die Jsprühdüsen 9 können wahlweise mit der eigenen Absorptionslösung vermischt mit Antischaummittel beaufschlagt werden·The absorption solution enters the upper part of the gas-liquid contact device, passes through the jet nozzles 3 into the downcomer. The absorption solution is pumped out of the downcomer to the next lower absorption stage by pumping until it emerges from the lowermost downcomer in the fully loaded condition and is ready for regeneration passes the desorber · The Jsprühdüsen 9 can optionally be mixed with its own absorption solution mixed with antifoam agent ·

In Figur 4 ist der Aufbau einer Strahldüse auf einem Siebboden 10 dargestellt.FIG. 4 shows the construction of a jet nozzle on a sieve bottom 10.

Der Diffusor 11 ergibt, verschraubt mit dem Gasansaugring12 die Befestigung auf dem Siebboden 10· Die Treibdüse 13 wird gehalten durch den Gasansaugring 12 und die Schraubverbindung gestattet eine leichte Verstellung des Abstandes des Düsenmundes 14.The diffuser 11, screwed to the Gasansaugring12 attachment to the sieve bottom 10 · The motive nozzle 13 is held by the Gasansaugring 12 and the screw allows easy adjustment of the distance of the nozzle mouth 14th

Claims

invention claim

Intensive mixing of both phases, characterized in that one or more sieve or holding trays (8) are arranged one above the other in a pressure vessel on which one or more jet nozzles (3) are located and that over the jet nozzles are arranged a demister pack for droplet deposition and a spray nozzle distributor for foam braking

2. liquid gas contact device according to item 1, characterized in that the distance between the nozzle mouth (И) and diffuser (11) is adjustable.

Hiemi * Seüen drawings