DE1117543B - Stoffaustauschkolonne - Google Patents

Description

kl. 12 a 5

INTERNAT. EL. B Ol

S 64453 IVc/12a

ANMELDETAG: 14. AUGUST 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 23. NOVEMBER 1961

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoffaustauschkolonne mit senkrechten Kanälen, in denen Flüssigkeit und gas- oder dampfförmige Mittel im Gegenstrom zueinander geführt sind.

In einer derartigen Stoffaustauschkolonne kann z. B. eine Destillation oder Rektifikation oder aber Extraktion (Absorption) etwa einer Komponente aus einem gasförmigen Gemisch mittels einer fremden, in Stoffaustausch mit dem Gemisch stehenden, im Gegenstrom zu ihm in den Kanälen der Austauschkolonne geleiteten Abtrennflüssigkeit (Extraktionsoder Absorptionsflüssigkeit) oder aber eine Abtrennung isotoper Elemente aus einem Stoff auf Grund einer chemischen Austauschreaktion vorgenommen werden, z. B. die Trennung von Deuterium und Wasserstoff. Die Trennung von mit verschiedenen Isotopen gebildeten Molekülen, beispielsweise von schwerem und leichtem Wasser, läßt sich selbstverständlich ebenfalls in einer derartigen Austauschkolonne durchführen.

Bekanntlich wird z. B. in einer Rektifizierkolonne, die als gekoppelte Verstärkungs- und Abtriebskolonne ausgebildet ist, das zu trennende Stoffgemisch gemäß seiner Konzentration an der leichter flüchtigen Komponente an einer Stelle mit entsprechender Konzentration des im Stoffaustausch befindlichen Gemisches eingeführt. Bei einer Austauschkolonne mit einer unter Umständen großen Anzahl von Austauschkanälen ist die bisher übliche Einleitung des Gemisches in die einzelnen Kanäle durch Leitungen von außen, die vakuumdicht an die Kanäle angeschlossen sein müssen, schwierig durchzuführen. Bei einer Anordnung von vielen Kanälen in konzentrischen Kreisen sind die inneren Kanäle des Bündels zur Einleitung des Gemisches von außen nicht mehr zugänglich. Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß zur Einleitung des dampfförmigen Stoffgemisches in der Kolonne ein Verteilbehälter angeordnet ist, in dem Rohre enden, die in die Stoffaustauschkanäle bis zu der Stelle hineinragen, an der die Konzentration der leichter flüchtigen Komponente des zu trennenden Stoffgemisches der Konzentration des im Stoffaustauschkanal befindlichen Gemisches entspricht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand des in der Zeichnung dargestellten und im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels.

Die Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung eines Stoffaustauschkanals einer Rektifiziervorrichtung, wie sie in einer Rektifizierkolonne, welche in der Fig. 2 dargestellt ist und die beispielsweise zur Trennung von schwerem und leichtem Wasser dient, verwendet Stoffaustauschkolonne

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,
Winterthur (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm, Drosselstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Juli 1959

Martin Fröhlich, Räterschen, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

werden. Der mit Füllkörpern 2 ausgefüllte Stoffaustauschkanal 1 in Fig. 1 ist nur so weit, wie zur Verdeutlichung der Erfindung erforderlich ist, dargestellt. In sein unteres Ende ist aus einem sich im unteren Teil der Kolonne befindlichen Verteilbehälter 3 ein Rohr 4 zur Einleitung des zu trennenden dampfförmigen Stoffgemisches bis zu einer vorher bestimmten Höhe eingeführt. In das untere Ende des Rohres ist eine zur Dosierung dienende Kapillare 5 eingebracht.

Weiterhin ist aus der Zeichnung zur Abführung der schwerer flüchtigen Komponente des Gemisches ein Organ 6 ersichtlich. Das Verfahren nach der Erfindung zur Einleitung eines zu trennenden Stoffgemisches wird im folgenden an Hand der in der Fig. 2 dargestellten Rektifizierkolonne beschrieben. Die Rektifizierkolonne besteht hierbei aus einem Bodenraum 10, einem Verdampfungsraum U, einem Raum 12, in welchem in den Stoffaustauschkanälen 1 —von denen in der Figur nur zwei dargestellt sind — in bekannter Weise ein Stoffaustausch zwischen der flüssigen und dampfförmigen Phase des Stoffgemisches stattfindet, und einem oberen Raum 13, aus welchem die leichter flüchtige Komponente des Gemisches entnommen werden kann.

Nach der Erfindung wird das zu trennende flüssige Stoffgemisch in einer Leitung 14 durch den Verdampfungsraum 11 gepumpt, wo es durch Wärmeaustausch, beispielsweise mit durch den Verdampfungsraum strömendem Heizdampf, verdampft. Sodann strömt das nunmehr dampfförmige Gemisch in den Verteilbehälter 3, von wo es durch Kapillaren in die

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Rohre 4 nach oben strömt. Am oberen Ende der Rohre strömt das Gemisch ins Innere der Kanäle 1 und tritt hier in Stoffaustausch mit der vom Kopf der Kolonne entgegenströmenden flüssigen Phase des Stoffgemisches. Die Rücklaufmenge kondensiert hierbei in einem zylindrisch um die Kanäle angeordneten Rücklaufkondensator 15, der von einem Kühler 16 — beispielsweise Wasserkühler bei Trennung von schwerem und leichtem Wasser — umgeben ist. Zur Abführung der leichter flüchtigen Komponente des Gemisches sind an den unteren Teil der Kanäle Rückschlagorgane angeschlossen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:
   1. Stoffaustauschkolonne mit senkrechten Kanälen, in denen Flüssigkeit und gas- oder dampfförmige Mittel im Gegenstrom zueinander geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einleitung des dampfförmigen Stoffgemisches in der Kolonne (12) ein Verteilbehälter (3) angeordnet ist, in dem Rohre (4) enden, die in die Stoffaustauschkanäle (1) bis zu der Stelle hineinragen, an der die Konzentration der leichter flüchtigen Komponente des zu trennenden Stoffgemisches der Konzentration des im Stoffaustauschkanal (1) befindlichen Gemisches entspricht.

   2. Stoffaustauschkolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den unteren Enden der Rohre (4) Kapillarrohre (5) angebracht sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 056 588.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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