DE2063937A1

DE2063937A1 - Siebbodenkolonne

Info

Publication number: DE2063937A1
Application number: DE19702063937
Authority: DE
Inventors: H Stage
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1970-12-28
Publication date: 1972-07-20
Also published as: US3792843A; DE2063937B2

Description

Dr. Hermann Stage, 5 Köln 60« -Emdener Straße 10 Siebbodenkolonne·

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebbodenkolonne.

Bei Siebbodenkolonnen ist es bereits bekannt, über den Siebboden Rohre zum Zweck des Wärmetausches zu montieren. Durch diese Rohre wird ge nach den vorliegenden Verhältnissen ein die auf dem Siebboden befindliche Flüssigkeit kühlendes oder aufheizendes Medium, vorzugsweise eine Flüssigkeit, transportiert. Kühlmittel werden zum Beispiel dann verwendet, wenn bei der Reaktion oder Absorption der auf dem Siebboden befindlichen Flüssigkeit eine positive Wärmetönung auftritt, die eine Abfuhr der dabei entstehenden Wärmemengen erforderlich macht. Entsprechend ist die Zuführung eines die auf dem Siebboden befindliche Flüssigkeit aufheizenden Mediums dann erforderlich, wenn für die Reaktion oder Absorption eine Wärmezufuhr erforderlich ist. Eine positive Wärmetönung, die eine Kühlung der auf dem Siebboden befindlichen Flüssigkeit erfordert, ergibt sich beispielsweise bei der Formaldehydabsorption in Wasser im Rahmen der Formaldehydsynthese aus Methanol·

Bei den bekannten Siebbodenkolonnen dieser Art tauchen die Wärmetauscherrohre ganz oder teilweise in die auf dem Siebboden befindliche Flüssigkeit ein. Die durch den Siebboden eintretende gasförmige Phase bewirkt, daß die auf dem Siebboden befindliche Flüssigkeit in einer lebhaften Strömung die Wärmetauscherrohre anströmt, so daß sich ein wirkungsvoller Wärmetausch ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Siebbodenkolonne zu schaffen, bei der unter Beibehaltung eines wirkungsvollen Wärmetausches der Druckabfall der Gasphase wesentlich geringer ist als bei den bekannten Siebbodenkolonnen.

209830/0828

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anteil der mit Löchern versehenen Flächen des Siebbodens zumindest in einem Teil des Bereiches, der von den Wärmetauscherrohren überdeckt ist, geringer ist als in den nicht von Wärmetauscherrohren überdeckten Bereichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind im Bereich der Projektion der Wärmetauscherrohre in dem Siebboden keine Löcher angeordnet.

Falls die Löcher des Siebbodens in Reihen angeordnet sind, sollte vorteilhafterweise die zwischen den beiden innersten Lochreihen unterhalb der Rohre befindliche Bodenfläche mindestens 50$ und höchstens 120$ der auf den Boden projizierten Rohrfläche betragen; vorzugsweise aollte in diesem Falle der Flächenanteil zwischen 70$ und 90# liegen.

Es versteht sich von selbst, daß die technische Lehre gemäß der Erfindung auch bereits dann eine erhebliche Verbesserung bringt, wenn sie nur bei einem Teil der gesamten projizierten Flächen aller Wärmetauscherrohre eines Siebbodens Anwendung findet, während der übrige Teil des Siebbodens unverändert bleibt, d.h., wenn der Anteil der mit Löchern versehenen Flächen hier genau so groß bleibt wie in den Bereichen, die nicht von Wärmetauscher rohren überdeckt sind. Insgesamt gesehen muß natürlich der Anteil der mit Löchern versehenen Flächen des Siebbodens so groß sein, daß der angestrebte Durchsatz verwirklicht werden kann.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung gegenüber den bekannten Siebbodenkolonnen besteht darin, daß der Druckabfall der gasförmigen Phase über jedem Siebboden wesentlich geringer ist als bei den bekannten Konstruktionen ohne jedoch eine Reduzierung der Kühl— oder Heizwirkung in Kauf nehmen zu müssen. Durch den geringeren Druckabfall auf den einzelnen Siebboden wird bei der Bereitstellung der Gasphase eine geringere Energiemenge benötigt so daß die für die Betreibung einer derartigen Siebbodenkolonne erforderlichen Betriebskosten wesentlich gesenkt werden können.

- 3 -20983 0/0828

Man war bisher der Ansicht, daß die Anbringung von Löchern unterhalb der Wärmetauscherrohre sehr wichtig sei.i, um dadurch eine besonders wirkungsvolle Anspülung der Flüssigkeit an die Wärmetauscherrohre mit Hilfe der Gasphase zu erreichen und so zu optimalen Verhältnissen für den Wärmetausch zu kommen. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß der Wärmetausch bei gemäß der Erfindung ausgebildeten Siebbodenkolonnen mindestens ebenso gut ist wie bei den bisher bekannten Konstruktionen

Die Erfindung ist anhand der anliegenden Zeichnungen, die jedoch lediglich eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgedankens darstellen, beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

lig. 1 eine Draufsicht auf einen Siebboden·

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Sieb bodenkolonne gemäß der Schnittlinie II - II in Fig. 1, wobei jedoch zwecks Vereinfachung der Darstellung nur einer von mehreren, übereinander angeordneten Siebböden dargestellt ist. Dabei sind die Wärmetauscherrohre zweeks weiterer Verdeutlichung des Erfindungsgedankens gegenüber der Darstellung in Fig. 1 vergrößert dargestellt.

Der Kolonnenmantel ist mit der Bezugszahl 1 und der Siebboden mit der Bezugszahl 2 versehen. Die Art der Befestigung des Siebbodens 2 an dem Kolonnenmantel 1 ist zwecks Vereinfachung der Zeichnungen nicht dargestellt. Aus den gleichen Gründen sind Abstützungen, die ein Durchbiegen des Siebbodens 2 verhindern sollen, ebenfalls fortgelassen.

Der Siebboden 2, der als Querstromboden ausgebildet ist, weist ein Zuflußwehr 3 und ein Abflußwehr 4 auf. Die auf dem Siebboden 2 befindliche Flüssigkeit 5 gelangt durch das Zulaufrohr des darüber befindlichen Siebbodens kommend in die durch das Zuflußwehr 3 gebildete Sammelrinne 7 und von dort auf den

_ 4 — 20983Π/0828

_ 4 —

eigentlichen Siebboden 2, der mit Löchern 8 versehen ist. Nach Passieren des Abflußwehres 4- fließt die Flüssigkeit durch das Abflußrohr 6' in die Sammelrinne des darunter angeordneten Siebbodens. Das Zuflußwehr 3 ist etwas höher als das Abflußwehr 4, um ein Flüssigkeitsgefälle zu erzielen. Die Gasphase tritt durch die Löcher 8 hindurch. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, ohne ein Abflußwehr zu arbeiten und auf einen rohrförmigen Abfluß zu verzichten, so daß die Flüssigkeit an dem vertikalen Abflußblech hinunterlaufend auf den nächstunteren Boden gelangt.

Die oberhalb des Siebbodens 2 angeordneten Wärmetauscherrohre sind mit 9 bezeichnet. Sie verlaufen im wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung der Wehre 3 und 4 und sind in den " Zeichnungen mit Hilfe der Verbindungsrohre 10 (Fig. 1) zu in jeweils gleicher Richtung durchströmten Vierergruppen zusammengefaßt.

Zwecks Vereinfachung der Zeichnungen und Wahrung der Übersichtlichkeit sind in der Fig. 1 nur im unmittelbaren Bereich des Zuflußwehres 3 Löcher 8 dargestellt· Wie sich aus der Darstellung in Fig. 2 ergibt, sind hier innerhalb der Projektion der . Wärmetauscherrohre 9 keine Löcher 8 vorhanden.

Der Abstand der Siebbodenlöcher, die innerhalb einer Reihe angeordnet sind, liegt in bekannter Weise zwischen 3 und 8, vorzugsweise zwischen 4 und 6 mm. Der Abstand zwischen zwei Lochreihen - die Löcher sind dabei vorzugsweise gegeneinander versetzt - beträgt etwa das Doppelte des Abstandes zwischen den Löchern einer Reihe. Die Geschwindigkeit der Gasphase beträgt beim Eintritt durch den Siebboden zwischen 8 und 20 m/sec, vorzugsweise 10-16 m/sec. Der Durchmesser der Wärmetauscherrohre liegt zwischen 20 und 40 mm, vorzugsweise zwischen 25 und 38 mm. Die Höhe der Wehre liegt zwischen 15 und 30 mm.

Ansprüche

7 0 9 8 3 Π / 0 R ?8

Claims

η s p r u

1) Siebbodenkolonne, wobei über dem Siebboden Wärmetauscherrohre für einen Wärmeaustausch an der sich auf dem Siebboden befindlichen Flüssigkeit vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der mit Löchern (8) versehenen Flächen des Siebbodens (2) zumindest in dem Bereich, der teilweise von den Wärmetauscherrohren (9) überdeckt ist, geringer ist als in den nicht von Wärmetauscherrohren (9) überdeckten Bereichen.

2) Siebbodenkolonne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Projektion der Wärmetauscherrohre (9) in dem Siebboden (2) keine Löcher (8) angeordnet sind.

3) Siebbodenkolonne nach Anspruch 1, wobei die Löcher des Siebbodens in Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden innersten Lochreihen unterhalb der Rohre (9) befindliche Bodenfläche (2) mindestens 5O# und höchstens 120$ der auf den Boden projezierten ftohrflache beträgt·

4) Siebbodenkolonne nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den innersten Lochreihen befindliche Bodenfläche (2) zwischen 70# und 90$ der Projektionsfläche der Wärmetauscherrohre (9) auf dem Boden beträgt.

209830/0828