DE69515877T2 - Kolonne zum kontaktieren von gas und flüssigkeit - Google Patents

Kolonne zum kontaktieren von gas und flüssigkeit

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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/18Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
    • B01D3/20Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kolonne zum Inkontaktbringen eines nach oben strömenden Gases mit einer nach unten strömenden Flüssigkeit, um Masse, Wärme und Bewegungsenergie zwischen den Phasen zu übertragen. Derartige Kolonnen zum Kontaktieren von Gas und Flüssigkeit sind gut bekannt und werden beispielsweise in der Destillation, Rektifizierung, Absorption und beim Strippen verwendet.
  • In der Beschreibung wird keine Unterscheidung zwischen Gas und Dampf getroffen; das Wort "Gas" bezieht sich auch auf Dampf.
  • Eine Kolonne zum Inkontaktbringen von nach oben strömendem Gas mit nach unten strömender Flüssigkeit ist normalerweise mit einem Einlaß für Gas ausgestattet, der im unteren Teil der Kolonne liegt, und einem Einlaß für Flüssigkeit, der im oberen Teil der Kolonne liegt, wobei ein Auslaß für Flüssigkeit im unteren Endteil der Kolonne angeordnet ist und ein Auslaß für Gas im oberen Endteil der Kolonne. Im allgemeinen gibt es nur einen Auslaß für Gas, der am oberen Ende der Kolonne liegt; die Kolonne kann jedoch mit mehreren Einlässen für Flüssigkeit und Gas und mit mehreren Auslässen für Flüssigkeit versehen sein, wobei die Anzahl dieser Einlässe und Auslässe und ihre Orte von der Anwendung abhängen.
  • In der Kolonne ist zumindest eine horizontale Schale angeordnet, auf der im normalen Betrieb Flüssigkeit und Gas miteinander in Kontakt gebracht werden. Ein Beispiel einer solchen horizontalen Schale ist eine perforierte Platte, die mit einem Fallrohr versehen ist.
  • Im normalen Betrieb einer Kolonne, die mit einer solchen perforierten Platte mit einem Fallrohr ausgestattet ist, wird Flüssigkeit kontinuierlich auf die perforierte Platte aufgebracht und in einer Flüssigkeitsschicht auf der perforierten Platte gesammelt. Gas, das durch die Löcher in der perforierten Platte hindurchtritt, wird mit der Flüssigkeit auf der perforierten Platte in Kontakt gebracht. Überschüssige Flüssigkeit wird von der perforierten Platte über das Fallrohr abgeführt und auf die nächsttiefere perforierte Platte abgegeben, wo ein weiterer Kontakt erfolgt. Es versteht sich, daß, wenn die perforierte Platte die unterste perforierte Platte ist, die Flüssigkeit zum unteren Endteil der Kolonne strömt, von wo sie durch den Flüssigkeitsauslaß abgeführt wird. Gas, das aus der Flüssigkeitsschicht austritt, strömt nach oben zur nächsthöheren perforierten Platte, wo ein weiterer Kontakt stattfindet. Es versteht sich, daß, wenn die perforierte Platte die oberste perforierte Platte ist, das Gas zum oberen Endteil der Kolonne strömt, von wo es über den Gasauslaß abgezogen wird.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Kolonne zum Inkontaktbringen eines nach oben strömenden Gases mit einer nach unten strömenden Flüssigkeit, welche Kolonne eine horizontale Schale aufweist, die eine Platte mit einer rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung umfaßt, welche rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung einen Kontaktabschnitt unterhalb der Platte, einen Trennabschnitt oberhalb des Kontaktabschnittes und einen Auslaßabschnitt oberhalb des Trennabschnittes und oberhalb der Platte umfaßt, wobei der Kontaktabschnitt an seinem Boden geschlossen ist, die Wand des Kontaktabschnittes mit einer Vielzahl tangentialer Gaseinlässe versehen ist, ein Flüssigkeitsabgaberohr in Form eines Fallrohres, das nach unten durch die rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung verläuft, in das untere Ende des Kontaktabschnittes ausmündet, und der Auslaßabschnitt eine gasdurchlässige Wand aufweist, die mit Koalesziermitteln versehen ist.
  • Eine solche Vorrichtung ist in der britischen Patentschrift Nr. 1 123 546 offenbart. Bei der bekannten Vorrichtung weist die mit Koalesziermitteln ausgestattete gasdurchlässige Wand des Auslaßabschnittes zwei konzentrische Lagen expandierten Metalles auf, und der Auslaßabschnitt ist an seinem oberen Ende offen.
  • Im normalen Betrieb tritt das nach oben strömende Gas durch die tangentialen Gaseinlässe in den Kontaktabschnitt der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontakteinrichtung ein, und Flüssigkeit wird über das Flüssigkeitsabgaberohr dem unteren Teil des Kontaktabschnittes zugeführt. Die Flüssigkeit, die in den Kontakt abschnitt eintritt, wird durch das wirbelnde Gas dispergiert, und in dieser dispergierten Form wird die Flüssigkeit mit dem Gas in Kontakt gebracht. Das wirbelnde Fluid tritt in den Trennabschnitt der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung ein. Im Trennabschnitt bewegt sich die Flüssigkeit nach außen unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften und wird auf der Innenoberfläche der Wand des Trennabschnittes gesammelt. Gas und Flüssigkeit treten in den Auslaßabschnitt ein, Gas verläßt den Auslaßabschnitt der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen durch deren offenes oberes Ende, und Flüssigkeit koalesziert auf dem expandierten Metall, von wo es auf die Platte tropft.
  • Da das obere Ende des Auslaßabschnittes offen ist, kann eine große Menge an Flüssigkeit von dem Gas mitgerissen werden, welches den Auslaßabschnitt durch dessen oberes Ende verläßt.
  • Um das Mitreißen zu reduzieren, wurde eine verbesserte rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung vorgeschlagen, und diese Vorrichtung ist in "Mathematical description and analysis of mass transfer mechanics in contact equipment with vortical concurrent stream flow" bei N I Saval'ev und N A Nikolaev, Kirirov Kazan Chemical Technology Institute, übersetzt aus Teoreticheskie Osnovy Khimicheskoi Tekhnologii, Band 23, Nr. 4, Seiten 435-444e, Juli-August, 1989, offenbart.
  • Bei letzterer Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung weist die mit Koalesziermitteln ausgestattete gasdurchlässige Wand ein offenes Rohr mit einer zylindrischen Wand auf, die mit tangentialen Auslässen versehen ist, und ein U-förmiger Ringdeflektor ist über dem oberen Ende des offenen Rohres angeordnet, welcher Ringdeflektor eine Schürze hat, die sich über die tangentialen Auslässe erstreckt, um Flüssigkeit aufzufangen. Dadurch wird im normalen Betrieb ein Teil des nach oben strömenden Gases abgelenkt und im Gas mitgerissene Flüssigkeit vom Gas getrennt.
  • Die Anmelderin hatte gefunden, daß etwas Flüssigkeit auf dem zentralen Flüssigkeitsabgaberohr aufgefangen wird und daß diese Flüssigkeit anschließend weggeblasen und in den Massenmittel punkt des nach oben strömenden Gases mitgerissen wird. Da dieses Gas vom U-förmigen Ringdeflektor nicht abgelenkt wird, verläßt noch immer etwas Flüssigkeit den offenen Auslaßabschnitt zusammen mit dem Gas. Daher ist die Trennung von Gas und Flüssigkeit nicht vollständig.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Menge an Flüssigkeit zu reduzieren, die von dem Gas mitgerissen wird, welches die oben beschriebene rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung verläßt.
  • Zu diesem Zweck ist die Kolonne zum Kontaktieren eines nach oben strömenden Gases mit einer nach unten strömenden Flüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Auslaßabschnittes mit einer Abdeckung versehen ist, und daß die mit den Koalesziermitteln versehene gasdurchlässige Wand des Auslaßabschnittes eine rohrförmige Lage aus Koalesziermaterial aufweist, wobei der Innendurchmesser der rohrförmigen Lage zumindest gleich dem Außendurchmesser des Trennabschnittes ist.
  • Indem der Innendurchmesser der rohrförmigen Lage auf diese Weise gewählt wird, wird verhindert, daß koaleszierte Flüssigkeit zurück in den Trennabschnitt fällt. Die Abdeckung verschließt das obere Ende des Auslaßabschnittes, und somit lenkt die Abdeckung im normalen Betrieb das nach oben strömende Fluid ab, so daß das Fluid durch die mit den Koalesziermitteln ausgestattete gasdurchlässige Wand strömt.
  • Das Flüssigkeitsabgaberohr gibt Flüssigkeit in den unteren Teil des Kontaktabschnittes der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung ab. Die Flüssigkeit kann von der horizontalen Schale kommen, zu welcher die rohrförmige Gas/Flüssigkeits- Kontaktiereinrichtung gehört, und zu diesem Zweck sind Einlaßöffnungen in der Wand der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung oberhalb der horizontalen Schale vorgesehen, und das Flüssigkeitsabgaberohr ist mit Hilfe von Zufuhrleitungen an die Öffnungen angeschlossen. Die Flüssigkeit kann ebenso gut von der horizontalen Schale darüber kommen, und zu diesem Zweck ist das Flüssigkeitsabgaberohr ein Fallrohr, das sich nach unten durch die rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung erstreckt.
  • Geeigneterweise umfaßt die mit den Koalesziermitteln ausgestattete gasdurchlässige Wand des Auslaßabschnittes eine rohrförmige Lage aus Koalesziermaterial, wobei der Innendurchmesser der rohrförmigen Lage gleich oder größer als der Außendurchmesser des Trennabschnittes ist. Die Größe des Innendurchmessers der rohrförmigen Lage wird so gewählt, daß die in der rohrförmigen Lage aus Koalesziermaterial aufgefangene Flüssigkeit in den Raum außerhalb der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung und auf die Platte tropfen kann. Damit der Widerstand für die Gasströmung durch die rohrförmige Lage aus Koalesziermaterial nicht zu groß ist, ist die freie Fläche der rohrförmigen Lage aus Koalesziermaterial größer oder gleich dem 1- bis 1,5-fachen der Querschnittsfläche der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung.
  • Geeigneterweise umfaßt das Koalesziermaterial eine Lage aus expandiertem Metall, die ein Metallblech ist, welches geschlitzt und zu einem Gitter gedehnt ist. Noch zweckmäßiger ist es, wenn das Koalesziermaterial zumindest zwei konzentrische Lagen aus expandiertem Metall umfaßt.
  • Um die Abtrennung von Flüssigkeit aus den durch die gasdurchlässige, mit den Koalesziermitteln ausgestattete Wand des Auslaßabschnittes strömenden Gases zu verbessern, weist der Auslaßabschnitt ferner zwei oder mehr Koaleszierstreifen auf, die in regelmäßigen Abständen entlang der Außenoberfläche der mit den Koalesziermitteln ausgestatteten gasdurchlässigen Wand angeordnet sind.
  • Bei der bekannten Vorrichtung ist der Kontaktabschnitt mit verschiedenen langgestreckten tangentialen Gaseinlässen versehen, die in regelmäßigen Abständen entlang des Umfanges des Kontaktabschnittes angeordnet sind. Jeder tangentiale Gaseinlaß umfaßt einen langgestreckten Streifen, der zur Innenseite des Kontaktabschnittes gebogen ist, wobei die Höhe des Streifens im we sentlichen gleich der Höhe des Kontaktabschnittes ist. Das nach oben strömende, in den Kontaktabschnitt eintretende Gas wird abgelenkt, und die Geschwindigkeit des Gases im Kontaktabschnitt besitzt eine Komponente in axialer Richtung und eine Komponente in Umfangsrichtung. Die Größe der Geschwindigkeit in axialer Richtung bestimmt die Zeit, während der das Gas und die Flüssigkeit miteinander in Kontakt sind, und es versteht sich, daß die Kontaktzeit umgekehrt proportional zur Größe der Geschwindigkeit in axialer Richtung ist. Um die Größe der Geschwindigkeit in axialer Richtung zu verringern, werden die langgestreckten tangentialen Gaseinlässe durch eine Vielzahl tangentialer Einlässe ersetzt, die in Kolonnen angeordnet sind.
  • Jeder tangentiale Gaseinlaß umfaßt eine Zunge, die zur Innenseite des Kontaktabschnittes gebogen ist, wobei die Höhe der Zunge klein im Vergleich zur Höhe des Kontaktabschnittes ist. Die Höhe der Zunge beträgt geeigneterweise weniger als 10% der Länge des Kontaktabschnittes.
  • Zweckmäßigerweise ist der Kontaktabschnitt mit zwei oder mehreren solchen Kolonnen von tangentialen Gaseinlässen versehen, wobei die Kolonnen in regelmäßigen Abständen entlang des Umfanges des Kontaktabschnittes angeordnet sind.
  • Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, welche schematisch einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Kolonne zeigt.
  • Die Kolonne 1 zum Inkontaktbringen von nach oben strömendem Gas mit nach unten strömender Flüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Einlaß (nicht gezeigt) für Gas versehen, der im unteren Teil der Kolonne 1 angeordnet ist, mit einem Einlaß (nicht gezeigt) für Flüssigkeit, der im oberen Teil der Kolonne 1 liegt, einem Auslaß (nicht gezeigt) für Flüssigkeit, welcher im unteren Endteil der Kolonne 1 liegt, und einem Auslaß (nicht gezeigt) für Gas, der im oberen Endteil der Kolonne 1 liegt.
  • In der Kolonne 1 sind zwei horizontale Schalen angeordnet, eine obere horizontale Schale 3 und eine untere horizontale Schale 5. Die horizontalen Schalen 3 und 5 liegen zwischen dem untersten Einlaß für Gas und dem Auslaß für Gas. Die obere horizontale Schale 3 weist eine horizontale Platte 6 auf, die mit zwei vertikalen rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 ausgestattet ist, die durch Öffnungen in der Platte 6 verlaufen, und die untere horizontale Schale 5 weist eine horizontale Platte 7 auf, die mit einer vertikalen rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 versehen ist, welche durch eine Öffnung in der Platte 7 verläuft.
  • Jede der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 und 10 weist einen Kontaktabschnitt 12, einen Trennabschnitt 13, der oberhalb des Kontaktabschnittes 12 angeordnet ist, und einen Auslaßabschnitt 15 auf, welcher oberhalb des Trennabschnittes 13 liegt. Die Kontaktabschnitte 12 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 liegen unterhalb der Platte 6, die Auslaßabschnitte 15 liegen oberhalb der Platte 6, der Kontaktabschnitt 12 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 liegt unter der Platte 7, und der Auslaßabschnitt 15 liegt über der Platte 7. Der Kontaktabschnitt 12, der Trennabschnitt 13 und der Auslaßabschnitt 15 stehen untereinander in Fluidverbindung.
  • Die Wand des Kontaktabschnittes 12 ist mit einer Vielzahl tangentialer Gaseinlässe 16 versehen. Jeder tangentiale Gaseinlaß 16 weist eine Zunge auf, die zur Innenseite des Kontaktabschnittes 12 gebogen ist, wobei die Höhe der Zunge klein im Vergleich zur Höhe des Kontaktabschnittes 12 ist, und die tangentialen Gaseinlässe 16 sind übereinander in einer Kolonne 17 angeordnet sind. Zwecks Klarheit sind nicht alle tangentialen Gaseinlässe mit einem Bezugszeichen bezeichnet, und die Zungen wurden nicht mit einem Bezugszeichen bezeichnet.
  • Der Kontaktabschnitt 12 ist an seinem unteren Ende mit Hilfe einer Abdeckung 18 verschlossen. Ein Flüssigkeitsabgaberohr 19 mündet in das untere Ende des Kontaktabschnittes 12. Die Flüssigkeitsabgaberohre 19 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 sind an Zufuhrleitungen 20 angeschlossen, welche Einlaßöffnungen 21 haben, die über der Platte 6 ausmünden. Das Flüssigkeitsabgaberohr 19 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 ist ein Fallrohr 23, welches sich durch eine Öffnung in der Platte 6 von der nächsthöheren Schale 3 nach unten durch die rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 erstreckt, welches Fallrohr 23 eine Einlaßöffnung 24 besitzt, die über den Einlaßöffnungen 21 liegt.
  • Der Auslaßabschnitt 15 umfaßt eine gasdurchlässige Wand, die mit Koalesziermitteln 25 versehen ist. Die Oberseite des Auslaßabschnittes 15 ist mit einer Abdeckung 27 versehen.
  • Die mit den Koalesziermitteln 25 ausgestattete gasdurchlässige Wand umfaßt eine rohrförmige Lage aus Koalesziermitteln in Form zweier konzentrischer Lagen eines expandierten Metalles 30, wobei der Innendurchmesser der rohrförmigen Lage von Koalesziermitteln gleich oder größer als der Außendurchmesser des Trennabschnittes 13 ist, so daß die rohrförmige Lage über den Trennabschnitt 13 paßt. Der Auslaßabschnitt 15 weist ferner zwei Koaleszierstreifen 32 auf, die in regelmäßigen Abständen entlang der Außenoberfläche der mit den Koalesziermitteln 25 ausgestatteten gasdurchlässigen Wand angeordnet sind.
  • Im normalen Betrieb wird Flüssigkeit kontinuierlich dem Einlaß (nicht gezeigt) für Flüssigkeit zugeführt, der im oberen Teil der Kolonne 1 angeordnet ist, und Gas wird kontinuierlich dem (nicht gezeigten) Einlaß für Gas zugeführt, der im unteren Teil der Kolonne 1 angeordnet ist. Die dem oberen Ende der Kolonne 1 zugeführte Flüssigkeit wird auf der Platte 6 der oberen horizontalen Schale 3 gesammelt. Ein Teil der Flüssigkeit strömt durch die Einlaßöffnungen 21 in die Flüssigkeitsabgaberohre 19, ein anderer Teil der Flüssigkeit strömt durch die Einlaßöffnung 24 und das Fallrohr 23 in das untere Ende des Kontaktabschnittes 12 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10, und der Rest der Flüssigkeit verbleibt auf der Platte 6. Das nach oben strömende Gas tritt durch die tangentialen Gaseinlässe 16 in die Kontaktabschnitte 12 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 ein. Die in die Kontaktabschnitte 12 eintretende Flüssigkeit wird durch das wir belnde Gas dispergiert, und in dispergierter Form wird die Flüssigkeit mit dem Gas in Kontakt gebracht. Das wirbelnde Fluid tritt in die Trennabschnitte 13 der rohrförmigen Gas- Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 ein. In den Trennzonen 13 bewegt sich die Flüssigkeit nach außen unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften und wird auf den Innenoberflächen der Wände der Trennabschnitte 13 aufgefangen. Gas und Flüssigkeit treten in die Auslaßabschnitte 15 ein und verlassen die Auslaßabschnitte 15 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 durch die Koalesziermittel in Form der beiden konzentrischen Lagen aus expandiertem Metall. Flüssigkeit wird auf den Koalesziermitteln gesammelt und tropft nach unten auf die Platte 6, und Gas strömt nach oben. Die Auslaßabschnitte 8 sind mit Koaleszierstreifen 32 versehen, welche die Trennung verbessern und das Mitreißen von Flüssigkeit im Gas verringern. Die Abdeckung 27 lenkt das nach oben strömende Fluid ab, so daß es durch die Koalesziermittel strömt.
  • In dem Falle, wo eine weitere horizontale Schale (nicht gezeigt) über der oberen horizontalen Schale 3 liegt, wird Gas mit Flüssigkeit in den Kontaktiereinrichtungen (nicht gezeigt) dieser weiteren horizontalen Schale in Kontakt gebracht, und Flüssigkeit strömt nach dem Kontaktieren durch ein Fallrohr (nicht gezeigt) auf die Platte 6. Und in dem Fall, wo die obere horizontale Schale 3 die oberste horizontale Schale ist, strömt Gas zum oberen Ende der Kolonne 1, von wo es durch den Gasauslaß (nicht gezeigt) abgezogen wird; und in diesem Fall wird Flüssigkeit, die dem Flüssigkeitseinlaß zugeführt wird, direkt auf die Platte 6 zugeführt.
  • Flüssigkeit, die durch das Fallrohr 23 strömt, wird zum unteren Ende der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 geleitet, die zur unteren horizontalen Schale 5 gehört. In der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 werden Gas und Flüssigkeit miteinander in derselben Weise in Kontakt gebracht, wie es oben unter Bezugnahme auf die rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen 8 beschrieben wurde. Flüssigkeit, welche den Auslaßabschnitt 15 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 verläßt, wird auf der Platte 7 der unteren horizontalen Schale 5 gesammelt, und überschüssige Flüssigkeit wird von der unteren horizontalen Schale 5 durch das Fallrohr 35 hin abgeführt, welches sich durch eine Öffnung in der Platte 7 erstreckt.
  • In dem Falle, wo es eine weitere horizontale Schale (nicht gezeigt) unterhalb der unteren horizontalen Schale 5 gibt, mündet das Fallrohr 35 in die rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung (nicht gezeigt) dieser weiteren horizontalen Schale; und in dem Fall, wo die untere horizontale Schale 5 die unterste horizontale Schale ist, wird Flüssigkeit zum unteren Ende der Kolonne 1 hin ausgebracht, von wo es über den Auslaß für Flüssigkeit (nicht gezeigt) abgezogen wird.
  • Einige Versuche wurden durchgeführt, um den Effekt der erfindungsgemäßen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung zu zeigen. In den beiden Versuchen wurden vier horizontale Schalen mit Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtungen vorgesehen, Wasser wurde als Flüssigkeit verwendet und Luft als Gas. Die ersten Versuche wurden mit Vorrichtungen nach dem Stand der Technik durchgeführt, wobei die mit den Koalesziermitteln ausgestattete gasdurchlässige Wand ein offenes Rohr mit einer zylindrischen Wand aufwies, die mit tangentialen Auslässen in Form von vertikalen Schlitzen versehen war, und ein Deflektor an der Oberseite in Form eines ringförmigen Ringes, der am oberen Ende des Auslaßabschnittes montiert war. Jede Schale umfaßte elf Einrichtungen mit einem Innendurchmesser von 50 mm. Bei einer Gaslast von 0,70 m/s betrug das durchschnittliche Mitreißen etwa 0,3. Diese Ergebnisse können mit dem Ergebnis der vier Schalen verglichen werden, die jeweils mit vier erfindungsgemäßen Einrichtungen versehen waren, von denen jede einen Innendurchmesser von 100 mm hatte. Bei derselben Flüssigkeitsströmungsrate und bei einer Gaslast von 0,70 m/s betrug das Mitreißen 0,03.
  • In den oben genannten Ergebnissen bezeichnet das "Mitreißen" das Volumen an mitgerissener Flüssigkeit pro Zeiteinheit, dividiert durch das Volumen an der Kolonne zugeführter Flüssigkeit pro Zeiteinheit, und der Gaslastfaktor ist das der Kontaktier einrichtung zugeführte Gasvolumen pro Zeiteinheit, dividiert durch die Fläche der Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung mal der Quadratwurzel des Verhältnisses der Gasdichte zu der Flüssigkeitsdichte minus der Gasdichte. Bei der erfindungsgemäßen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung ist das Mitreißen von Flüssigkeit im Gas, welches den Auslaßabschnitt der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung verläßt, wesentlich reduziert.
  • Um das Kontaktieren zu verbessern, ist das untere Ende des Kontaktabschnittes 12 der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung 10 unterhalb des untersten tangentialen Gaseinlasses 16 mit einem Wirbelbrecher in Form einer vertikalen flachen Platte 38 ausgestattet, die auf der Abdeckung 18 angeordnet ist, wobei das untere Ende des Flüssigkeitsabgaberohres 19 in einer Ausnehmung 40 in der oberen Kante der flachen Platte 38 liegt. Der Wirbelbrecher kann auch zwei flache Platten umfassen, wobei eine flache Platte in der Zeichnungsebene liegt (wie die flache Platte 38) und die zweite flache Platte (nicht gezeigt) senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.
  • Der Auslaßabschnitt 25 kann mehr als die zwei Koaleszierstreifen 32 aufweisen, die in der Zeichnung gezeigt sind, beispielsweise zwischen 3 und 5, wobei alle Koaleszierstreifen in regelmäßigen Abständen entlang der Außenoberfläche der mit den Koalesziermitteln 25 ausgestatteten gasdurchlässigen Wand entsprechend angeordnet sind. Die Breite eines Koaleszierstreifens beträgt etwa 10% der Länge des Umfanges der gasdurchlässigen Wand.
  • Der Querschnitt der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung erörtert wurde, ist kreisförmig, jedoch kann der Querschnitt ebenso gut polygonal sein.
  • Es versteht sich, daß das untere Ende des Flüssigkeitsabgaberohres 19 unter dem untersten tangentialen Gaseinlaß 16 liegt, so daß im normalen Betrieb Flüssigkeit, die im unteren Ende jeder der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrich tungen 8 und 10 vorhanden ist, das Flüssigkeitsabgaberohr 19 verschließt. Um ein Füllen des unteren Endes jedes der Kontaktrohre zu ermöglichen, ist die Wand jedes Kontaktrohres mit einer kleinen Öffnung (nicht gezeigt) versehen, die über der Platte der horizontalen Schale liegt, zu welcher das Kontaktrohr gehört, und unterhalb der Einlaßöffnung 24 des Fallrohres 23. Um ein Entleeren des unteren Endes einer rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung zu ermöglichen, ist die Abdeckung 18 am Boden des Kontaktabschnittes 12 mit einer kleinen Öffnung (nicht gezeigt) versehen. Die Größe der Öffnungen in der Wand und in der Abdeckung wird so gewählt, daß die Anwesenheit der Öffnungen die Trennleistung der rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung nicht beeinträchtigt.

Claims (6)

1. Kolonne (1) zum Kontaktieren von nach oben strömendem Gas mit nach unten strömender Flüssigkeit, welche Kolonne (1) eine horizontale Schale (3, 5) mit einer Platte (6, 7) aufweist, die mit einer rohrförmigen Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung (8, 10) ausgestattet ist, welche rohrförmige Gas/Flüssigkeits- Kontaktiereinrichtung (8, 10) einen Kontaktabschnitt (12) aufweist, der unter der Platte (6, 7) liegt, einen Trennabschnitt (13) oberhalb des Kontaktabschnittes (12), und einen Auslaßabschnitt (15) oberhalb des Trennabschnittes (13) und oberhalb der Platte (6, 7), wobei der Kontaktabschnitt (12) an seinem Boden geschlossen ist, die Wand des Kontaktabschnittes (12) mit einer Mehrzahl von tangentialen Gaseinlässen (16) versehen ist, ein Flüssigkeitsabgaberohr in Form eines Fallrohres (19), das sich nach unten durch die rohrförmige Gas/Flüssigkeits-Kontaktiereinrichtung (10) erstreckt, in das untere Ende des Kontaktabschnittes (12) ausmündet, und der Auslaßabschnitt (15) eine gasdurchlässige Wand aufweist, die mit Koalesziermitteln (25) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Auslaßabschnittes (15) mit einer Abdeckung (27) ausgestattet ist, welche die Oberseite des Auslaßabschnittes verschließt und das nach oben strömende Gas mit der mitgerissenen Flüssigkeit ablenkt, so daß es durch die Koalesziermittel strömt, und daß die mit den Koalesziermitteln (25) ausgestattete gasdurchlässige Wand des Auslaßabschnittes eine rohrförmige Lage aus Koalesziermaterial aufweist, wobei der Innendurchmesser der rohrförmigen Lage zumindest gleich dem Außendurchmesser des Trennabschnittes (13) ist.
2. Kolonne nach Anspruch 1, bei welcher das Koalesziermaterial eine Lage aus expandiertem Metall umfaßt.
3. Kolonne nach Anspruch 2, bei welcher das Koalesziermaterial zwei konzentrische Lagen aus expandiertem Metall umfaßt.
4. Kolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Auslaßabschnitt (15) ferner zwei oder mehrere Koaleszierstreifen (32) umfaßt, die in regelmäßigen Abständen entlang der Au ßenoberfläche der mit dem Koalesziermittel (25) ausgestatteten gasdurchlässigen Wand angeordnet sind.
5. Kolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher jeder tangentiale Gaseinlaß (16) eine Zunge aufweist, die zur Innenseite des Kontaktabschnittes (12) gebogen ist, wobei die Höhe der Zunge klein im Vergleich zur Höhe des Kontaktabschnittes (12) ist und wobei die tangentialen Gaseinlässe (16) übereinander in einer Kolonne angeordnet sind.
6. Kolonne nach Anspruch 5, bei welcher der Kontaktabschnitt (12) mit zwei oder mehreren Kolonnen von tangentialen Einlässen (16) versehen ist, welche Kolonnen in regelmäßigen Abständen entlang des Umfanges des Kontaktabschnittes (12) angeordnet sind.
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