DE66288C - Zerlegungscolonne für Dampf- und Gasgemische - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerlegungscolonne, welche entweder zum Rectificireri oder Anreichern der aus einer Destillationscolonne gewonnenen Destillationsproducte oder zum Trennen einer Lösung von einem Gemisch von Gasen, Dämpfen oder flüchtigen Salzen dienen soll. . Die Trennung erfolgt auf Grund der bei verschiedener Temperatur verschiedenen Löslichkeit oder Spannung der Gase oder Dämpfe in den Flüssigkeiten.

Als Beispiel für die Wichtigkeit dieser Trennung von Gasen sei hier die Trennung der in den Gaswässern enthaltenen flüchtigen Ammoniaksalze (Ammoniumcarbonat und -sulfhydrat) angeführt, welche bezweckt, das in Wasser sehr lösliche Ammoniak nebst dem Schwefelwasserstoff und der Kohlensäure, welche weit weniger löslich sind, aus denselben abzuscheiden.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Beispiel einer solchen Colonne in Fig. 1 im Yerticalschnitt dargestellt. Die Fig. 10 bis 17 zeigen Einzelheiten dieser Colonne in gröfserem Mafsstab.

A ist die Destillationseolonne, welche aus einer Anzahl in einander gesteckter und mit Diaphragmen versehener Rohrstutzen α gebildet ist und deren Einrichtung den Gegenstand eines früheren Patentes (No. 31003, 46523) gebildet hat.

B ist die Zerlegungscolonne; dieselbe besteht aus zwei Abtheilungen oder Kammern, welche durch zwei concentrische Reihen von Rohrstutzen gebildet sind, so dafs man das Ganze als eine doppelte Colonne betrachten kann, eine innere C und eine äufsere D, welche beide mit einander in keinerlei Verbindung stehen. Die innere Colonne C wird durch eine Reihe von Rohrstutzen b, wie ein solcher durch Fig. 4 dargestellt ist, gebildet, an welchen sich grofse und sehr wirksame Flächen für den Austausch der Stoffe befinden.

Jeder Rohrstutzen b, Fig. 11, besteht aus einem äufseren, mit einer abwärts gebogenen Scheidewand d" ausgerüsteten Mantel f, einem Gefäfs c, einem Röhrenbündel d (s. auch Fig. 1 5 und 14) mit Telleraufsatz d' und einem Tauchrohr Ä, welches letztere die condensirten Dämpfe aus dem oberen Gefäfs c in das unmittelbar darunter liegende leitet, indem das Condensat über den Rand von c fällt, durch die seitlichen Oeffnungen o', Fig. 12 und 13, des Fufses 0 des Gefäfses c nach dem Rohr h gelangt und in diesem niederrieselt.

Aufser dem Rohrbündel d bestehen die Rohrstutzen b' der äufseren Colonne aus denselben Elementen, wie vorhin beschrieben, f ist der äufsere Mantel, c' sind die ringförmigen Gefäfse und h' die Tauchrohre.

Der äufsere Mantel jedes Rohrstutzens b oder b' ist mit einer Ringnuth m oder m' versehen, in welche eine ringförmige Leiste η oder n' des unmittelbar darüber befindlichen Stutzens eingreift, so dafs eine vollkommene Abdichtung erzielt wird.

Sollen in dieser Colonne Gaswasser behandelt werden, z. B. zu dem Zwecke, die flüchtigen Ammoniaksalze (Ammoniakcarbonat und -sulfhydrat) von einander zu trennen, um daraus das Ammoniak abzuscheiden, so läist man diese kalten Wässer durch das Rohr D', Fig. 1, in die äufsere Colonne D einfliefsen, während

Claims (1)

1. durch das Rohr e Heizdampf einströmt. Das Wasser fliefst nach und nach infolge Verdrängung durch alle äufseren Rohrstutzen b' in Richtung der Pfeile hindurch und erhitzt sich dabei immer mehr und mehr durch die Berührung mit den inneren Rohrstutzen, in deren Innern ein Gemisch von Dampf und Gas (Destillationsproducte. der Colonne A, wie weiter unten beschrieben) circulirt. In dem Mafse, wie die Temperatur in der ä'ufseren Colonne D steigt, findet die Trennung der flüchtigen Ammoniaksalze statt: Kohlensäure und Schwefelwasserstoff werden frei und steigen in Richtung der Pfeile 2 empor, wobei sie durch das nach und nach immer kältere Wasser hindurchgehen und sich in demselben waschen. Diese Gase entweichen schliefslich durch das Rohr f'².

   Das am unteren Ende der äufseren Colonne D ankommende Wasser enthält nur noch Ammoniak oder sehr ammoniakreiche Salze in Lösung. Es fliefst bei g aus und wird in den oberen Theil der Destillationscolonne A geleitet, von wo es allmälig durch die einzelnen Rohrstutzen fliefst, welche durch Tauchrohre I mit einander communiciren, um schliefslich bei E abgeleitet zu werden. In Berührung mit dem Heizdampf verlassen das Ammoniak und die flüchtigen Ammoniaksalze die Lösung und steigen gleichzeitig mit dem Dampf in der inneren Colonne C, den Weg der aufsteigenden Pfeile nehmend, empor, wo dieses Gemisch das in der äufseren Colonne D herabfliefsende Wasser erhitzt. Nach und nach condensirt sich der Dampf, das Condensationswasser verbleibt in den einzelnen Rohrstutzen, um durch die Tauchrohre h und Z, wie oben erwähnt, wieder nach der Destillationscolonne geleitet zu werden, wo es durch E mit abfliefst. Das Ammoniak mit den sehr ammoniakreichen Salzen wird vollständig frei und entweicht durch im oberen Theil von C angebrachte Rohrstutzen.

   Die Circulation des Wassers und der Gase und der dabei stattfindende Temperaturaustausch zwischen den in entgegengesetzter Richtung circulirenden Fluida findet bei der vorliegenden Zerlegungscolonne vollständig continuirlich statt. Durch die besondere Gestalt und Anordnung der einzelnen Elemente dieser Colonne, welche eine sehr grofse wirksame Fläche besitzt, ist eine sehr intensive Wirkung der Colonne ermöglicht. Die erforderliche Wärme wird durch an der Basis der Destillationscolonne eingeleiteten Wasserdampf erzeugt, welcher bis in die äufsere Colonne D zur Wirkung kommt.

   Will man die Destillation bei niedriger Temperatur bewirken, so kann man, da zwischen den beiden Colonnen C und D keinerlei Verbindung besteht, den Druck in der äufseren Colonne D und folglich den Siedepunkt der zu destillirenden Flüssigkeit herabsetzen. Diese Druckverminderung kann durch eine Luftpumpe oder auf andere geeignete Weise bewirkt werden.

   Ordnet man mehrere der vorstehenden Colonnen über einander an, so erhält man ähnliche Resultate wie bei den im Zuckerfach bekannten Etagenverdampfapparaten; jedoch ist die Wirkung hier noch gröfser infolge der Stetigkeit und Gleichmäfsigkeit des Stoffaustausches in jeder einzelnen Colonne.

   Fig. 2, 7, 8 und 9 zeigen eine abgeänderte Zerlegungscolonne. Theile der äufseren Colonne sind hier weggelassen, und es sind von derselben nur die Gefäfse c' und Tauchrohre h[ vorhanden.

   Die. Art und Weise der Destillation ist jedoch dieselbe, wie vorhin. Diese Anordnung eignet sich besonders für die Behandlung von durch eine Destillationscolonne gelieferten Destillationsproducten zum Zwecke der Rectification und Anreicherung.

   A ist eine Destillationscolonne, deren gasförmige Producte in die Zerlegungscolonne C gelangen, welche mit der inneren Colonne der Fig. ι identisch ist. Die Kühlflüssigkeit wird in das oberste Gefäfs c' geleitet und erwärmt sich leicht in Berührung mit dern obersten Rohrstutzen. Der wärmste Theil derselben steigt an die Oberfläche, fliefst in das Tauchrohr h¹ über und gelangt durch dieses auf den Boden des zweitobersten Gefäfses c^K u. s. w.

   Die in der Colonne von unten nach oben steigenden Dämpfe condensiren sich nach und nach, und das Condensat füllt die Gefäfse c an. Die durch Rohrbündel d hochsteigenden Dämpfe gehen durch diese Condensationsflüssigkeit hindurch. Letztere fliefst durch die Tauchrohre h ab und sammelt sich in einem am unteren Ende der Zerlegungscolonne angeordneten Heberrohr an.

   Fig. 3,4, 5 und 6 zeigen eine zweite Abänderung der Zerlegungscolonne, welche sich von derjenigen Fig. 2 durch das Fehlen der Kühlgefäfse c' unterscheidet. Von der ursprünglichen Destillationscolonne Fig. 1 ist nur die innere Colonne übrig geblieben. Die umgebende Luft bildet hier das einzige Kühlmittel und absorbirt die durch die circulirenden Dämpfe erzeugte Wärme. Diese Colonne eignet sich ebenfalls zur Rectification oder Anreicherung der durch eine Destillationscolonne gelieferten Destillationsproducte.

   Pa ten τ-An sp rüche:

   ι . Eine Zerlegungscolonne für Dampf- und Gasgemische, bestehend aus einer Anzahl auf einander gesetzter Stutzen (b), welche im Innern mit Schalen (c) zur Aufnahme und Vertheilung des durch die Ueberlaufrohre (h). von einem Stutzen zum anderen

   herabgeführten Condensate, sowie mit um die Ueberlaufrohre (h) concentrisch angeordneten Rohren (d) für den Aufstieg des in einem Destillirapparat entwickelten Dampf- und Gasgemisches versehen sind, wobei nach aufwärts gerichtete Ränder (d'J in Verbindung mit entsprechenden, nach abwärts gerichteten Rändern (d") Wasserverschlüsse für den Durchgang bezw. die Dephlegmirung des Dampf- und Gasgemisches bilden.

   Eine Ausführungsform der unter i. gekennzeichneten Colonne in der Weise, dafs letztere von einem ebenfalls aus Stutzen (b'J bestehenden, eine äufsere Colonne bildenden geschlossenen Mantel umgeben ist, dessen Stutzen mit die innere Colonne umgebenden Flüssigkeitsbehältern (c'J, Ueberlaufrohren (In') und Wasserverschlüssen für den Durchtritt des Dämpf- und Gasgemisches versehen sind, so dafs die in dieser äufseren Colonne herabfliefsende,, der Destillation zu unterwerfende Flüssigkeit durch das in der inneren (Zerlegungs-) Colonne aufsteigende Dampf- und Gasgemisch sowohl erwärmt und theilweise zersetzt wird, als auch die Abkühlung bezw. Dephlegmirung dieses Dampf- und Gasgemisches bewirkt.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.