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Rektifizier-, Destillier- und Waschkolonne Fiir das Destillieren und
Rektifizieren bzw.
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Reinigen von Flüssigkeiten werden die bekannten Destillier- und Rektifizierkolonnen
verwendet. Diese Rektifizierkolonnen haben den Zweck, durch wiederholte Aufkochung
eines Flüssigkeitsgemisches, welches durch einen Dephlegmator gebildet wird, das
Leichtsiedende vom Schwersiedenden zu trennen.
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Diese Trennung geschieht durch Tunnel-, Glocken- oder Siebböden, teilweise
auch durch Ringböden, und zwar derart, daß diese Glocken oder Tunnel in eine niedrige
Flüssigkeitsschicht eintauchen, durch welche die Dämpfe hindürchtreten. Das Schwersiedende
aus dem Dampf kondensiert sich auf den einzelnen Böden. Durch die Wärmeabgabe bei
der Kondensation entstehen leichtsiedende Dämpfe; die nach dem nächsthöheren Boden
treten, wo dasselbe Spiel wieder beginnt.
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Jeder Boden erhält die Rückflußflüssigkeit vom Kondensator oder Dephlegmator,
und zwar derart, daß dieser Rückfluß über einen Boden fließt, sich in einem Rohr
sammelt und ,auf den nächsttieferen Boden geleitet wird. Durch diese Rückfiußflüssigkeit
steigt, wie vorstehend beschrieben, der von unten kommende Dampf hindurch, gibt
das Schwersiedende ab, so daß das Leichtsiedende in den Dephlegmator als reines
Produkt gelangt, von dem es zum Teil abgezogen wird. Damit diese Kolonnen ein einwandfreies,
leichtsiedendes Produkt erzeugen, müssen sie mit einem entsprechenden Bodenabstand
versehen sein. Es ist auch erforderlich, daß für die Herstellung eines leichtsiedenden
Produktes immer 30. bis 50 Böden angewandt
erdcl -obei die Bodenentfernung
je nach Größe der Kolonne I50 bis 250mm beträgt.
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Durch die hohe Anzahl der Böden und durch die bedingte Bodenentfernung
erhalten die Rektifizier- und Destillierkolonnen allgemein eine sehr hohe Bauhöhe.
Es ist deshalb erforderlich, daß für die Aufstellung derartiger apparate Gebäude
in großer Höhe zur Verfügung gestellt werden müssen, weil die Bauhöhe einer derartigen
Kolonne etwa 6 bis Sm beträgt.
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Bei der vorstehenden Erfindung handelt es sich darum, einen Apparat
zu schalten, der trotz der benötigten Anzahl der Böden Produkte von höchster Reinheit
erzeugt, wobei aber die Kolonnenhöhe etwa nur ein Drittel bis ein einhalb der sonst
üblichen Kolonnenhöhe beträgt, und zwar wird dieses dadurch erreicht, daß die einzelnen
Böden so untereinander angeordnet werden, daß erstens der Raum für die Dampfhöhe
keine Verringerung erfährt und zweitens der Bodenabstand infolge der seitlichen
Ablenkung der Dämpfe verringert werden kann. Der Durchgang der Dämpfe zu dem näclisthöher
liegenden Boden wird nicht, wie sonst üblich, durch den Boden selbst vorgenommen,
sondern durch den an dem Boden befindlichen Eintauchkörper, der mit dem Rektifizierboden
ein Stück bildet. Die Dämpfe steigen aus der Flüssigkeit und werden parallel zum
Kolonnenquerschnitt abgeleitet und können dann in einen höheren.
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Raum, der durch die Anordnung der Böden bedingt ist, expandieren.
Durch diesen höheren Expansionsraum findet eine Minderung der Dampfgeschwindigkeit
statt, wodurch Flüssigkeitstropfen, die dem Dampf anhaften, abgeschieden werden
und infolge der Gesdiwindigkeitsminderung des Dampfes auf den Boden, dem sie entstammen,
zurückfallen. Da dieser Dampfraum mit einer Höhe von etwa 150 mm vorgesehen ist,
kann ein Mithochreißen von Flüssigkeitstropfen nicht stattfin -den, trotzdem der
Bodenabstand geringer ist, so daß eine einwandfreie Rektifikation gewährleistet
ist. Die Anordnung der Böden erfolgt so. daß in einem Bodenabstand von 1 50 mm drei
Böden untergebracht werden, ohne daß der Dampfraum zum nächsthöheren Boden verkleinert
wird.
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Die beiliegende Zeichnung stellt eine Kolonne im Schnitt dar, und
zwar Fig. 1 den Grundriß eines Bodens, Fig. 2 einen Schnitt durch drei Böden.
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Fig. 3 die Ansicht der Richtung A des Grundrisses und Fig. 4 eine
perspektivische Ansicht, von A des Grundrisses aus gesehen.
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Die Kolonne besteht aus dem zylindrischen Mantel a. In diesem sind
die Böden eingebaut, die den Kolonnenquerschnitt nur zu j1 ausfüllen. Der Abstand
dieser 3 Böden beträgt bei c etwa 60 bis 75 mm. Durch die / Bodenanordnung wird
ein Dampfraum d geschaffen, der eine Höhe von 120 bis 150 mto hat, also dem sonst
üblichen Bodenabstand entspricht. Jeder Boden besteht aus der s/A-Scheibe e, die
an dem Viertelkreisaussehnit f nach oben gebogen ist, und zwar so hoch, daß sie
bis über den Füssigkeitsstand der - Böden reicht. Die Unterseite jedes einzelnen
Bodens ist so ausgebildet, daß stehende Wändeg entstehen, die in der Draufsicht
eine dreieckige Form haben.
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Durch diese Anordnung wird der Dampf, der in dem 3/4 - Ausschnitt
aufsteigt, voll kommen gleichmäßig über den ganzen Boden verteilt. Der Querschnitt
der dreieckigen Wände ist so gehalten, daß er an der Stelle Ii-, wo die Hauptmenge
der Dämpfe ankommt, am größten ist. Die Dämpfe nehmen ihren Weg in der Richtung
wobei sie ihr Volumen verringern. Die Ges chwindigkeitsgleichheit der Dämpfe wird
dadurch konstant gehalten, daß die stehenden Wände g sich im Querschnitt entsprechend
der Volumenverminderung verengen, wodurch eine fast vollkommen gleichmäßige Dampfdurchströmung
durch die auf jedem Boden stehende Flüssigkeit erreicht wird. Die untere Seite des
Bodens taucht in die obere Seite des darunterliegenden Bodens in die Flüssigkeit
ein, wodurch ein auf den ganzen Boden gleichmäßig verteilter Verschluß entsteht.
Beim Aufsteigen der Dämpfe müssen diese immer diesen Flüssigkeitsverschluß passieren,
wodurch die Rektifikation vorgenommen wird. Durch die seitliche Ablenkung der Dämpfe
zu dem 3,/4-Ausschnitt des darüber befindlichen Bodens, d. h. durch die Richtungsänderung
des strömenden Dampfes, wird eine Schleuderwirkung erzielt, wodurch evtl. mitgerissene
Flüssigkeitstropfen auf den Kolonnenmantel geschleudert werden, wodurch eine Flüssigkeitsabscheidung
gewährleistet ist. Der Rücklauf der Flüssigkeit, der von oben nach unten die Kolonne
passiert, wird durch Rohre vorgenommen. Die Anordnung der einzelnen Böden wird so
vorgenommen, daß sich ein Boden auf den anderen stützt. Der Mantel dieser Rolonne
kann zweiteilig ausgeführt werden, so daß er auch aus zwei Halbzy]indern bestehen
kann. Durch die Anordnung der Unterteile g wird infolge der hin und her gehenden
Bleche ein verhältnismäßig großer Berührungsraum für die Dampfdurchgänge geschaffen,
wodurch der Wirkungsgrad der einzelnen Böden gegen über einer anderen Kolonne mit
Glocken oder Tunnel bedeutend erhöht wird. Außerdem tritt durch die verringerte
Bauhöhe eine bedeutend geringere Wärmeausstrahhing ein. Dadurch
tritt
eine gewisse Dampfersparnis ein, die durch Verminderung der Oberfläche der Kolonne
und durch die große Berührungsfläche der stehenden Wände erzielt wird.