DD263455A1

DD263455A1 - DEVICE FOR DEPROVING FROM GASES TO FUEL BASKETS

Info

Publication number: DD263455A1
Application number: DD30624687A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Mueller; Erhard Roschka; Juergen Mueller; Rolf Pester; Hans-Eberhard Roese
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1987-08-24
Filing date: 1987-08-24
Publication date: 1989-01-04

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Tropfenabscheidung aus Gasen an Fuellkoerpern vorgeschlagen, mit der in vielen Verfahren der chemischen und artverwandten Industrie Fluessigkeits- und ggf. gleichzeitig vorhandene Feststoffpartikeln aus der Gasphase vor deren Weiterverarbeitung oder Emission entfernt werden koennen. Die Trennzone besteht erfindungsgemaess aus zylindrischen und mit durchbrochenen Aussen- und Innenwaenden versehenen Fuellkoerpern, vorzugsweise Metall-Pallringen, mit gleichgerichteten und normal zur Gasstroemung zeigenden Achsen. Als besonders wirkungsvoll wird die stirnseitige Stapelung der Fuellkoerper zu perforierten vertikalen Roehren dargestellt, die neben- und versetzt nacheinander angeordnet sind. Damit werden gegenueber bekannten Abscheidern mit regellosen Fuellkoerpern eine signifikante Verringerung der Trennzonenlaenge, des Druckverlustes, der Fluessigkeitsverweilzeit und des Materialaufwandes, eine Verringerung des Bauvolumens und der Flut- und Versetzungsgefahr, eine Steigerung der Abscheideleistung u. a. erreicht.It is a device for the separation of gases from gasses Fuellkoerpern proposed with the liquid and possibly coexistent solid particles from the gas phase can be removed before further processing or emission in many processes of the chemical and related industry. The separation zone according to the invention consists of cylindrical and openwork bodies provided with perforated outer and inner walls, preferably metal pall rings, with rectified and normal axes to the gas flow. Particularly effective is the frontal stacking of Fuellkoerper to perforated vertical tubes shown, which are arranged side by side and offset one after the other. Thus, compared to known separators with random Fuellkoerpern a significant reduction in the Trennzonenlaenge, the pressure loss, the Fluentigkeitsverweilzeit and the cost of materials, a reduction in construction volume and the risk of flooding and dislocation, an increase in the separation efficiency u. a. reached.

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung dient der Abtrennung störender Flüssigkeits- und ggf. gleichzeitig vorhandener Feststoffpartikeln aus Gasen oder Dämpfen vor deren Weiterverarbeitung oder Abgabe an die Umgebung. Sie ist in vielen Prozessen der chemischen und artverwandten Industrie anwendbar, in denen sich Flüssigkeiten und Gase in Phasenkontakt befinden oder in denen Flüssigkeitspartikeln innerhalb der Gasphase gebildet werden. Die Anwendung der Erfindung empfiehlt sich besonders am Austiitt der Gasphase aus Verdampfern, Kondensatoren, Reaktoren oder Kolonnen oder vor ihrem Eintritt in Gebläse, Kompressoren, Reaktoren, Adsorber, Aufheizer und Abgusschornsteine, sie ist jedoch nicht auf diese Baispiele beschränkt.The invention serves to separate interfering liquid and possibly simultaneously present solid particles from gases or vapors before their further processing or delivery to the environment. It is applicable in many processes of the chemical and related industries, where liquids and gases are in phase contact or in which liquid particles are formed within the gas phase. The application of the invention is particularly recommended at the Austiitt the gas phase of evaporators, condensers, reactors or columns or before their entry into blowers, compressors, reactors, adsorbers, heaters and Abgusschornsteine, but it is not limited to these Baispiele.

Characteristic of the known state of the art

In den meisten Verfahren der chemischen und artverwandten Industrie befinden sich unerwünschte Flüssigkeitspartikeln in Prozessgasen oder -dämpfen, die überwiegend durch unvermeidbaren Gas-Flüssigkeits-Phasenkontakt entstanden sind und aus den unterschiedlichsten Gründen eliminiert werden müssen. Die häufigsten Ursachen für diese Forderung sind jedoch im Schutz nachfolgender technischer Ausrüstungen vor korrosion.. Desaktivierung oder Versetzung, in der Rückgewinnung von Wertstoffen und in der Verringerung der Schadstoffemission zu suchen. Besondere Bedeutung für die Lösung derartiger Aufgaben besitzen die sogenannten Trägheitsabscheider die die größere Massenträgheit der Flüssigkeitspartikeln gegenüber der Gasphase für deren Abtrennung ausnutzen. Dazu wird die Strömungsrichtung des Gases in dor Trennzone wiederholt geändert, und die Flüssigkeitspartikeln, die den Strombahnen des Gases nicht entsprechend folgen können, prallen auf geeignete Oberflächen, werden an diesen festgehalten und laufen in Form großer Tropfen bzw. von Rinn?alen durch Schwerkraft nach unten ab. Zu diesen Apparaten gehören im wesentlichen die Drahtgewirk-, Füllkörper-, Lamellen- und Zentrifugal-Abscheider, mit denen beim heutigen Stand der Technik ein großer Teil derartiger Trennprobleme gelöst werden kann. Die Eigenschaften der ausgeführten Apparate sind wie ihre Gestaltung jedoch sehr unterschiedlich und gestatten i. a. jeweils nur ein spezifisches Anwendungsgebiet.In most chemical and related industry processes, unwanted liquid particles are present in process gases or vapors, which are predominantly due to unavoidable gas-liquid phase contact and must be eliminated for a variety of reasons. However, the most common causes of this requirement are the protection of subsequent technical equipment from corrosion, deactivation or dislocation, the recovery of recyclables and the reduction of pollutant emissions. Particular importance for the solution of such tasks have the so-called inertial separators which exploit the greater inertia of the liquid particles to the gas phase for their separation. For this purpose, the direction of flow of the gas in the separation zone is repeatedly changed, and the liquid particles that can not follow the flow paths of the gas, bounce on suitable surfaces, are held on these and run in the form of large droplets or by trickles by gravity down from. Essentially, these apparatuses include the wire-wound, packed, lamellar and centrifugal separators with which a large part of such separation problems can be solved in the current state of the art. However, the characteristics of the running apparatus are very different as their design and allow i. a. only one specific area of application in each case.

Bei der Verwendung von Füllkörpern für die Tropfenabscheidung ist bekannt, eine unberieselte und horizontal gelagerte rugclloso Schicht am Kopf von Kolonnen einzusetzen, die im Phasengegenstrom betrieben wird (Chem. Ing. Techn. 48 [197619, S.795). Dabei strömt das tropfenbeladene Gas im vertikalen Aufstrom durch die Schüttung, und die an den Füllkörporn abgeschiedenen Tropfen laufen im Gegenstrom zum Gas nach unten ab. Als Füllkörper werden dabei nahezu alle für den Stoffaustausch handelsüblichen Typen und Werkstoffvarianten eingesetzt, so z.B. Raschigringe, Berlsättel und Pallringe in Keramik-, Metall- und Kunststoffausführung. Der prinzipielle Vorteil der Füllkörper-Abscheider gegenüber all6n anderen Trägheits-Abscheidern besteht in ihrer einfachen Herstellung, da standardisierte Massen-Schüttgüter als Trennelemente eingesetzt werden und lediglich für deren apparative Umhüllung und Fixierung gesorgt werden muß. Damit können sie von jedem Anwender ohne spezielle Vorrichtungen in einfacher Weise realisiert werden. Diesom Vorteil stehen aber gravierende Nachteile gegenüber. So sind sie in der o.a. Form beschränkt auf geringe Flüssigkeitsbeladungen und Durchsatzschwankungen des Gases, zeigen nur mittlere Abscheideleistungen bei relativ großem Druckverlust, sind in folge hoher Flüssigkeitsverweilzeiten in der Trennzone durch Salze oder andere Feststoffpartikoln bzw. Polymerisation versetzungsgefährdet und verlangen einen relativ hohen und im allgemeinen teuren Materialbedarf mit entsprechend großem Bauvolumen des Abscheiders. Für die statistische Gleichverteilung der Füllkörperlagen innerhalb der Schüttung müssen deren Quer- undWhen using droplets for droplet deposition, it is known to use a non-drip and horizontally supported rugclloso layer at the top of columns operated in phase countercurrent (Chem. Ing. Techn. 48 [197619, p. In this case, the droplet-laden gas flows in vertical upward flow through the bed, and the droplets deposited on the Füllkörporn run down in countercurrent to the gas. Almost all commercially available types and material variants are used as filler bodies, such as e.g. Raschig rings, Berlsättel and Pall rings in ceramic, metal and plastic design. The principal advantage of the packed separators over all other inertial separators is their ease of manufacture, since standardized bulk bulk materials are used as separating elements and only their apparatus wrapping and fixing must be taken care of. Thus, they can be easily realized by any user without special devices. This advantage, however, is offset by serious disadvantages. So they are in the o.a. Form limited to low liquid loadings and throughput fluctuations of the gas, show only average separation efficiency at relatively high pressure loss, are in consequence of high liquid residence in the separation zone by salts or other Feststoffpartikoln or polymerization dislocation vulnerable and require a relatively high and generally expensive material requirements with a correspondingly large volume of the separator. For the statistical equal distribution of the Füllkörperlagen within the bed their transverse and

Längsabmessungen bekanntlich mindestens das 10 bis 20fache der Füllkörperabmessung betragen. Daraus resultiert als weiterer Nachteil eine untere Begrenzung des Gasdurchsatzes.Longitudinal dimensions known to be at least 10 to 20 times the Füllkörperabmessung. This results in a further disadvantage, a lower limit of the gas flow rate.

Weiterhin ist ein Fullkörper-Abschaider vorgeschlagen worden, bei dem die Füllkörper regellos innerhalb von konzentrischen Käfigen mit vertikaler Achse angeordnet °ind und das Gas horizontal mit einem negativen Geschwindigkaitsgradicnten von innen nach außen strömt. Mit diesem Apparat ist es bereits gelungen, die Anwendungseigenschaften von Füllkörpern für die Tropfenabscheidung hinsicht'ich der zulässigen Flüssigkeitsbeladung des Gases und der Anpassungsfähigkeit an Gaslastschwankungen durch Unterdrückung der Redispergierungsgefahr zu verbessern und bei großen Gasdurchsätzen das spezifische Apparatevolumen einzuschränken. Verschiedene andere Nachteile wurden dadurch jedoch kaum oder nicht beseitigt, so z. B. die auf den Druckverlust bezogene Abscheideleistung, die durch die hohe flüssigkoitsverweiizeit verursachte Versetzungsgefahr, der hohe Materialaufwand und das im allgemeinen große Bauvolumen.Furthermore, a full body Abschaider has been proposed in which the random packing arranged within concentric cages with vertical axis ° ind and the gas flows horizontally with a negative Geschwindigkaitsgradicnten from the inside out. With this apparatus, it has already been possible to improve the application properties of droplets for droplet separation with regard to the permissible liquid loading of the gas and the adaptability to gas load fluctuations by suppressing the risk of redispersion and to restrict the specific apparatus volume at high gas throughputs. However, various other disadvantages have been little or not eliminated, such. As the related to the pressure loss separation efficiency, caused by the high liquidigweiitsverweiizeit dislocation risk, the high cost of materials and the generally large volume of construction.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines an beliebige Gasdurchsätze und eine große Breite von Systembedingungen anpassungsfähigen Tropfenabschaideo geringer Abmessungen und hoher Abscheideleistung, der unter Verwendung handelsüblicher Füllkörper ohne spezielle Vorrichtungen und bei geringem Materialaufand gefertigt und in verschiedenen Betriebslagen als gesonderter Apparat oder integrierter Bestandteil anderer Apparate eingesetzt werden.The object of the invention is to develop a small size and high separation efficiency drop shielding film adaptable to any gas flow rates and a wide range of system conditions, manufactured using commercial packings without special equipment and material and in different operating positions as a separate apparatus or integral part of others Apparatuses are used.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, die Anwendungseigenschaften von handelsüblichen Füllkörpern für die Tropfenabscheidung so zu verbessern, daß die Flut- und Versetzungsempfindlichkeit, der Druckverlust und das für die Abscheidung erforderliche Füllkörper- und Apparatevolumen verringert, die Abscheideleistung erhöht und eine Begrenzung des Gasdurchsatzes aufgehoben werden.The invention iies the object to improve the application properties of commercially available packings for the droplet deposition so that the flow and Versetzungsempfindlichkeit, the pressure loss and the required for the deposition filler and apparatus volume decreases, increases the separation efficiency and a limitation of the gas flow are canceled ,

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Tropfenabscheidung aus Gasen an Füllkörpern erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausschließlich zylindrische und mit durchbrochenen Außen- und Innenwänden versehene Füllkörper als Trennelemente innerhalb einer räumlichen Packung mit gleichgerichteten und normal zur Strömungsrichtung des Gases zeigenden Achsen angeordnet sind.This object is achieved by a device for droplet deposition from gases to packing according to the invention that exclusively cylindrical and provided with perforated outer and inner walls packing are arranged as separating elements within a spatial packing with rectified and normal to the flow direction of the gas-facing axes.

Überraschend wurde gefunden, daß bei regelloser Anordnung zylindrischer Füllkörper mit statistischer Gleichverteilung nur ein Bruchteil der Lagen für die Tropfenabscheidung aktiv ist und der weitaus größte teil lediglich Material, Bauvolumen und Druckverlust bearcprucht bzw. zur Vergrößerung der Verweilzeit der abgeschiedenen Flüssigkeit in der Trennzone und damit zur Ablagerung von Feststoffen führt. Aus diesem Grund ist der größte Teil der bisher bekannten Trennzone nicht nur inaktiv, sondern im allgemeine;» auch schädlich für dio Prozeßführung. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Trennzone werden dagegen lediglich trernaktive Füllkörperlagen zugelassen. Dadurch kann die erforderliche Trennzonenlänge gegenüber der regellosen SchüHung in vorteilhafter Weise dramatisch (z. B, umd 70%) verkürzt werden, was eine entsprechende Verringerung der Material- und Platzaufwandes zur Folge hat und gleichzeitig zu einer signifikanten Steigerung der auf den Druckverlust bezogenen Abscheideleistung führt. Günstig wirkt sich weiterhin die Tatsache aus, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine Vielzahl praktisch vorkommender System- und Betriebsbedingungen anwendbar ist und keine untere Begrenzung für den Gadurchsatz bzw. den Strömungsquerschnitt der Trennzone existiert. Der zuletzt genannte Vorteil ergibt sich aus den gleichmäßig sich wiederholenden Strömungskanälen, die durch die inneren und äußeren Wanddurchbrüche und -flächen der Füllkörper gebildet werden und dem dadurch bedingten Wegfall eines vorgegebenen Verhältnisses zwischen den Füllkörper- und Trennzonenabmessungen.Surprisingly, it was found that with random arrangement of cylindrical packing with random statistical distribution only a fraction of the layers for the droplet separation is active and by far the largest part only material, construction volume and pressure loss bearcprucht or to increase the residence time of the deposited liquid in the separation zone and thus Deposition of solids leads. For this reason, the largest part of the previously known separation zone is not only inactive, but in general; "also harmful to the process control. By contrast, the construction of the separation zone according to the invention only permits active-active packed body layers. As a result, the required separation zone length can advantageously be shortened dramatically (for example, by 70%) compared with random growth, which results in a corresponding reduction in the material and space requirements and at the same time leads to a significant increase in the separation efficiency related to the pressure loss , The fact that the device according to the invention can be used for a multiplicity of practically occurring system and operating conditions and that there is no lower limit for the gas flow or the flow cross section of the separation zone also has a favorable effect. The latter advantage results from the uniformly repeating flow channels, which are formed by the inner and outer wall openings and surfaces of the packing and the consequent elimination of a predetermined ratio between the Füllkörper- and Trennzonenabmessungen.

Mit der erf indungsgomäßon Vorrichtung wird ferner ein leistungsfähiger Tropfenabscheider vorgestellt, der die Vorzüge eines Lamellenabschciuer hinsichtlich &es Druckverlustes, der Flut- und Versetzungsunempfindlichkeit und der Abscheideleistung mit denen des Füllkörperabscheiders hinsichtlich der Herstellung verbindet und damit jedem Anwender die Möglichkeit der Eigenfertigung bietet.With the erf indungsgomäßon device a powerful droplet separator is further presented, which combines the advantages of a Lamellenabschciuer in terms of pressure loss, the flooding and Versetzungsunempfindlichkeit and the separation performance with those of Füllkörperabscheiders in terms of production and thus offers each user the option of in-house production.

Besonders wirkungsvoll werden die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch genutzt, daß Pallringe, vorzugsweise in Metallausführung, alsTrennelemente angeordnet werden. Bei ihnen sind die Anforderungen an einen handelsüblichen Stoffaustausch-Füllkörper im Sinne der erfindungsgemäßen Anwendung in idealer Weise verwirklicht. Der Trennzonenaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erweist sich auch dadurch als günstig für die Fertigung und die Ausschöpfung der potentiellen Anwendungseigenschaften, daß eine Füllkörperschicht in einer normal zur Strömungsrichtung des Gases gedachten Ebene derartig aufgebaut ist, daß sie aus nebeneinander befindlichen perforiertön Röhren besteht, die ihrerseits aus achsgleichen und stirnseitig aneinandergereihten Füllkörpern gebildet werden.The advantageous properties of the device according to the invention are particularly effectively utilized in that Pall rings, preferably in metal design, are arranged as separating elements. In them, the requirements of a commercially available mass transfer filler in the context of the application of the invention are realized in an ideal manner. The separation zone structure of the device according to the invention also proves to be favorable for the production and the exploitation of the potential application properties that a packed layer is constructed in a plane normal to the flow direction of the gas such that it consists of juxtaposed perforiertön tubes, which in turn from achsgleichen and frontally juxtaposed packing are formed.

Zur Verkürzung der Trennzone und ihrer homogenen Ausfüllung mit Trennelementen ist es ferner vorteilhaft, daß die Achsen der Röhren in Strömungsrichtung des Gases vorzugsweise versetzt angeordnet sind.To shorten the separation zone and its homogeneous filling with separating elements, it is also advantageous that the axes of the tubes are preferably arranged offset in the flow direction of the gas.

In Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen ist es weiterhin vorteilhaft, daß die in einer normal zur Strömungsrichtung des Gases gedacniCi Ebene befindlichen Füllkörper grundsätzlich identisch sind, daß jedoch in Strömungsrichtung des Gases Lagen von Füllkörpern angeordnet sind, die hinsichtlich ihrer Abmessungen und/oder Werkstoffausführung variieren. Durch Vorausstellen kleinerer Füllkörper ist es z.B. möglich, bei Gasströmen mit hohem Feintropfenanteil diesen vor der eigentlichen Abscheidung leistungserhöhend zu vergröbern, während durch Anordnung kleinerer Füllkörper am Trennzonenende ohne Flutgefahr der Trennzone ebenfalls die Abscheideleistung tür bisher nicht abgeschiedene kleine Ti opfen erhöht wird. Besondere Vorzüge ergeben sich bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtun schließlich dadurch, daß die Achsen der Röhren vorzugsweise vertikal ausgerichtet sind. Damit werden ihre günstigen Eigenschaften gleichzeitig genutzt, d. h. neben einer hohen Anströmgeschwindigkeit und einem entsprechend geringen Trennzonenquerschnitt sind auch große Flüssigkeitsbeladungen des Gases bei schneller Drainage der abgeschiedenen Flüssigkeit zulässig. Gleichzeitiges Feststoff beladungen des Gases können auf diese Weise am besten verkraftet werden, ohne Versetzungen der Trennzone befürchten zu müssen, und die auf den Druckverlust bezogene Abscheideleistung erreicht ihren Maximalv/ert.Depending on the operating conditions, it is also advantageous that the filling bodies located in a plane normal to the flow direction of the gas are basically identical, but that in the flow direction of the gas layers of packing are arranged which vary with respect to their dimensions and / or material design. By providing smaller packing, it is e.g. possible to coarser in gas streams with a high Feintropfenanteil this before the actual deposition performance, while by separating smaller packing at the Trennzonenende without risk of flooding the separation zone also the separation efficiency door not previously deposited small Ti opfen is increased. Particular advantages arise in the application of the invention Vorrichtun finally characterized in that the axes of the tubes are preferably aligned vertically. Thus, their favorable properties are used simultaneously, d. H. In addition to a high flow velocity and a correspondingly small separation zone cross-section and large liquid loadings of the gas at rapid drainage of the deposited liquid are allowed. Simultaneous solid loadings of the gas can be best coped with in this way without having to fear dislocations of the separation zone, and the separation efficiency related to the pressure loss reaches its maximum value.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vom Gas sowohl vertikal als auch horizontal durchströmt sowie entweder in einfacher Weise in vorhandene Apparate integriert oder mit entsprechender apparativer Umhüllung in Rohrleitungen eingebaut werden. Ein Analogschluß auf die entsprechend vorteilhafte Gestaltung von Stoffaustausch-Packungen ist jedoch nicht möglich, da es sich dabei um den technologisch entgegengesetzten Prozeß handelt.The device according to the invention can be flowed through by the gas both vertically and horizontally and can either be integrated in existing apparatuses in a simple manner or installed in pipelines with a corresponding apparatus enclosure. An analog connection to the corresponding advantageous design of mass transfer packages is not possible, since this is the technologically opposite process.

embodiments

Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Vorrichtung an 5 Ausführungsbeispielen mit je einer dazugehörigen Zeichnung (Fig. 1 bis 5) näher erläutert werden, wobei die apparative Ummantelung der Trennzone und Vorrichtung zu deren Fixierung und zur Ableitung der abgeschiedenen Flüssigkeit nur teilweise oder nicht dargestellt sind. Das auf die Trennzone treffende tropfenbeladene Gas ist durch punktierte, das abströmende tropfenfreie Gas durch leere und die abgeschiedene Flüssigkeit ri rch volle Pfeile symbolisiert. Fig. 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine besonders gunstige Anordnung der Füllkörper in der Trennzone. In Strömungsrichtung des Gases wurden drei Füllkörperreihen in versetzter Anordnung unter Beibehaltung gleicher Füllkörperabmessungen gewählt, die Reihenzahl ist jedoch unverbindlich und problemabhängig. Das Gas strömt horizontal durch die Trennzone, sämtliche Füllk<" rperachsen sind vertikal ausgerichtet. Die Füllkörperpackung wird auf der Ein- und Ausströmseite des Gases vorzugsweise durch je einen außenliegenden Rundstabrost und ein zu den Füllkörpern zeigendes Grobdrahtstützgewebe in ihrer Lage fixiert. Innerhalb der von den Füllkörpern gebildeten Röhren sind gute Drainagebedingungen zum schnellen Ablauf der Flüssigkeit nach unten vorhanden. Die Flüssigkeitströpfchen prallen auf die Außen- und Innenflächen der Füllkörper, an denen auch die Umlenkung des Gasstromes erfolgt. Dieso Ausführung gestattet relativ hohe Gas-Ausströmungsgeschwindigkeit und Flüssigkeitsbeladungen und ist wenig versetzungsempfindlich. Der Strömungsquerschnitt der Trennzone wird vorzugsweise rechteckig ausgeführt, wobei das Verhältnis zwischen Höhe und Breite zweckmäßig < 1 ist. Vorteilhaft für eine einfache Fertigung, Montage, Demontage, Reinigung und Kontrolle ist eine Trennzonenausführung in Form einer kompakten Kassette.Below, the device according to the invention will be explained in more detail in five exemplary embodiments, each with a corresponding drawing (FIGS. 1 to 5), wherein the apparatus casing of the separation zone and device for fixing and discharging the separated liquid are only partly or not shown. The drop-laden gas striking the separation zone is symbolized by punctured, the outflowing, drop-free gas by empty and the separated liquid ri full arrows. Fig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention a particularly favorable arrangement of the packing in the separation zone. In the flow direction of the gas three rows of packing were arranged in a staggered arrangement while maintaining the same Füllkörperabmessungen, the number of rows is not binding and problem-dependent. The gas flows horizontally through the separation zone, all filler axes are aligned vertically, and the packed packing is fixed in position on the inlet and outflow sides of the gas, preferably by an external round bar grate and a coarse wire support fabric pointing to the filling bodies The liquid droplets impinge on the outer and inner surfaces of the packing, which also causes the deflection of the gas stream.This design permits relatively high gas outflow rate and liquid loadings and is less sensitive to dislocation The flow cross-section of the separation zone is preferably made rectangular, the ratio between height and width being advantageously <1. Advantageous for a simple production, assembly, disassembly, cleaning and control is a separation zone n execution in the form of a compact cassette.

Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2. Hier wird die Trennzone gemäß Fig. 1 innerhalb eines in eine horizontale Rohrleitung eingeflanschten Tropfenabscheiders eingesetzt. Durch Demontage des oberen Deckels kann die Kassette aus dem Abscheider herausgezogen werden.A second embodiment is shown in FIG. 2. Here, the separation zone according to FIG. 1 is inserted within a drop separator flanged into a horizontal pipeline. By disassembling the upper lid, the cassette can be pulled out of the separator.

Fig. 3 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung den Einsatz der Trennzone gemäß Fig. 1 in einem gesonderten Tropfenabscheider, wie er für große Gasströme in vertikalen Aufstrom einer Rohrleitung zu empfehlen ist. Das tropfenbeladene Gas strömt von unten kommend axial in den Abscheider und wird horizontal durch 4 seitlich um je 90°C versetzt angeordnet Kassetten geleitet. Das gereinigte Gas der 4 Trennzonon wird in der Apparatehaube vereinigt und oben abgeführt, während die abgeschiedene Flüssigkeit über jeden unteren äußeren Kassettenrand in den Abscheidersumpf abtropft und von hier aus abgeleitet wird. Die Demontage der Apparatehaube ermöglicht den schnellen Zugang zu den Trennzonen-Kassetten. Fig.4 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel die Draufsicht auf eine Trennzone gemäß Fig. 1, die jedoch in Strömungsrichtung des Gases je 2 Reihen Füllkörper unterschiedlicher Abmessungen enthält. Weiterhin ist in Fig. 5 ein letztes Ausführungsbeispiel mit horizontaler Lagerung der Trennzone und Anströmung des Gases von unten dargestellt. Diese Ausführung ist besonders am Kopf von Kolonnen und Verdampfern bei relativ niedrigen Flüssigkeitsbeladungen und versetzungsfreien Bedingungen zu empfehlen. Die günstige Gas Anströmungsgeschwindigkeit ist geringer, als bei der Trennzonenanordnung gemäß Fig. 1, der Herstellungsaufwand, Material- und Platzbedarf sowie der Druckverlust sind bei dieser Ausführungs jedoch besonder j niedrig.Fig. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention the use of the separation zone of FIG. 1 in a separate droplet separator, as it is recommended for large gas flows in vertical upflow of a pipeline. The droplet-laden gas flows from below coming axially into the separator and is horizontally through 4 laterally offset by 90 ° C arranged arranged cassettes. The purified gas of the separation zonon is combined in the apparatus hood and discharged at the top, while the separated liquid drips into the separator sump via each lower outer edge of the cassette and is discharged from there. Dismantling the apparatus hood allows quick access to the separation zone cassettes. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the plan view of a separation zone according to FIG. 1, which, however, contains two rows of packing of different dimensions in the flow direction of the gas. Furthermore, in Fig. 5, a last embodiment with horizontal storage of the separation zone and the flow of gas is shown from below. This design is particularly recommended at the top of columns and evaporators at relatively low liquid loadings and dislocation-free conditions. The favorable gas flow rate is lower than in the separation zone arrangement shown in FIG. 1, the manufacturing cost, material and space requirements and the pressure loss are in this embodiment, however, j particular low.

Schließlich soll die erfindungsgernäße Vorrichtung anhand des folgenden Anwendungsbeispiels charakterisiert werden. Innerhalb einer Destillationsstufe verläßt dampfförmiges Caprolactam den Kopf eines Rotations-Dünnschichtverdampfers mit einer Menge von ca. 2000kg/h bei einem Systemdruck von ca. 400Pa, was einem Volumenstrom von etwa 160000m³/h entspricht. Der Dampfstrom ist mit etwa 70kg/h an mitgerissenem höhersiedendem Produkt aus dem Verdampfer beladen, das die Trennwirkung des Destillationsstufe verringert und vor Eintritt des Dampfes in die nachfolgende Kondensationsstufe abgetrennt und zurückgeführt werden soll. Für diese Aufgabe erwiesen sich Gegenstrom-Drahtgewirk-Demistoren als unbrauchbar, da sie nach kurzer Betriebszeit bei ansteigendem Druckverlust und sich verschlechternder Abscheideleistung mit polymerisierendem Produkt versetzt wurden und in aufwendiger Weise erneuert werden mußten.Finally, the erfindungsgernäße device will be characterized by the following application example. Within a distillation stage, vapor caprolactam leaves the head of a rotary thin-film evaporator in an amount of about 2000 kg / h at a system pressure of about 400 Pa, which corresponds to a volume flow of about 160000m ³ / h. The vapor stream is loaded with about 70kg / h of entrained higher boiling product from the vaporizer, which reduces the separation efficiency of the distillation stage and is to be separated and recycled before the vapor enters the subsequent condensation stage. For this task, countercurrent wire knit demisters proved useless, since they were treated after a short period of operation with increasing pressure loss and deteriorating separation efficiency with polymerizing product and had to be renewed in a complex manner.

Die Anwendung dur erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer prinzipiellen Trennzonenausführung gemäß Fig. 1 und einer Apparategestaltung gemäß Fig.3 führt bei nahezu gleichbleibendem Druckverlust von etwa 13CPa und konstanter hoher Trennleistung zu einer erheblichen Verlängerung der Standzeit und gestattet die einfache Regenerierung und den schnellen Wechsel der Trennzonen im Bedarffall. Der Abscheider selbst beansprucht nur einen Bruchteil des Material- und Platzbedarfes sowie der Herstellungskosten gegenüber Abscheidern mit Gegenstrom-Drahtgewirk-Demistoren und führt zur Erhöhung der Produktqualität und -kapazität der Destillationsstufe. Der Durchmesser der gasführenden Rohrleitung beträgt 800, der der Abscheiderhaub 1600mm. Die Einbauhöhe des Abscheiders von Flansch zu Flansch beträgt lediglich 1700mm. Es sind 4 Trennzonen Kompaktkassetten mit einem Strömungsquerschnitt von (Breite χ Höhe) 750 x 550mm und jeweils 4 in Strömungsrichtung des Gases versetzt angeordneten Füllkörperreihen vorhanden. Als Füllkörper werden 500mm-Metall-Pallringe eingesetzt. Die Trennzonen werden mit einer mittleren Gasgeschwindigkeit von ca. 30m/s, bezogen auf den leer gedachten Querschnitt, durchströmtThe application dur device according to the invention with a principle Trennzonenausführung of FIG. 1 and a device design according to Figure 3 leads at almost constant pressure loss of about 13CPa and constant high separation efficiency to a significant extension of life and allows easy regeneration and rapid change of separation zones in needed. The separator itself takes up only a fraction of the material and space required and the production costs compared to separators with countercurrent wire knit-demisters and leads to increase the product quality and capacity of the distillation stage. The diameter of the gas-carrying pipeline is 800, the separator hood 1600mm. The installation height of the separator from flange to flange is only 1700mm. There are 4 separating zone compact cassettes with a flow cross-section of (width χ height) 750 x 550mm and each 4 arranged in the flow direction of the gas arranged Füllkörperreihen available. As filler 500mm metal pall rings are used. The separation zones are flowed through with an average gas velocity of about 30 m / s, based on the empty imaginary cross-section

Die Gaslastschwankung beträgt ±50%, der mittlere Grenztropfendurchmesser ca. The gas load fluctuation is ± 50%, the average limit drop diameter approx.

Claims

1. A device for droplet separation jus gases on packing, characterized in that exclusively cylindrical and provided with perforated outer and inner walls packing are arranged as parting elements within a spatial packing with rectified and normal to the flow direction of the gas axes.

2. Device according to claim 1, characterized in that Pall rings, preferably in metal design, are arranged as separating elements.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that a Füllkörperschicht is constructed in a direction normal to the flow direction of the gas plane such that it consists of juxtaposed perforated tubes, which in turn are formed from achsgleichen and frontally juxtaposed packing.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the axes of the tubes are preferably arranged offset in the flow direction of the gas.

5. Apparatus according to claim 1 to 3 and optionally claim 4, characterized in that the imaginary in a plane normal to the flow direction of the gas filling element are basically identical, but that are arranged in the flow direction of the gas layers of packing, in terms of their dimensions and / or material version vary.

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the axes of the tubes are preferably aligned vertically.