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Luftgekühlter Kondensator für das Kopfprodukt einer Destillier-oder
Rektifizierkolonne Für die Kondensation des Kopfproduktes einer Destillier- oder
Rektifizierkolonne hat man bereits vorgeschlagen, oberhalb des Kolonnenkopfes einen
in axialer Verlängerung der Kolonne angeordneten Kondensator vorzusehen, der aus
einer an den Kolonnenkopf angeschlossenen und durch die Außenluft gekühlten Rohrschlange
besteht. Die sich oberhalb des obersten Austauschbodens der Destillier- oder Rektifizierkolonne
sammelnden dampfförmigen Bestandteile (Brüden) werden über eine Zuleitung dem oberen
Ende der Rohrschlange zugeführt, während das Kondensat und der in der Rohrschlange
nicht kondensierende Teil des Dampfgemisches - im wesentlichen also das inerte Trägergas
oder sonstige inerte Gas bestandteile - am unteren Ende der Rohrschlange abgezogen
werden. Die Rohrschlange ist somit kondensatorisch an den Kolonnenkopf angeschlossen.
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Dieser bekannte Kolonnenkopfkondensator besitzt den Nachteil, daß
infolge der erheblichen Temperaturunterschiede der Außenluft das für die Kondensation
zur Verfügung stehende Temperaturgefälle starken Schwankungen unterliegt, so daß
die Kühlleistung des Kondensators in starkem Maße von der jeweiligen Lufttemperatur
abhängt. Außerdem wird die Kühlleistung noch durch die Stärke der jeweiligen Luftbewegung
beeinflußt, so daß dieser luftgekühlte Kondensator - insgesamt gesehen - einen derart
geringen Wirkungsgrad aufweist, daß er für eine Verwendung im praktischen Betrieb
nicht in Frage kommt. Die starkeAbhängigkeit der Kühlleistung von der jeweiligen
Temperatur und Bewegung der Außenluft würde zu einer sehr unterschiedlichen Qualität
und Quantität des von dem Kondensator abgeschiedenen Produktes und damit zu technisch
und wirtschaftlich untragbaren Schwankungen der Arbeitsweise der gesamten Rektifizier-
bzw. Destillierkolonne führen.
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Bei einer Rektifizierung oder Destillation von Medien mit verhältnismäßig
hoch liegendem Stockpunkt wäre ein derartiger Kondensator völlig unbrauchbar, da
sich eine Unterschreitung des Stockpunktes, bei welchem diese Medien derart zähflüssig
bzw. steif werden, daß sie unter der Einwirkung der Schwerkraft nicht mehr fließen,
nicht mit Sicherheit vermeiden ließe.
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Aus diesm Grunde haben sich luftgekühlte Kondensatoren für das Kopfprodukt
von Destillier- oder Rektifizierkolonnen in der Praxis nicht durchsetzen können,
sondern man hat insbesondere bei großtechnischen Anlagen mit Wasser oder anderen
Flüssigkeiten (beispielsweise einem Gemisch aus 270/o Diphenyl und 73 ovo Diphenyloxdyd)
gekühlte Kondensatoren vorgezogen, mit denen sich infolge der besseren Regelmöglichkeiten
bessere Wirkungsgrade erzielen ließen. Um eine zu starke Unterkühlung des zu kondensierenden
Mediums zu vermeiden - was ins-
besondere bei leicht stockenden Medien von Wichtigkeit
ist ist es bei wassergekühlten Kondensatoren jedoch vielfach erforderlich, die Kühlflüssigkeit
vorzuwärmen, um eine unwirtschaftliche oder unzulässige Unterkühlung des Kondensats
zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil dieser flüssigkeitsgekühlten Kondensatoren besteht
darin, daß bereits geringfügige Undichtigkeiten der Kühlrohre eine Verunreinigung
des Produktes hervorrufen, so daß die unter höherem Druck stehende Kühlflüssigkeit
- z. B. Wasser - sich mit dem kondensierten Produkt vermengt und unter Umständen
mit diesem chemisch reagiert, wodurch das Produkt unbrauchbar wird. Um diese Gefahr
auszuschließen, sind in der Regel umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen erforderlich,
die beispielsweise darin bestehen, daß der flüssigkeitsgekühlte Kondensator neben
der Kolonne aufgestellt wird. Da eine derartige Rektifizierkolonne aber nur arbeitet,
wenn ein Teil des im Kondensator niedergeschlagenen Produktes über die Austauschböden
der Rektifizierkolonne zurückfließt, sind bei einer solchen Anordnung Pumpen erforderlich,
die einen Teil des Kondensats über besondere Rückflußleitungen auf den obersten
Austauschboden zurückfördern. Bei der üblichen Höhe derartiger Rektifizierkolonnen,
die vielfach 30 bis 50 m beträgt, sind hierzu umfangreiche zusätzliche Einrichtungen
erforderlich, die zu einer Vergrößerung der Anlage- und Betriebskosten führen. Außerdem
muß in diesem Falle das aus dem Kolonnenkopf austretende dampfförmige Produkt gegebenenfalls
mehrfach umgelegt werden, was insbesondere bei mit hohem Vakuum arbeitenden Anlagen
infolge der durch das große spezifische Volumen des Dampfes bedingten großen Strömungsgeschwindigkeiten
zu erheblichen Strömungsverlusten führt.
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Trotz dieser mit der Verwendung von flüssigkeitsgekühlten Kondensatoren
für das Produkt von Rektifizier- bzw. Destillierkolonnen verbundenen Nachteile hat
man diese bislang in Kauf genommen, weil mit luftgekühlten Kondensatoren eine den
wirtschaftlichen und technischen Anforderungen gerecht werdende Arbeitsweise nicht
zu erreichen war.
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Diese Nachteile, die bislang einer Verwendung von luftgekühlten sowie
kondensatorisch geschalteten Kondensatoren für das Kopfprodukt von Destillier-oder
Rektifizierkolonnen entgegenstanden, werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß
der Kolonnenkopf von mindestens einem Mantel von mit stehenden Rippenrohren versehenen
Kondensatorelementen mit seitlichem Abstand umschlossen ist, welche im horizontalen
Schnitt ein vorzugsweise regelmäßiges Polygon bilden und durch mindestens einen
oberhalb des Kolonnenkopfes und in Verlängerung des Polygons vorgesehenen Schraubenlüfter
mit einem in seiner Stärkeund/ oder Richtung regelbaren Kühlluftstrom beaufschlagt
sind. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, unter Gewährleistung einer kompakten,
raumsparenden Bauweise sowie ohne nennenswerte Vergrößerung der Bauhöhe der Kolonne
im Bereich des Kolonnenkopfes einen luftgekühlten Kondensator mit großer Kühlleistung
unterzubringen, dessen Arbeitsweise auch bei erheblich schwankenden Außentemperaturen
so geregelt werden kann, daß eine stets gleichbleibende Qualität des Kopfproduktes
gewährleistet ist.
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Die den Kolonnenkopf ummantelnde, polygonale Anordnung der Kondensatorelemente
bietet zunächst den Vorteil, daß der obere Teil der Kolonne als Traggerüst für die
Kondensatorelemente verwendet werden kann, so daß sich besondere neben der Kolonne
vorgesehene Fundamente oder Gerüste für die Anordnung des Kondensators erübrigen.
Außerdem werden durch eine derartige Anordnung längere Leitungen für die zu kondensierenden
Dämpfe sowie Umlenkungen derselben vermieden, so daß hierdurch bedingte Strömungsverluste
fortfallen.
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Durch die Regelung der Stärke und/oder Richtung des Kühlluftstromes,
die beispielsweise durch Drossel-oder Umlenkvorrichtungen, eine Drehzahl regelung
bzw. Drehrichtungsumkehr der Schraubenlüfter oder aber eine Verstellung der Lüfterflügel
erfolgen kann, läßt sich die Kühlleistung des Kondensators der Kondensationstemperatur
des jeweiligenKopfproduktes entsprechend anpassen, so daß jede unerwünschte oder
unzulässige Unterkühlung des Kondensats, beispiel weise eine Unterschreitung der
Stockpunkt- oder der Festpunkttemperatur bei stockenden Medien, mit Sicherheit vermieden
wird. Auf diese Weise lassen sich ohne weiteres auch größere Schwankungen der Außenlufttemperatur
bzw. der Windgeschwindigkeit ohne Beeinträchtigung der Qualität des Kopfprodnktes
der Kolonne ausgleichen.
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Bei geringeren zu erwartenden Temperaturschwankungen und der Verarbeitung
nicht stockender Medien genügt es in der Regel, wenn der die Kondensatorelemente
beaufschlagende Kühlluftstrom lediglich in seiner Stärke regelbar ist, während er
seine Richtung ständig beibehält. Vorzugsweise wird hierbei eine solche Anordnung
getroffen, daß der oder die Schraubenlüfter durch die Kondensatorelemente bzw. den
zwischen Kondensatorelementen und Kolonnenkopf verbleibenden Zwischenraum hindurch
Kühlluft an--augen und nach oben in die Atmosphäre abblasen.
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In den Fällen, in denen mit besonders niedrigen Außentemperaturen
gerechnet werden muß, sowie bei der Destillation oder Rektifizierung von leicht
stockenden
Medien ist es demgegenüber zweckmäßiger, auch Möglichkeiten zur Richtungsumkehr
des Kühlluftstromes vorzusehen, um bei besonders niedrigen Außentemperaturen eine
Vorwärmung der Kühlluft an der Außenwand des Kolonnenkopfes herbeizuführen, bevor
dieser die Rippenrohre der Kondensatorelemente außenseitig beaufschlagt. Eine andere
Möglichkeit, bei Medien mit verhältnismäßig hoch liegendem Stockpunkt jede unzulässige
Unterkühlung des Kondensats mit Sicherheit auszuschließen, besteht darin, eine Anordnung
zu treffen, die es erlaubt, den Kondensator im Bedarfsfalle ganz oder teilweise
auf Umluftbetrieb umzuschalten.
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Die Anordnung der Kondensatorelemente in der Form von mindestens
einem den Kolonnenkopf mit Abstand umschließenden Mantel bietet ferner den Vorteil,
daß je nach der Richtung des Kühlluftstromes der Kolonnenkopf eine mehr oder weniger
intensive Kühlung erfährt, so daß im Höhenbereich der Kondensatorelemente eine Vorkondensation
der schwerersiedenden Komponente des Kopfproduktes erfolgt, was zu einer Entlastung
des Kondensators führt und die Erzeugung eines sehr reinen Kondensats ermöglicht.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kondensators
besteht darin, daß die Anordnung der Kondensatorelemente in Form eines oder mehrerer
den Kolonnenkopf umschließender Mäntel auf sehr kleinem Raum die Unterbringung großer
wärmetauschender Oberflächen ermöglicht, so daß es keine Schwierigkeiten bereitet,
auch die bei Rektifizier- oder Detillierkolonnen großer Durchsatzleistung anfallenden
Brüdenmengen vollständig zu kondensieren. Die Anordnung der Kondensatorelemente
im Bereich des Kolonnenkopfes hat ferner die vorteilhafte Wirkung, daß zusätzlich
zu dem durch den oder die Schraubenlüfter erzeugten Kühlluftstrom auch die im Bereich
des Kolonnenkopfes vorhandene natürliche Luftbewegung zur Kühlung der Kondensatorrohre
ausgenutzt wird.
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Die Seitenzahl des durch die Kondensatorelemente gebildeten Polygons
kann unterschiedlich sein und richtet sich nach der Anzahl der jeweils benötigten
Kondensatorelemente, d. h. der erforderlichen Kühlleistung des Kondensators. So
können beispielsweise bei größeren Kühlleistungen die Kondensatorelemente im Querschnitt
ein vorzugsweise regelmäßiges Acht-oder Zehneck bilden, während bei geringeren Leistungen
oder aber mehreren ineinander angeordneten Kondensatormänteln Polygone mit geringerer
Seitenzahl vorzuziehen sind. Die polygonale Rundbaukonstruktion führt ferner zu
einer in sich sehr stabilen Konstruktion, die infolge ihrer vorteilhaften Anpassung
an die Querschnittsform des Kolonnenkopfes sich mit diesem unter Anwendung vergleichsweise
einfacher und leichter Konstruktionselemente in solcher Weise verbinden läßt, daß
sie stärksten Beanspruchungen-wie sie beispielsweise bei orkanartigen Stürmen auftreten
- gewachsen ist.
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Gegenüber den bekannten Kondensatoren mit Flüssigkeitskühlung weist
der erfindungsgemäß vorgeschlagene luftgekühlte Kondensator den Vorteil auf, daß
eine Verunreinigung des Kopfproduktes durch das Kühlmedium für den Fall etwaiger
Undichtigkeiten im Kühler bzw. die Gefahr von unter Umständen gefährlichen chemischen
Reaktionen zwischen Kopfprodukt und Kühlmittel vermieden wird, da durch etwaige
undichte Stellen eindringende Kühlluft unmittelbar zusammen mit dem inerten Trägergas
bzw. etwaigen sonstigen inerten Gasbestandteilen abgesaugt würde. Außerdem erübrigt
sich bei einem
luftgekühlten Kondensator das bei einem im Bereich
des Kolonnenkopfes angeordneten Flüssigkeitskühler erforderliche Heraufpumpen des
Kühlmediums auf den Kolonnenkopf sowie die hierzu erforderlichen Leitungen und Pumpen,
was zu einer beträchtlichen Verringerung der Anlage- und Betriebskosten führt.
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Schließlich sind bei einem luftgekühlten Kondensator keinerlei Maßnahmen
erforderlich, um das Kühlmedium wie bei Flüssigkeitskühlern gegen die Gefahr eines
Einfrierens bei extrem niedrigen Außentemperaturen zu schützen. Durch die Anordnung
der Kondensatorelemente in Form eines den Kolonnenkopf umschließenden Mantels ergibt
sich ferner der Vorteil, daß die Gefahr einer unzulässigen Unterkühlung des Kondensats
bei besonders niedrigen Außentemperaturen durch den von der Kolonne erzeugten Warmluftschleier
vermindert wird.
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Insgesamt gesehen zeichnet sich der erfindungsgemäß vorgeschlagene
Kondensator gegenüber den vorbekannten Bauarten durch eine wesentlich bessere Regelbarkeit
sowie einen erheblich höheren Wirkungsgrad aus, während die Anlage- und Betriebskosten
wesentlich niedriger und die Betriebssicherheit erheblich größer sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Kondensatorelemente
jedes Mantels untereinander gleich ausgebildet und in etwa vertikalen Ebenen angeordnet.
Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der wärmetauschenden Oberflächen
über den Umfang des Kolonnenkopfes, so daß unabhängig von der jeweiligen Windrichtung
die natürliche Luftbewegung in gleichem Maße für die zusätzliche Kühlung der Kondensatorrohre
ausgenutzt werden kann.
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Durch die Anordnung der Kondensatorelemente in etwa vertikalen Ebenen
erreicht man gegenüber einer geneigten Anordnung eine bessere Ausnutzung des Gesamtquerschnittes
der Rippenrohre für den Kondensationsprozeß. Außerdem paßt sich eine derartige vertikale
Anordnung der Kondensatorelemente besser der in den meisten Fällen zylindrischen
Ausbildung des Kolonnenkopfes an.
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In der Regel empfiehlt es sich, die oberen Endkammern der Kondensatorelemente
an eine als Verteilerleitung ausgebildete gemeinsame Ringleitung anzuschließen,
die über vorzugsweise mehrere in etwa gleichmäßigen Abständen über ihren Umfang
verteilt angeordnete Anschluß stutzen mit dem Kolonnenkopf verbunden ist. Die Anschlußstutzen
werden zweckmäßig unabhängig voneinander zu betätigenden Regelorganen ausgerüstet,
so daß die Brüdenverteilung auf die einzelnen in Umfangsrichtung des Kondensators
nebeneinander angeordneten Kondensatorelemente in der jeweils gewünschten Weise
geregelt werden kann. Eine unterschiedliche Brüdenbeaufschlagung der Kondensatorelemente
kann beispielsweise bei einer besonders intensiven natürlichen Luftbeaufschlagung
der Kondensatorelemente auf einer Umfangshälfte des Kolonnenkopfes zweckmäßig sein.
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Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich dadurch, daß die
Kondensatorelemente an der oberen Ringleitung in hängender Anordnung befestigt werden,
während die Anschlußstutzen als Tragelemente für die obere Ringleitung und die an
dieser befestigten Kondensatorelemente ausgebildet sind.
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Die unteren Endkammern der Kondensatorelemente werden zweckmäßig
gleichfalls an eine gemeinsame Ringleitung angeschlossen, welche mit einer Absaugevorrichtung
verbunden sowie wahlweise an eine zum Kolonnenkopf führende Rücklaufleitung bzw.
eine Abflußleitung für das Fertigprodukt anschließbar ist.
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In den Fällen, in denen es auf die Erzielung besonders großer Durchsatzleistungen
ankommt, empfiehlt es sich, zwei oder mehr einander sowie den Kolonnenkopf mit radialem
Abstand umschließende Kondensatormäntel vorzusehen, welche im horizontalen Schnitt
geometrisch ähnliche Polygone bilden.
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Zwischen den einander umschließenden Kondensatormänteln werden dabei
zweckmäßig Vorrichtungen zur Befeuchtung der Kühlluft vorgesehen, um die Temperatur
der Kühlluft - nachdem sie durch den ersten Kondensatormantel hindurchgeströmt ist
- auf ihre Feuchttemperatur abzusenken. Hierdurch erreicht man, daß die den nächstfolgenden
Kondensatormantel beaufschlagende Kühlluft etwa die gleiche Temperatur aufweist
wie die den ersten Kondensatormantel durchströmende, aus der Atmosphäre angesaugte
Luft. Die Luftbefeuchtigungsvorrichtungen bestehen zweckmäßig aus in etwa regelmäßigen
Abständen über den Strömungsquerschnitt der Kühlluft verteilt angeordneten, dem
Luftstrom entgegengerichteten Sprühdüsen.
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Während die unteren Endkammern der Kondensatorelemente durch eine
Abkleidung mit der Außenwand des Kolonnenkopfes luftdicht verbunden werden, empfiehlt
es sich, die oberen Endkammern der Kondensatorelemente durch eine die Stirnseite
des Kolonnenkopfes mit Abstand umschließende Abkleidung zu verbinden, welche mit
oeffnungen für die Anordnung der Schraubenlüfter versehen ist. Eine besonders zweckmäßige
Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß die obere Abkleidung als etwa prismatische
Haube ausgebildet ist, deren in der oberen, etwa horizontalen Stirnfläche vorgesehene
Lüfteröffnungen von als Ansaugstutzen, Lüftergehäuse bzw. Diffusor dienenden Ummantelungen
umschlossen sind. Um die Stärke und/oder Richtung des Kühlluftstromes in der jeweils
gewünschten Weise ändern zu können, werden vorzugsweise in ihrer Drehzahl regelbare
und/oder in ihrer Drehrichtung umkehrbare Schraubenlüfter vorgesehen. An Stelle
mehrerer über die Stirnfläche der oberen Abkleidung verteilt angeordneter Schraubenlüfter
kann - was in manchen Fällen zweckmäßiger ist - auch nur ein koaxial zum Kolonnenkopf
angeordneter Schraubenlüfter großer Leistung vorgesehen werden, der in seiner Drehzahl
- vorzugsweise stufenlos - regelbar ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Kondensator in der Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach
der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2 in kleinerem Maßstab,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2 in kleinerem Maßstab.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen den Kopf 1 einer Rektifizierkolonne, die
einen Durchmesser von beispielsweise 3 bis 5 m und eine Höhe von z. B. 20 bis 50
m besitzen kann. Von den innerhalb der Kolonne übereinander angeordneten, in üblicher
Weise ausgebildeten Austauschböden 2 ist nur in Fig. 4 einer angedeutet.
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Oberhalb des in der Zeichnung nicht dargestellten obersten Austauschbodens
ist der Kolonnenkopf 1 mit mehreren in vorzugsweise regelmäßigen Abständen über
seinen Umfang verteilt angeordneten, seitlich vorragenden Anschlußstutzen 3 versehen,
die mit unabhängig voneinander zu betätigenden Regel- und Absperrorganen 4 ausgerüstet
sind. Die Anschlußstutzen 3 tragen eine als Verteilerleitung ausgebildete obere
Ringleitung5, welche in der Draufsicht (vgl.
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Fig. 3) ein regelmäßiges Polygon, nämlich ein gleichseitiges Sechseck,
bildet. An die Ringleitung 5 sind
über eine der Seitenzahl des Polygons
entsprechende Anzahl von Abzweigstutzen 6 die oberen Endkammern 7 von Kondensatorelementen
8, 8a angeschlossen, welche zwei den Kolonnenkopf mit unterschiedlichem Abstand
umschließende Kondensatormäntel bilden.
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Die Kondensatormäntel besitzen ebenso wie die obere Ringleitung 5
die Form regelmäßiger Polygone - bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
gleichzeitiger Sechsecke -, die untereinander geometrisch ähnlich und koaxial zur
Längsachse des Kolonnenkopfes 1 angeordnet sind. Der Abstand zwischein dem inneren
und äußeren Kondensatormantel ist hierbei etwa dreimal so groß wie der Abstand zwischen
dem inneren Kondensatormantel und dem Umfang des Kolonnenkopfes 1.
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Die unteren Endkammern 9 der Kondensatorelemente 8, 8a sind über
in ihrem Querschnitt wesentlich kleiner als die Abzweigstutzen 6 bemessene Verbindungsleitungen
10, 10a an eine gemeinsame untere Ringleitung 11 angeschlossen, die mit einer in
der Zeichnung nicht dargestellten Absaugevorrichtung für das inerte Trägergas sowie
sonstige inerte Gasbestandteile verbunden ist und die außerdem wahlweise an eine
aus der Zeichnung gleichfalls nicht ersichtliche, zum Kolonnenkopf 1 führende Rücklaufleitung
bzw. eine Abflußleitung für das Fertigprodukt angeschlossen werden kann.
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Die Anschlußstutzen 3 für die obere Ringleitung 5 sind gleichzeitig
als Tragelemente ausgebildet, so daß die in hängender Anordnung an der oberen Ringleitung
5 befestigten Kondensatorelemente 8, 8a von den Anschlußstutzen 3 getragen werden.
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Unterhalb der unteren Endkammern 9 und der unteren Ringleitung 11
ist eine etwa horizontale Plattform 12 vorgesehen, deren bis an den Umfang des Kolonnenkopfes
1 heranreichender Innenrand in Konsolen 13 gelagert ist. Außerdem ist die Plattform
12 durch schräge Verstrebungen 14, die in am Kolonnenkopf 1 vorgesehenen Konsolen
15 befestigt sind, in ihrer Lage gehalten. Die Plattform 12 besitzt bei dem in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel in der Draufsicht eine der Anordnung
der Kondensatorelemente 8, 8a entsprechende polygonale Ausbildung und ragt allseitig
über den Umfang des durch die Kondensatorelemente 8 gebildeten äußeren Kondensatormantel
hinaus. In diesem äußeren Bereich ist die Plattform 12 als begehbare Arbeitsbühne
ausgebildet und mit einem Schutzgitter 16 versehen.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Kondensatorelemente 8, 8a zusätzlich zu ihrer Aufhängung an der oberen Ringleitung
5 durch etwa T-förmige Tragelemente 17 gegen die Plattform 12 abgestützt.
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Die Plattform 12 trägt ferner einen der Form und den Abmessungen
des inneren Kondensatormantels entsprechend geformten prismatischen Blechmantel
18, der im horizontalen Schnitt - wie Fig. 3 erkennen läßt - ebenso wie die Kondensatormäntel
die Form eines regelmäßigen Polygons besitzt. Der polygonale Mantel 18 ist im Bereich
der Kondensatorelemente 8a des inneren Kondensatormantels mit deren Flächengröße
entsprechend bemessenen t5ffnungen versehen, die durch die vor diesen Öffnungen
angeordneten Kondensatorelemente 8a abgekleidet sind. Die obere Stirnseite des polygonalen
Blechmantels 18 ist durch eine etwa horizontale Blechplatte 19 verschlossen, die
bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel mit vier symmetrisch
angeordneten Öffnungen 20 für die Anordnung von Schraubenlüftern 21 versehen ist.
Der obere Teil des Mantels 18 und der
Stirnfläche 19 bildet somit eine etwa prismatische
Haube, die die Stirnseite 1 a des Kolonnenkopfes 1 mit Abstand umschließt. Die Stirnfläche
19 dieser Abkleidung ist - wie aus Fig. 2 ersichtlich - durch eine koaxial zur Längachse
des Kolonnenkopfes 1 angeordnete Tragkonsole 22 gegen die Stirnseite la des Kolonnenkopfes
abgestützt.
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Die Öffnungen 20 der oberen Stirufläche 19 der Kondensatorabkleidung
sind von Ummantelungen 23 umschlossen, die als Lüftergehäuse dienen und außerdem
kurze Ansaugstutzen bzw. Diffusoren bilden.
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Die Schraubenlüfter 21 sind durch in ihrer Drehzahl regelbare Motore
24 mit gleichbleibender Drehrichtung angetrieben, so daß sie durch den Doppelmantel
der Kondensatorelemente 8, 8 a hindurch Külluft in Richtung x in den Zwischenraum
zwischen dem inneren Kondensatormantel und dem Umfang des Kolonnenkopfes 1 ansaugen
und in Richtung, nach oben in die Atmosphäre abblasen. Die Schraubenlüfter 21 sind
hierbei im äußeren Bereich der oberen Stirnfläche 19 der Kondensatorabkleidung angeordnet,
so daß sie bei relativ geringen Strömungsverlusten eine gleichmäßige Kühlluftbeaufschlagung
sämtlicher über den Umfang des Kolonnenkopfes 1 verteilt angeordneter Kondensatorelemente
8, 8a gewährleisten.
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Da die aus der Stirnfläche 19 und dem polygonalen Mantel 18 bestehende
Abkleidung bis auf die für die Anordnung der Kondensatorelemente 8a und die Schraubenlüfter
21 vorgesehenen Öffnungen vollkommen geschlossen ausgebildet ist und ehenfalls die
Plattform 12 zumindest in dem innerhalb des polygonalen Mantels 18 liegenden Bereich
eine geschlossene Ausbildung besitzt sowie mit dem Außenumfang des Kolonnenkopfes
1 luftdicht verbunden ist, wird lediglich durch die Kondensatorelemente 8, 8a hindurch
Kühlluft aus der Atmosphäre angesaugt.
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Die Kondensatorelemente 8, 8a bestehen in bekannter Weise aus Endkammern
7 bzw. 9, die durch eine größere Anzahl von parallel und im Abstand zueinander angeordneten
Rippenrohren verbunden sind. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzen die Kondensatorelemente 8, 8a in Strömungsrichtung x der Kühlluft nur eine
Reihe von Rippenrohren. Es können jedoch auch Kondensatorelemente mit zwei oder
gegebenenfalls mehr in Strömungsrichtung x der Kühlluft hintereinander angeordneten
Rohrreihen Verwendung finden.
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Zwischen dem inneren und äußeren Mantel der Kondensatorelemente 8,
8a ist-wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich - eine Luftbefeuchtungsvorrichtung vorgesehen,
die aus mehreren in etwa gleichmäßigen Abständen über den Strömungsquerschnitt der
Kühlluft verteilt angeordneten Sprühdüsen 25 besteht. Die Sprühdüsen 25 sind der
Strömungsrichtung x der Kühlluft entgegengerichtet und bewirken zwischen dem inneren
und äußeren Kondensatormantel eine Verringerung der Kühllufttemperatur auf ihre
jeweilige Feuchttemperatur. Den Sprühdüsen 25 wird über in der Zeichnung nicht dargestellte,
mit Regelorganen versehene Zuführungsleitungen Sprühflüssigkeit - vorzugsweise Wasser
- zugeführt.
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Die Stirnfläche 19 der Kondensatorabkleidung ist ebenso wie der äußere
Teil der Plattform 12 als begehbare Arbeitsbühne ausgebildet und hierzu mit einem
Schutzgitter 26 versehen.
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An Stelle von vier etwa symmetrisch zur Längsachse des Kolonnenkopfes
1 vorgesehenen Schraubenlüftern 21 kann im Bedarfsfalle auch eine größere oder kleinere
Anzahl von Schraubenlüftern vorgesehen werden. Sofern nur ein einziger in seiner
Leistung
entsprechend größer bemessener Schraubenlüfter vorgesehen wird, muß der Abstand
zwischen der oberen Stirnfläche 19 der Abkleidung und der Stirnseite 1 a des Kolonnenkopfes
1 entsprechend größer bemessen werden. In diesem Falle kann der Lüfter durch einen
beispielsweise auf der Stirnseitela des Kolonnenkopfes regelbaren Motor über ein
geeignetes Getriebe angetrieben werden.
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Die sich oberhalb des obersten Austauschbodens des Kolonnenkopfes
1 sammelnden Brüden werden über die Anschlußstutzen 3, die obere Ringleitung 5,
die Abzweigstutzen 6 und die oberen Endkammern 7 den Kondensatorelementen 8, 8 a
zugeführt, wo sie durch außenseitige Luftbeaufschlagung der Kondensatorrohre kondensiert
werden. Das Kondensat fließt über die unteren Endkammern 9 und die Verbindungsleitungen
10, 10 a zur unteren Ringleitung 11, von wo es entweder zum Kolonnenkopf 1 zurückgeführt
oder als Fertigprodukt abgezogen werden kann. Hierbei kann sowohl unter Vakuum als
auch unter höherem als atmosphärischem Druck gearbeitet werden.
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PATENTANSPROCHE: 1. Luftgekühlter Kondensator für das Kopfprodukt
einer Destillier- oder Rektifizierkolonne mit an den Kolonnenkopf kondensatorisch
angeschlossenen Kondensatorrohren, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolonnenkopf
(1) von mindestens einem Mantel von mit stehenden Rippenrohren versehenen Kondensatorelementen
(z. B. 8) mit seitlichem Abstand umschlossen ist, welche im horizontalen Schnitt
ein regelmäßiges Polygon bilden und durch mindestens einen oberhalb des Kolonnenkopfes
(1) und in Verlängerung des Polygons vorgesehenen Schraubenlüfter (21) mit einem
in seiner Stärke und/oder Richtung regelbaren Kühlluftstrom beaufschlagt sind.