DE10352294A1

DE10352294A1 - Kolonne

Info

Publication number: DE10352294A1
Application number: DE2003152294
Authority: DE
Inventors: Egon Zich; Helmut Jansen; Thomas Rietfort; Björn KAIBEL
Original assignee: Julius Montz GmbH
Current assignee: Julius Montz GmbH
Priority date: 2003-11-08
Filing date: 2003-11-08
Publication date: 2005-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolonne zum Durchführen thermischer Trennungen und/oder chemischer Reaktionen mit Schichten von Füllkörpern oder Packungen, in denen Reaktionen ablaufen, und mit Zwischenräumen zwischen den Füllkörper- oder Packungsschichten, in denen die Flüssigkeit durch einen Flüssigkeitssammler gesammelt und danach einem Flüssigkeitsverteiler zugeführt wird. In der Verbindungsleitung zwischen dem Flüssigkeitssammler und dem Flüssigkeitsverteiler ist eine Mischeinheit angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolonne zum Durchführen thermischer Trennungen und/oder chemischer Reaktionen mit Schichten von Füllkörpern oder Packungen, in denen Reaktionen ablaufen, und mit Zwischenräumen zwischen den Packungsschichten, in denen die Flüssigkeit durch einen Flüssigkeitssammler gesammelt und danach einem Flüssigkeitsverteiler zugeführt wird.
In Füllkörper- und Packungskolonnen hängt die Trennwirksamkeit von einer möglichst gleichmäßigen Verteilung von Gas und Flüssigkeit ab. Ungleichverteilung führen zu Einbußen in der Trennwirksamkeit. In den bekannten Trenneinbauten von Kolonnen in der Bauform von strukturierten Packungen und regellosen Füllkörpern ist es unvermeidlich, dass sich Ungleichverteilungen der Flüssigkeit im Kolonnenquerschnitt über die Kolonnenhöhe einstellen. Man ist daher bei bekannten Kolonnen gezwungen, die Flüssigkeit nach Kolonnenbauhöhen von etwa 2 bis 10 m zu sammeln und anschließend wieder möglichst gleichmäßig auf den Kolonnenquerschnitt zu verteilen. Hierbei stellt sich aber heraus, dass die Flüssigkeit in einem nicht ausreichend durchmischten Zustand auf die nächste Packung aufgegeben wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Sammlung und Wiederverteilung der Flüssigkeit auf einfache technische Art und Weise den Durchmischungsgrad der Flüssigkeit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die in dem Sammler gefangene Flüssigkeit vor ihrer Wiederverteilung über eine Mischvorrichtung geleitet wird, die eine möglichst vollkommene Vergleichmäßigung der Flüssigkeitszusammensetzung bewirkt.
Wie sich durch Modellrechnungen nachweisen lässt, wird hierdurch die Trennwirksamkeit der Kolonne deutlich verbessert. Der Grund ist darin zu sehen, dass die Flüssigkeitszusammensetzung in bestimmten Bereichen des Kolonnenquerschnitts aufgrund der Maldistribution der Flüssigkeit verschieden große Konzentrationen annimmt. Ungünstig für die Trennwirksamkeit der Kolonne ist es, wenn Flüssigkeitsteile aus einem oberhalb eines Sammlers gelegenen Packungsbereich an einem bestimmten Ort des Kolonnenquerschnittes z. B. einen höheren Hochsiederanteil aufweisen und diese Flüssigkeitsteile wieder direkt auf den unter dem Flüssigkeitswiederverteiler liegenden Packungsbereich aufgegeben werden. Hierdurch wird die Fehlverteilung der Konzentration trotz mengenmäßiger Wiederverteilung nicht aufgehoben.
Wesentlich günstiger ist es, die Konzentrationsfehlverteilung vor der Wiederaufgabe der Flüssigkeit aufzuheben, indem die Flüssigkeit zwischen dem Sammler und Wiederverteiler möglichst gleichmäßig vermischt wird. Es wird damit ein möglichst vollkommener Ausgleich von Konzentrationsgradienten in der Flüssigkeit bewirkt.
Es wurde gefunden, dass dies sich konstruktiv dadurch besonders günstig lösen lässt, indem eine oder mehrere statische Mischeinheiten in dem Verbindungsrohr zwischen dem Sammler und Wiederverteiler eingebaut werden. Diese gleichen den Konzentrationsgradienten in der Flüssigkeit aus und ermöglichen eine hohe Trennwirksamkeit der Kolonne. Beispiele für solche statischen Mischelemente sind in vielfältiger Form auf dem Markt erhältlich, wie z. B. der Typ SMV der Fa. Sulzer AG, Winterthur (Schweiz).
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Mischeinheit ein Gehäuse mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass aufweist und, dass im Inneren des Gehäuses zum Vermischen der Flüssigkeit Ablenkteile angeordnet sind.
Hierbei kann die Mischeinheit ein Gehäuse mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass aufweisen und im Inneren des Gehäuses zum Vermischen der Flüssigkeit Ablenkteile angeordnet sein.
Auch wird vorgeschlagen, dass in dem Verbindungsrohr zwischen dem Sammler unterhalb der oberen Füllkörper oder Packungsschicht und dem Wiederverteiler oberhalb der darunter befindlichen Füllkörper oder Packungsschicht die Mischeinheit angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Verbindungsrohr zwei oder mehr Mischeinheiten angeordnet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen senkrechten Schnitt durch einen Bereicht der Kolonne;
2 eine Perspektive eines Ausschnitts aus einem Lamellenmischelement.
Eine Kolonne zum Durchführen thermischer und/oder chemischer Reaktionen weist einen senkrechten Behälter 1 mit zylindrischer Außenwand auf, in dem Schichten von Packungen 2 befestigt sind. Zwischen den Schichten bestehen Abstände, wobei in dem Abstand 3 unterhalb der oberen Packungsschicht 2 ein Flüssigkeitssammler 4 befestigt ist, an dem ein Verbindungsrohr 5 angeschlossen ist, das die Flüssigkeit einem Flüssigkeitsverteiler 6 zuführt, der oberhalb der unteren Packungsschicht angeordnet ist und auf diese die Flüssigkeit verteilt.
Zwischen dem Flüssigkeitssammler 4 und dem Flüssigkeitsverteiler 6 ist im Rohr 5 mindestens eine Mischeinheit 7 geschaltet bzw. angeschlossen, die die ankommende Flüssigkeit gründlich durchmischt, ehe sie zum Flüssigkeitsverteiler 6 gelangt. Die Mischeinheit 7 kann ein Außengehäuse mit einem oberen Einlass und einem unteren Auslass besitzen. Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Mischeinheit 7 direkt im Rohr 5 angeordnet.
Die Mischeinheit besitzt Ablenkteile 8, wie Bleche, Lamellen, Packungen und/oder Metallgewebe, die auf Grund des Durchflusses der Flüssigkeit für ein statisches Durchmischen sorgen.

Claims

Kolonne zum Durchführen thermischer Trennungen und/oder chemischer Reaktionen mit Schichten (2) von Packungen, in denen Reaktionen ablaufen, und mit Zwischenräumen (3) zwischen den Füllkörper- oder Packungsschichten, in denen die Flüssigkeit durch einen Flüssigkeitssammler (4) gesammelt und danach einem Flüssigkeitsverteiler (6) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , dass in der Verbindungsleitung (5) zwischen dem Flüssigkeitssammler (2) und dem Flüssigkeitsverteiler (6) eine Mischeinheit (7) angeordnet ist.
Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheit (7) Ablenkteile (8) aufweist, die von Strömungskörpern wie Ablenkblechen und/oder von Lamellen und/oder von Metallgeweben gebildet sind.
Kolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheit (7) ein Gehäuse mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass aufweist und, dass im Inneren des Gehäuses zum Vermischen der Flüssigkeit Ablenkteile (8) angeordnet sind.
Kolonne nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verbindungsrohr (5) zwischen dem Sammler (4) unterhalb der oberen Füllkörper- oder Packungsschicht (2) und dem Wiederverteiler (6) oberhalb der darunter befindlichen Füllkörper- oder Packungsschicht die Mischeinheit (7) angeordnet ist.
Kolonne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verbindungsrohr (5) zwei oder mehr Mischeinheiten (7) angeordnet sind.