DE294781C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf stehende Kolonnen, wie solche zum Destillieren und Rektifizieren von Flüssigkeiten verwendet werden. Die Wirkungsweise dieser stehenden Kolonnen beruht im wesentlichen auf der Destillation des auf jedem Boden befindlichen Flüssigkeitsgemisches durch von unten aufsteigende Dämpfe.

Die Anzahl der Böden einer solchen Kolonne

ίο wird nach der Art des zu erzielenden Produktes bemessen. Bei der Rektifikation von Rohspiritus zu Feinsprit z. B. sind in der Regel 40 und mehr Böden erforderlich. Diese große Anzahl Böden in Verbindung mit den nötigen Kondensatoren usw. bedingen eine große Bauhöhe der Apparatur selbst und somit auch des die Kolonne aufnehmenden Gebäudes.

Wenn man, um an Bauhöhe zu sparen, etwa die Kolonne in zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Kolonnen zerlegen würde, so würden dadurch die Baukosten verteuert, die beanspruchte Grundfläche vergrößert und die Betriebsweise erschwert werden.

Der Erfindungsgegenstand bezweckt nun, eine Kolonne zu schaffen, welche bei gleicher Leistung, annähernd gleicher Bodenbeanspruchung und gleich einfacher Betriebsweise wie bei den bisherigen hohen Kolonnen sich durch eine erheblich geringere Bauhöhe auszeichnet, gleichzeitig aber auch die Nachteile beseitigt, welche durch die Zerlegung der hohen Kolonne in zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Kolonnen gezeitigt werden. Zur Erreichung des Zweckes werden die Räume zwischen je zwei übereinanderliegenden Sieb-, Glocken- oder ähnlichen Böden durch mit Flüssigkeitsüberläufen versehene oder den Flüssigkeitsübertritt in sonst geeigneter Weise zulassende Scheidewände derart unterteilt, daß zwischen den Sieb- u. dgl. Böden zwei oder mehr Kammern entstehen, die Flüssigkeit verschiedener Grädigkeit enthalten und die nacheinander von Flüssigkeit und Dämpfen im Gegenstrom passiert werden. Dabei können in bekannter Weise den Weg der Dämpfe oder Gase verlängernde und sie in Berührung mit der Flüssigkeit zwingende Führungsplatten angeordnet sein.

Den Nachteil, daß stehende Destillierkolonnen ganz besonders hohe und darum kostspielige Baulichkeiten zu ihrer Aufstellung erfordern, hat man bereits lange erkannt und deshalb vorgeschlagen, die Kolonne und den Rektifikator liegend anzuordnen. Derartige liegende oder auch schräge Kolonnen, welche mit einer Anzahl hintereinander geschalteter Kammern ausgestattet sind, haben sich wohl zum Entgeisten von Maischen usw., d. h. zum Abdestillieren von Alkohol aus Flüssigkeiten als brauchbar gezeigt, eignen sich aber zum Rektifizieren aus dem Grunde nicht, weil eine Berieselung und weitgehende Verteilung wie bei stehenden Kolonnen mit Sieb- und ähnlichen Böden nicht möglich ist. Dazu kommt, daß eine solche liegende Kolonne in der Höhe zwar weniger Raum, dagegen einen erheblich größeren Bodenraum beansprucht, und daß die Betriebsweise erschwert und die Betriebskosten erhöht werden.

Es sind auch bereits stehende Kolonnen bekannt geworden, bei denen eine gewisse Unterteilung der einzelnen Räume zwischen

den wagerechten Böden versucht worden ist. Die Unterteilung ist bei diesen Kolonnen so vorgenommen, daß übereinanderliegende Unterkammern entstehen. Bei der einen dieser Kolonnen werden undurchbrochene Böden verwendet, und die gebildeten Dämpfe, die an der Unterseite der Böden entlangziehen, dienen nur zur mittelbaren Beheizung. Die Dämpfe berühren weder die Flüssigkeit, noch durchstreichen sie

ίο diese.

Bei einer anderen Kolonne ist ein Doppelbodensystem angewendet, nämlich eine äußere Bodenreihe, die zwischen den inneren Böden gelagert ist. Jeder innere Boden ist nicht wagerecht neben, sondern über dem zugehörigen äußeren Boden angeordnet. Bei dieser Kolonne bewegen sich zwar die Dämpfe, nicht aber die Flüssigkeit im Zickzackwege.

Es sind auch schräge Kolonnen bekannt geworden, bei denen durch Scheidewände eine Reihe hintereinander angeordneter Kammern gebildet sind. Die Böden sind hier als Vollböden ausgebildet und mit Flüssigkeit angefüllt; ein freies Entweichen der Dämpfe in die nächste Abteilung ist ausgeschlossen. Eine freie Destillation kann infolgedessen nicht eintreten.

Von diesen bekannten Kolonnen unterscheidet sich die den Gegenstand der Erfindung bildende Kolonne dadurch, daß die die einzelnen Kammern zwischen den übereinander befindlichen Siebboden durchstreichenden Dämpfe oder Gase nicht allein durch die Berührung mit der auf den Böden der Kammern befindliehen verschiedengrädigen Flüssigkeit, sondern auch durch die vom oberen Boden herabrieselnde Flüssigkeit eine intensive Einwirkung bzw. Waschung, Absorption usw. erfährt, daß sie eine geringe Raumhöhe, aber nur wenig mehr Bodenraum als hohe, stehende Kolonnen beansprucht, geringere Bau- und Betriebskosten als diese verursacht und bei einfacherer Betriebsweise erheblich weniger Bodenraum als liegende oder schräge Kolonnen benötigt.

Auf der beiliegenden Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes soweit dargestellt, wie es zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Der Lauf der Dämpfe ist durch Pfeile angegeben.

Gemäß Fig. 1 ist zwischen den Siebboden s und s¹ die Trennungswand b derart angeordnet, daß sie vom unteren Boden s bis nahe an den oberen Boden s¹ sich erstreckt und so den Raum zwischen den Böden s und s¹ in die im Flüssigkeitsverschluß liegenden Kammern t und t^z teilt. Zusätzlich kann in bekannter Weise noch eine Wand α angeordnet sein, welche sich vom oberen Siebboden s¹ bis nahe über den Flüssigkeitsstand auf dem unteren Siebboden erstreckt, und welche den Zweck hat, den Weg der Gase und Dämpfe zu verlängern und diese in innigere Berührung mit der Flüssigkeit zu bringen. In der Wand b ist ein Überlaufrohr c derart angeordnet, daß die Flüssigkeit bei einem bestimmten Stande in der Kammer t² in die Kammer t tritt. Die Spiritus-Wasserdämpfe nehmen den durch Pfeile angegebenen Zickzackweg, kommen durch die Scheidewand α mit der Oberfläche der auf dem Boden s befindlichen Flüssigkeitsschicht in Berührung, so daß ein Austausch von Schwersiedendem und Leichtsiedendem stattfindet, übersteigen dann die Wand b, gelangen in die Kammer t^z, die mit Flüssigkeit anderer Grädigkeit gefüllt ist, und steigen durch Rohr d in den zwischen den Böden s¹ und s² befindlichen Raum, der entsprechend dem eben beschriebenen Räume s und s¹ eingerichtet ist. Uberlaufrohre f, f¹ usw. leiten die Flüssigkeit in die jeweils folgende untere Kammer.

Zur besseren Verteilung der Dämpfe können in den Kammern Drahtnetze g angebracht werden.

Der eben beschriebene Apparat ist derart eingerichtet, daß die Dämpfe ohne jeden Gegendruck die Kolonne passieren.

Im Gegensatz hierzu ist in Fig. 2 eine Kolonne dargestellt, bei der die von einem Boden zum nächsten aufsteigenden und von einer Kammer zur anderen übertretenden Dämpfe eine Flüssigkeitsschicht durchdringen müssen, also die Kolonne mit einem ■ gewissen Flüssigkeitswiderstand durchziehen.

Wie ersichtlich, sind auch hier die durch die wagerechten Böden gebildeten Räume durch die mit Überlauf c versehene Trennungswand δ in zwei Kammern t, t^z geteilt. Der die Kammer t abgrenzende Teil des Bodens s ist als Siebboden, der die Kammer i² absperrende Teil dagegen voll ausgebildet, während der darüber liegende Boden s¹ umgekehrt ausgeführt ist. f sind die die Böden s, s¹, s² verbindenden Überlaufrohre.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 3 und 4 in senkrechtem und wagerechtem Querschnitt dargestellt und unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Kolonnen dadurch, daß die die Kammern bildenden Trennungswände radial angeordnet sind. In dem zwischen den Böden s, s¹ befindlichen Räume sind vier Trennungswände aufgerichtet. Wand u reicht von Boden zu Boden, die Wände u¹, u³ reichen vom oberen Boden s¹ bis nahe zum Boden s und dienen in bekannter Weise der Verlängerung des Weges der Dämpfe oder Gase. Wand Φ reicht vom Boden s bis nahe zum Boden s¹. In den Kammern, in welche die Dämpfe aus der letzten Kammer des unteren Bodenraumes gelangen, sind oberhalb der Eintrittsöffnung Glocken w mit gezahntem Rande angeordnet. Zur Flüssigkeitsüberleitung dienen die Rohre f bzw. c. Die Dämpfe treten aus

der unteren Kammer durch die öffnung ν unter der Glocke w in die Kammer t, unterhalb der Wand u¹ in die Kammer t¹, wobei sie in innige Berührung mit der auf dem Boden s befindlichen Flüssigkeit kommen, übersteigen die Wand Φ, gelangen dann in die Kammer t² und sodann unter der Wand u³ nach der Kammer t³, von wo sie in die erste darüber befindliche, mit einer oder mehreren

ίο mit Glocken überdeckten Eintrittsöffnungen versehene Kammer des nächstfolgenden Bodens übertreten.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind die die Abteilungen bildenden Wände konzentrisch angeordnet. Durch sämtliche Kammern A, B, C usw. erstrecken sich zwei konzentrisch angeordnete Trennungs wände m,n. Die Siebboden s, s¹, s² sind durch Uberlaufrohre f, f¹ verbunden. Weitere Überlauf-

rohre c vermitteln den Überlauf der Flüssigkeit zwischen den Kammern desselben Bodens. Bei dieser Ausführungsform übersteigen die Dämpfe nicht die Wände, sondern gelangen durch abwechselnd in der konzentrischen Wand m bzw. η angebrachte Lochreihen in die anstoßende Kammer. Die Lochreihen bedingen eine weitgehende Verteilung der Dämpfe. Aus der letzten Kammer des unteren Bodens treten die Dämpfe in Pfeilrichtung in die erste Kammer des Raumes A, durchstreichen unter einer Wand α die Flüssigkeit, gelangen in die Kammer t, durch die Löcher der Wand η in den Raum zwischen den konzentrischen Wänden n, m, streichen unter Wand m durch die Flüssigkeit und treten in Kammer t² ein, die sie durch den Siebboden s¹ verlassen, um in die äußere Kammer des darüber liegenden Bodens einzutreten. Diesen Boden passieren die Dämpfe nach der Mitte zu, den darüber liegenden Boden wieder radial nach außen usw.

Wenn man zwischen zwei Böden zwei Kammern anordnet, so ist damit die Möglichkeit gegeben, die Bauhöhe der Kolonne um die Hälfte gegen früher zu erniedrigen. Nach Erfordernis kann man auch jede Kammer in mehr als zwei Abteilungen zerlegen. Jede Abteilung ist dann je nach Erfordernis als Siebboden, Glockenboden usw. auszuführen.

Wie zur Destillation, ist die Kolonne auch zur Absorption, zum Waschen von Gasen und für andere Zwecke geeignet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Zum Destillieren und Rektifizieren dienende stehende Kolonne mit übereinander angeordneten Sieb-, Glocken- oder ähnlichen Böden, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen je zwei übereinanderliegenden Sieb-, Glocken- oder ähnlichen Böden durch mit Flüssigkeitsüberläufen versehene Scheidewände (δ) derart unterteilt sind, daß zwischen den Sieb- o. dgl. Böden zwei oder mehr Flüssigkeit verschiedener Grädigkeit enthaltende Kammern (t, t²) entstehen, die nacheinander von Flüssigkeit und Dämpfen im Gegenstrom passiert werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.