DE4314551A1 - Vorrichtung zum Sammeln und Verteilen von Gas und Flüssigkeit in Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sammeln und Verteilen von Gas und Flüssigkeit in Stoffaustauschkolon­ nen, in dem Gas bzw. Dampf von unten nach oben und Flüs­ sigkeit von oben nach unten strömt, mit einer auf einem Tragrost angeordneten, ungeordneten oder strukturierten Packung und einem unterhalb des Tragrostes angeordneten Flüssigkeitssammler.

Eine Vorrichtung mit diesen Merkmalen dient unter anderem der Flüssigkeitssammlung und ist bekannt, wobei der gesam­ melte Flüssigkeitsstrom entweder in den Verdampfer der Trennkolonne, zur Seitenentnahme oder aber zur Neu- bzw. Wiederverteilung mit oder ohne Zulauf in einen Flüssig­ keitsverteiler gegeben wird (Sulzer Firmenprospekt, April 1992). Bei den bekannten Vorrichtungen wird die Packung oder werden die Füllkörper von einem Tragrost gestützt, wobei die Flüssigkeit über diesen Tragrost abtropft. Der Abtropfwiderstand der Flüssigkeit aus der Packung bzw. am Tragrost führt im Zusammenhang mit einer Verringerung des freien Querschnitts für die Gasströmung bei höheren Bela­ stungen zum Fluten der Packung und schränkt damit deren Leistungsfähigkeit ein. Die abtropfende Flüssigkeit wird in einem Flüssigkeitssammler aufgefangen und der Neu- bzw. Wiederverteilung, der Flüssigkeitsentnahme oder der Ver­ dampfereinheit zugeführt. Bei den bekannten Flüssigkeits­ sammlern wird der gleichmäßigen Gasströmung wenig Beach­ tung geschenkt, so daß der Gasstrom häufig ungleichmäßig auf die Packung trifft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung in Stoffaustauschkolonnen so auszubilden, daß unter Beachtung einer gleichmäßigen Verteilung der Gas- bzw. Dampfphase der Abtropfwiderstand der Flüssigkeit vermindert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Tragrost Auflageleisten für die Packung vorgesehen sind, an die Ablaufrinnen angeschlossen sind, in deren Bereich die Flüssigkeit vom Gasstrom geschützt über Ab­ laufschächte zu Sammelschächten abfließen kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Ab­ laufrinnen schräg angestellt und untereinander versetzt zwischen benachbaren Auflageleisten angeordnet sind und zu den jeweils benachbarten bzw. übernächsten Ablaufschächten führen, wobei der jeweilige sich zwischen den Ablauf­ schächten befindende Gas- bzw. Dampfschacht durch die Ablaufrinnen überbrückt ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Unterkante der Auf­ lageleisten gezackt ist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß zwischen den Auflage­ leisten Abtropfstreben bzw. Absaughilfen angeordnet sind.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß die Ablaufrinnen seit­ lich hochstehende Ränder aufweisen.

Die Erfindung beinhaltet den Vorteil der Vereinigung der Bauteile Tragrost und Flüssigkeitssammler unter Beachtung einer gleichmäßigen Verteilung der Gas- bzw. Dampfphase unter Beibehaltung aller mechanischen Anforderungen an eine Packungsauflage. Die Flüssigkeit wird aus der Packung herausgeführt und vom Gas- bzw. Dampfstrom getrennt, wobei der Abtropfwiderstand der Flüssigkeit durch direkten Kon­ takt vermindert wird.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an­ hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Ausschnitt eines Ausführungsbei­ spiels für die Ausgestaltung einer Vorrichtung nach der Erfindung in schaubildlicher Ansicht dargestellt.

Eine ungeordnete oder strukturierte Packung 1 wird direkt auf einzelne parallel verlaufende Auflageleisten 2 aufge­ setzt, die an ihrer Unterkante 3 mit Zacken versehen sind, um ein Verlaufen der Flüssigkeit an der Tragunter­ kante zu vermeiden. Die Abstände der Auflageleisten 2 liegen zwischen 1 mm und 500 mm, vorzugsweise bei 30 mm, wobei der Abstand so gewählt wird, daß sich eine optimale Flüssigkeitsableitung ergibt.

Unterhalb der Auflageleisten 2 und der Ablaufrinnen 8, 9 befinden sich Ablaufschächte 4, wobei die Querschnitts­ breite 5 zwischen 1 mm und 500 mm gewählt wird und abhän­ gig ist von der Flüssigkeitsbelastung der Kolonnen. Zwi­ schen diesen Ablaufschächten 4, die unten an der mit dem Bezugszeichen 6 versehenen Stelle verschlossen sind, be­ finden sich Gas- bzw. Dampfschächte 7. Vorteilhaft befin­ den sich die Auflageleisten 2 in der Mitte über den Ab­ laufschächten 4.

An den Auflageleisten 2 sind schräg oder vertikal ange­ stellte und untereinander versetzt angeordnete Ablaufrin­ nen 8, 9 angebracht, die mit dem anderen Ende an den Ab­ läufschächten 4 befestigt sind, bzw. in diese münden. Bei der wechselseitigen Anordnung dieser Ablaufrinnen 8, 9 geht man so vor, daß Ablaufrinnen 8 von einer Auflageleiste 2 zum jeweils benachbarten Ablaufschacht 4 verlaufen. Damit wird das Mitreißen der abtropfenden Flüssigkeit durch den Gas- bzw. Dampfstrom vermindert. Die Ablaufrinnen 8, 9 weisen seitliche hochstehende Ränder 10 auf, die zwischen 1 mm und 50 mm, vorzugsweise 5 mm, betragen.

Zusätzlich zu den Auflageleisten 2 können hierzu parallel oder in beliebigem Winkel versetzt, zackenförmige ausge­ führte Abtropfstreben 12 oder andere geeignete Absaughil­ fen, wie Fäden, Drähte oder dergleichen für eine zusätzli­ che Absaugung der Flüssigkeit und Ableitung in die Ablauf­ schächte 4 vorgesehen werden.

Die in der Packungskolonne herabfließende Flüssigkeit trifft an der Unterkante der Packung 1 auf die Auflagelei­ sten 2 des Sammlers, die bedingt durch Kapillarkräfte das Ablaufen der Flüssigkeit unterstützen. Die Flüssigkeit fließt in die Ablaufrinnen 8, 9 und von dort vom Gas- bzw. Dampfstrom geschützt in die Ablaufschächte 4. Die Ablauf­ schächte 4 sammeln die Flüssigkeit und führen diese in beidseitig der Konstruktion angelegte Sammelschächte 11, aus denen der Inhalt in geeigneter Weise weitergeführt wird. Die Abmessungen der Ablaufrinnen 8, 9, der Ablauf­ schächte 4 und der Sammelschächte 11 ergeben sich auf der Grundlage fluiddynamischer Auslegungen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Sammeln und Verteilen von Gas und Flüssigkeit in Stoffaustauschkolonnen, in denen Gas bzw. Dampf von unten nach oben und Flüssigkeit von oben nach unten strömt, mit einer auf einem Tragrost angeordneten, ungeordneten oder strukturierten Pa­ ckung und einem unterhalb des Tragrostes angeordneten Flüssigkeitssammler, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragrost Auflageleisten (2) für die Packung (1) vor­ gesehen sind, an die Ablaufrinnen (8, 9), angeschlos­ sen sind, in deren Bereich die Flüssigkeit vom Gas­ strom geschützt über Ablaufschächte (4) zu Sammel­ schächten (11) abfließen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufrinnen (8, 9) schräg angestellt und un­ tereinander versetzt zwischen benachbaren Auflagelei­ sten (2) angeordnet sind und zu den jeweils benach­ barten bzw. übernächsten Ablaufschächten (4) führen, wobei der jeweilige sich zwischen den Ablaufschächten (4) befindende Gas- bzw. Dampfschacht (7) durch die Ablaufrinnen (8, 9) überbrückt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Unterkante (3) der Auflageleisten (2) gezackt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Auflageleisten (2) Ab­ tropfstreben (12) bzw. Absaughilfen angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ablaufrinnen (8, 9) seitlich hoch­ stehende Ränder (10) aufweisen.