DE2220868A1 - Einbauten fuer gas-fluessigkeit-austauschkolonnen - Google Patents

Description

• UINBA@TEN FÜR GAS-RLÜSSIGKEIT-AUSTAUSTAUSCHKOLONN In der Technik werden viele wichtige Prozesse mit Gegenstrom von Gas und/oder Dampf mit Flüssigkeiten durchgeführt, wie beispielsweise die Beeenstromdstillation, die Absorption oder Gaswaschung und auch chemische Reaktionen. Für die Durch führung dieser Gas-rlüssigkeits-Prozesse ist fast immer der Gegenstrom am günstigsten, da sich damit die beste Wirkung bzw. der kleinste erforderliche Apparat ergibt. Hierfür werden am häufigsten dogerlannte Kolonnen benutzt, die meist aus zylindrischen Behältern bestehen, in welchen bei vertikaler AnordnUng die Flüssigkeit von oben nach unten und das Gas von unten nach oben strömen. Zur Ereugung einer ausreichenden Berührungsfläche zwischen Gas/Dampf und Plüssigkeit werden die Kolonnen mit versehiedenen Einbauten versehen, welche entweder den Gasstrom in einzelne Blasen oder den Flussigkeitsstrom in Tropfen oder auf eine große Oberfläche verteilen.
• Die Erfindung betrifft die Verbesserung solcher Einbauten, insbesondere von sogenannten Kolonnenböden. Solche Kolonnenböden wie beispielsweise Siebböden, Glockenböden, VentilbcSddn bestehen aus einer zusammenhängenden oder auch aus Einzelteilen zusammengesetzten ebenen Bodenplatte, welche mit Durchtrittsöffnungen für den Dampf versehen ist, während die Plüssigkeit über den Boden hinweg strömt und dabei vom Gas/Dampf-Strom durchdrungen wird. Während derart auf dem ein Kreuzstrom von Gas/) m 1 und Flüssigkeit stattfindet, entsteht der Gegenstrom dadurch, daß die Flüssigkeit von Boden zu Boden nach unten durch die Kolonne strömt.
• Bei den herkömmlichen Bauarten der Kolonnen wird der beschriebene Gegenstrom çillerdings schon bei verhältnismäf3igkleinen Gasgeschwindigkeiten dadurch gestört, daß Flüssigkeit von einem Boden zum nächsthöheren mitgerissen wird, wodllrch zusätzlich zu dem Slüssigkeitsstrom von oben nach unten ein Flüssigkeitskreislauf zwischen den Böden entsteht, der die Wirkung des Gegenstroms stark beeinträchtigt. Hierdurch wird einerseits di Trennleistung der Kolonne und andererseits die zulässige Dampfgeschwindigkeit begrenzt, was große Kolonnenhöhen und große Kolonnenquerschnitte erforderlich macht.
• Um diesem ungünstigen Einfluß höherer Gas- oder Dampfgeachwindigkeiten entgegenzuwirken, ist vereinzelt versucht worden, das Mitreißen von Flüssigkeit durch Einbau von Prallplatten, Prallblechen und auch von Füllkörperschichten zu verhindern, wie von Kirschbaum (Destillier- und Rektifiziertechnik, Springer-Verl.
• 4.Aufl.1969) beschrieben. Diese zusätzlichen Einbauten sind aber zu kompliziert und zu teuer im Einbau gemessen an der erzielten Wirkung, sodaß sie keinen Eingang in die Industrie gefunden haben.
• In dieser HInsicht stellt die hier beschriebene Erfindung einen deutlichen Fortschritt mit iiinblick auf Einbaukosten und Wirksamkeit dar, indem Drahtgewege-Tropfenabscheider in einfacher Weise zusammen mit herkömmlichen Austauschböden kombiniert werden. Diese Drahtgewebeabscheider zeichnen sich dadurch aus, daß sie selbst eine deutlich höhere Gas/Dampf-Geschwindigkeit erlulben als alle bekanten Böden und daß sie mit geringen osten mit jedem Boden - auch nachträglich - verbunden werden können*Neben der Verhinderung des Mitreißens und der damit verbundenen ErhUhung des Durchsatzes stellen diese Drahtgewebe-.inbauten bei höheren Dampf/Gas-Durchsätzen eine zusätzliche Sto£faustausch£läche dar, wodurch eine deutliche Erhöhung der Trennleistung erreicht wird.
• So wurden bei Versuchen mit Bodenkolonnen vnn 0,5 m Durchmesser mit Siebböden und Glockenböden bei Rektifikation Leistungesteigerungen von 30 bis 70 % bezogen af die Verhältnisse ohne Drahtgewebeabscheider erreicht.Diese Leistungssteigerung kann entweder als Durchsatzerhöhung bei gleichzeitiger Verbesserung def Trennschärfe bei schon vorhandenen Kolonnen oder aber bei neuzuplanenden Kolonnen durch kleinere Abmessungen - also als Einsparung - ausgenützt werden. Für die wirtschaftliche Anwendung der neuen Einbauten dürfte insbesondere der nachträgñche Einbau gemäß den folgenden Einbaumöglichkeiten günstig sein; Der grundsätzliche Aufbau der Boden-Drahtgewebe-Einbauten ist in Fig.1 dargestellt. Danach werden Drahtgewebepakete von 30 bis 200 mm Höhe - bevorzugt von 50 bis 100 mm Höhe - auf sich kreuzenden Stäben aufgelngert, welche mittels weiterer Stäbe oder Drähte am Boden aufgehängt sind.
• In Fig.2 ist eine bevorzugte Ausführung der Einbauten dargestellt, in welcher das Drahtgewebepaket in Richtung der Fltlesigkeits strdmung geneigt aufgehängt ist, um das Ablaufen der abgeschiedenen Fltlseigkeit in günstigster Richtung zu fördern. Dabei kann gleichzeitig eine verstellbare Aufhängung für alle Böden gemelnsam vorgesehen werden, wie in Fig.2 dargestellt. Durch diese verstellbare Aufhängung mit Auflagerung auf einem elastischen sehr grobmaschigen Drahtnetz kann auch das Ablaufen der Flüssigkeit aus dem Drahtgewebepaket an bestimmten Stellen erreicht werden, an welchen die Aufhängung und damit das Drahtgewebepaket etwas tiefer hängen als der Rest des Gewebes. Diese Einbaumöglichkeit kommt besonders für große Kolonnendurchmesser in Frage, bei welchen eine durchgehend geneigte Aufhängung zu große Höhendiferenzen ergeben würde.
• Schließlich werden die Drahtgewebepatete in einer weiteren bevorzugten Au8füitr;llg in einem Abstand unterhalb der Uöden aufgehängt, der etwa dem halben Abstand der Bodendurchtrittsöffnungen gleich ist, wie in i'ig.3 dargestellt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Durchströmung des gesamten Drahtgewebepaketes erreicht, was eine bessere Abscheidung ergibt.
• Auch dieser Abstand des Drahtgewebepaketes von der Bodenplatte kann zweckmäßigdrweise mit verstellbarer AuShanglmg versehen werden, welche die Einstellung bzw. Veränderung des genannten Abstandes im Betrieb bzw. während kurzer Betriebsunterbrechungen ermöglicht. EB hat sich nämlich herausgestellt, daß es für diesen Abstand einen günstigsten Wert gibt, der aber nicht vorausberechenbar ist, da Stoffeigenschaften Einflüsse ausüben, welche noch unbekannt bzw. nicht rechnerisch erfaßbar sind.
• Die gemeinsame Aufhängung für alle Drahtgewebepakete einer Kolonne oder eines größeren Kolonnenteils ist leicht mittels durchgehender Metallstäbe möglich, an welchen in Abständen gleich dem Bodenabstand Querstäbe oder Querdrähte kreuzförmig befestigt sind. Die Höhenverstellung der senkrechten Aufhängestäbe kann ohne Demontage der Kolonne durch Handlöcher geschehen, indem die Stäbe mittels Verschraubungen höher oder tiefer gestellt werden, es kann diese Einstellschraube aber auch beispielsweise durch eine Stopfbüchse durch den Kolonnendeckes bis nach außerhalb der Kolonne geführt werden, sodaß das Verstellen im Betrieb möglich ist.

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Einbauten für Gas-Flüssigkeit-Gegenstromapparate, dadurch gekennzeichnet, daß Drahtgewebepakete von 30 bis 200 mm Höhe (1) - bevorzugt von 50 bis 100 mm Höhe - horizontal unterhalb von an sich bekannten Bodeneinbauten (3) eingebaut werden.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebepaket derart an dem darüberliegenden Boden aufgehängt wird, daß es in Richtung der Flüssigkeitsetrömung des darunterliegenden Bodens geneigt ist.

3.) Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebe derart aufgehängt wird, daß es an einzel nen Punkten oder Linien nach unten durchhängt.

4.) Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebepaket in einem freien Abstand unter halb der Bodenplatte aufgehängt wird, der etwa dem Abstand der Bodendurchtrittsöffnungen bis zur Hälfte dieses Abstand gleich ist.

i.) Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgewebepakete für mehrere oder alle Böden der Kolonne an gemeineamen in der Höhe verstellbaren Stäben aufgehängt werden.

L e e r s e i t e