-
Fraktionierkolonne od. dgl.
-
Die Erfindung bezieht sich auf Fraktionierkolonnen od. dgl. mit durch
Flüssigkeitsverschluß abgedichteten, herausnehmbaren Böden.
-
Es ist bekannt, die Böden von Fraktionierkolonnen gegen die Behälterwand
herausnehmbar in fest mit der Behälterwand verbundenen Flüssigkeitstassen zur lagern.
Schwierigkeiten bereitet hierbei die Anfüllung der Dichtungstassen mit einer geeigneten
Sperrflüssigkeit. Benutzt man dazu einen Teil der zu destillierenden Flüssigkeit
und läßt die Sperrflüssigkeit vom Kopf der Kolonne von Dichtungstasse zu Dichtungstasse
an der Behälterwandung entlangfließen, so ergibt sich der Nachteil, daß ein Teil
des Destillationsgutes nicht oder nur ungenügend an dem Stoffaustausch in der Kolonne
teilnimmt und die Fraktionierung entsprechend schlechter wird. Die Verwendung einer
neutralen, d. h. nicht in dem Destillationsgut löglichen oder mit ihm reagierenden
oder verdampfenden Sperrflüssigkeit ist aber praktisch nie möglich.
-
Die Erfindung ermöglicht demgegenüber die Benutzung der zu destillierenden
Flüssigkeit zur Abdichtung der Dichtungstassen, indem die Sperrflüssigkeit so abwechselnd
über die Kolonnenböden und durch die Flüssigkeitstassen geleitet wird, daß sie genau
wie der restliche Teil des Destillationsgutes an den Stoffatstauschvorgängen in
der Kolonne teilnimmt.
-
Gemäß der Erfindung wird der Flüssigkeitszulauf zu den Dichtungstassen
durch in oder an den Kolonnenböden vorgesehene Verbindungsöffnungen zu den Dichtungstassen
vorgenommen. Durch diese
Offnungen fließt dauernd eine geringe Teilmenge
der zu destillierenden Flüssigkeit von dem Kolonnenboden in die zugehörige Dichtungstasse
und von dieser auf den nächsten Kolonnenboden und so fort.
-
Um die von den Kolonnenböden in die Dichtungstassen abgezogene Flüssigkeitsmenge
möglichstvollständig an dem Stoffaustausch in der Kolonne teilnehmen zu lassen,
sind die Verbindungsöffnungen zwischen Kolonnenboden und Dichtungstasse so angeordnet,
daß die Flüssigkeit vom Ablaufende des Kolonnenbodens zunächst in den zwischen dem
Tauchrand des Bodens und der Behälterwand gebildeten freien Raum gelangt und dann
innerhalb der Flüssigkeitstasse zu Öffnungen des Tassenrandes, die versetzt zu der
Stelle, wo die Flüssigkeit in die Tasse eintritt, liegen und durch die die Flüssigkeit
auf den nächsttieferen Kolonnenboden fließt. Dort mischt sie sich mit der Flüssigkeit,
die unmittelbar von dem. höheren Kolonnenboden kommt, so daß alle Teile der Destillationsflüssigkeit
zum Austausch mit dem Dämpfegemisch kommen. Der als Sperrflüssigkeit verwendete
Teil des Destillationsgutes fließt also im Zickzackweg über die Kolonnenböden, so
daß auf allen Böden eine praktisch homogene Gemischbildung erfolgt.
-
Die Erfindung sieht weiter vor, den zwischen Tauchrand der Böden
und der Behälterwand gebildeten freien Raum im Querschnitt kleiner zu halten als
den Querschnitt zwischen Tauchrand und Flüssigkeitstassenrand. Dadurch wird erreicht,
daß sich in dem Raum kleineren Querschnittes zwischen Tauchtassenrand und Behälterwand
eine höhere Flüssigkeitssäule anstauen kann, die ein Durchschlagen der Destillierdämpfe
verhindern, so daß die Tauchtasse selbst eine ihre Unterbringung erleichternde niedrige
Bauhöhe erhalten kann.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
-
Abb. I dieser Zeichnung zeigt einen senkrechten Teilquerschnitt einer
gemäß der Erfindung ausgebildeten Fraktionierkolonne; Abb. 2 ist eine Aufsicht auf
die offene Fraktionierkolonne; Abb. 3 stellt einen senkrechten Teilquerschnitt entsprechend
Abb. 1 in vergrößertem Maßstab dar.
-
Mit I ist der beispielsweise zylindrische Behälter der Kolonne bezeichnet,
der je nach der zu verarbeitenden Flüssigkeit aus Schmiedeeisen oder Gußeisen besteht.
In dem Behälter I sind in bestimmten Abständen ringförmige Dichtungstassen 2 an
der Behälterwand fest angebracht. Besteht der Behälter aus Schmiedeeisen, wie beim
Ausführungsbeispiel, so sind die Flüssigkeitstassen 2 an dem Behälter angeschweißt.
Wird die Kolonne aus mehreren Guß eis enstutzen aufgebaut, so wird die Tauchtasse
2 entweder an der Behälterwand angegossen oder sie wird mit ihrem vorspringenden
Rand zwischen die Flansche der Kolonnenringe eingespannt.
-
Die Kolonnenböden 3 besitzen einen umlaufenden, nach oben gerichteten
Rand, der sich nach unten in einem Tauchrand 5 fortsetzt Mit diesem Tauchrand 5
greift der Kolonnenboden 3 in die Flüssigkeitstasse 2 ein. Der Kolonnenboden besitzt
durchgehende Stauwände 6 und 7. Die an der Flüssigkeitszufuhrseite gelegene Stauw,and
6 hat eine größere Höhe als die an der Ablaufseite gelegene Stauwand 7 und ist mit
Einbuchtungen 8 für den Flüssigkeitsüberlauf versehen. Zwischen den beiden Stauwänden
6 und 7 besitzt der Kolonnenboden eine Reihe von Dämpfestutzen 9, die in bekannter
Weise von Hauben 10 überdeckt sind.
-
Die zu destillierende Flüssigkeit wird den Kolonnenböden durch ein
Rohr II zugeführt, das an der einen Seite jedes Kolonnenbodens angebracht ist und
gleichzeitig zum Ableiten der von diesem Boden ablaufenden Flüssigkeit und zum Überführen
dieser Flüssigkeit auf den darunterliegenden Boden dient.
-
Die Böden 3 sind vorzugsweise aus einzelnen Teilen 12 zusammengesetzt,
die an in der Zeichnung nicht dargestellten Flanschen mittels Schrauben miteinander
verbunden sind und einzeln durch Mannlöcher I3 in den Behälter eingebracht werden.
-
Die durch die Rohre II auf den Kolonnenboden 3 fließende Flüssigkeit
verteilt sich durch die Stauwand 6 gleichmäßig über die ganze Fläche des Bodens.
Die von unten in den Behälter eingeleiteten Dämpfe, beispielsweise Wasserdampf,
ziehen durch die Dampfstutzen g jedes Kolonnenbodens in gleichmäßiger Verteilung
und kommen dabei mit der auf den Böden angestauten Flüssigkeit in Berührung. Die
Flüssigkeit gelangt dann über die Überlaufwand 7 in das hinter diesen angeordnete
Rohr II, welches die Flüssigkeit auf den nächsten Boden führt.
-
An der Ablaufseite jedes Kolonnenbodens sind nun vor der Stauwand
7 in der senkrechten Abschlußwand 4 des Bodens kleine Öffnungen 14 angeordnet, durch
die ein Teil der über den Boden geleiteten Flüssigkeit abgezogen wird. Dieser Flüssigkeitsteil
gelangt in den von der senkrechten Abschlußwand 4 und der anschließenden Tauchwand
5 einerseits und der Behälterwand I andererseits gebildeten Ringraum I5 und fließt
dann in der durch Pfeile I6 bezeichneten Richtung in der Flüssigkeitstasse 2 nach
der Seite der Flüssigkeitszufuhr auf den Kolonnenboden. An dieser Seite sind in
dem Tauchrand 5 des Bodens 3 Aussparungen I7 vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit
in den von dem Rand IS der Tauchtasse 2 und dem Tauchrand 5 gebildeten anderen Teil
der Flüssigkeitstasse 2 überfließt. In der durch Pfeile I9 bezeichneten Richtung
fließt die Flüssigkeit sodann nach der Abfluß seite des Kolonnenbodens und läuft
durch Aussparungen 20 am Tauchtassenrand I8 iiber. Die von der Flüssigkeitstasse
2 überlaufende Flüssigkeit gelangt somit mit der von dem Boden durch Rohr In ablaufenden
Flüssigkeit auf den darunterliegenden Kolonnenboden, wo die Flüssigkeitsverteilung
in gleicher Weise vor sich geht.
-
Wie aus Abb. 3 ersichtlich, sind an dem Flüssigkeitstassenrand i8
Vorsprünge 2I, beispielsweise durch Schweißung, angebracht. In diesen Vorsprüngen
21 sind Stellschrauben 22 mit Gewinde
verstellbar, die durch eine
Gegenmutter 23 gesichert sind. Durch diese vorzugsweise an drei Stellen auf dem
Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Stellschrauben 22 wird die genaue waagerechte
Lage der Böden 3 eingestellt.