WO1990012631A1 - A process and device for vapour condensation and heat conversion - Google Patents

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WO1990012631A1
WO1990012631A1 PCT/DE1990/000281 DE9000281W WO9012631A1 WO 1990012631 A1 WO1990012631 A1 WO 1990012631A1 DE 9000281 W DE9000281 W DE 9000281W WO 9012631 A1 WO9012631 A1 WO 9012631A1
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liquid
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PCT/DE1990/000281
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Fritz Curtius
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Fritz Curtius
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0027—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium
    • B01D5/003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium within column(s)

Definitions

  • the proven apparatus for the liquefaction of pure vapors or steam mixtures is the indirect heat exchanger, in which the heat of condensation is transferred to a cooling medium. If the condensation temperatures of the steam are so low that no suitable cooling medium is available, the vapors are first compressed and then condensed or liquefied at a higher temperature level by means of an existing cooling medium.
  • the naturally occurring and therefore degradable vapors should be economical in a higher temperature, pressure and application area can be used.
  • Exhaust gas scrubbers are at least partially a large-scale solution and thus an indication of another way of liquefying vapors.
  • the vaporous pollutants HC1, SO2, SO3 .. are condensed out of the exhaust gas by dissolving them in a washing liquid.
  • the mass transfer between gas and liquid takes place through the different partial pressures of the vapors to be separated in the gas and in the liquid phase, which among other things. are determined by Raoult's law.
  • An exhaust air with high vaporous pollutant contents is treated here, gasoline being used as washing liquid for the light boilers in the air, such as butane.
  • the clean gas values depend on the partial pressures above the scrubbing liquid. With falling temperatures, the partial pressures decrease and the clean gas values improve; because the washing liquid is also measured as an impurity according to its partial pressure in the exhaust air. Ie Nitsche achieved
  • the good results for condensation of the vaporous pollutants are achieved by operating the scrubber at temperatures as low as possible and using the washing liquid at temperatures well below its boiling point. From an energetic point of view, this operation of the scrubber has the disadvantage that the heat of condensation of the vaporous pollutants is largely dissipated via a complex refrigeration system at - 50 ° C.
  • a substance is selected as the heat transfer medium which can be mixed as ideally as possible with the vaporous substance in the liquid phase,
  • washing liquid applied is close to its boiling state in terms of pressure and temperature or is already partially evaporated
  • washing liquid is evaporated by the heat of condensation and only a partial amount is drawn off together with the condensate of the vaporous substance.
  • Fig. 1 shows a flow diagram for direct
  • the washing condenser / reactor on Fig.l for carrying out the method is formed by its housing 1 with various nozzles and internals.
  • the vaporous substance 10 is supplied via the horizontal connection piece 2 into a free space 3 of the reactor.
  • the escaping condensate is drawn off via the nozzle 4.
  • the condensate of the second substance 11 is supplied as a washing liquid via the nozzle 5 and the vapor formed is drawn off via the discharge nozzle 6 at the head of the reactor 1.
  • a further cavity 9 is located above the liquid distribution.
  • the liquid 11 applied passes through the nozzle 5 to a liquid distribution 7.
  • This can be designed as a gravity distribution or as a spray distribution. It is crucial that the liquid has the same pressure as the vapors entering at 2 and is preferably at or above the boiling point.
  • the liquid distributor 7 distributes the washing liquid on the exchange body 8 and flows in counterflow to the vapors 10 entering and liquefying from below at 3.
  • the liquid 11 is largely evaporated and the vapors 10 liquefied. in the
  • the exchange body 8 forms the surface for the desired exchange processes. It can be designed as an ordered packing, for example Mellapak 500Y from Sulzer, but other packing such as pall ring fillings or the general design of the reactor as a bottom column are also possible.
  • the pack can be divided several times in the direction of the liquid in order to distribute the liquid evenly over the pack below by installing a liquid collector and distributor.
  • the nozzles for the feed and discharge of the material flows from 10 and 11 can be changed with regard to their horizontal and vertical arrangement in the area of the head or foot of the reactor. If the liquid is drawn off horizontally, it is also necessary to install a liquid collector under the packing 8, such as that built by Sulzer.
  • the scrubber 1 is at least partially insulated on the outside.
  • a washing condenser / reactor to condense a vapor mixture containing bitumen is described in DE-PS 384 642.
  • the heat of condensation is removed outside the reactor to the washing liquid which has been fed in cooled.
  • the amount of washing liquid is therefore relatively large compared to the method of the invention.
  • R. Billet describes ammonia as an inert gas to water.
  • the operating conditions of the present invention are based on operating the washing condenser with an ideal pair of substances.
  • the physical basis for the invention is from the Diagram shown in Fig. 2.
  • the diagram is described with regard to the boiling process at KH Näser, Physikalische Chemie, page 111, VEB Deutscher Verlag, 11th edition, für 1969.
  • the diagram applies to ideal blends and is based on the laws of Dalton and Raoult. It shows the equilibrium curves which arise at constant pressure as a function of the temperature during the condensation or evaporation of an ideal mixture of substances A and B. If a parameter is specified: temperature, liquid composition or vapor composition, the 2 other associated values can be read from the diagram.
  • the diagram describes the equilibrium states of the mixture with the concentration C during evaporation or condensation in a closed system.
  • components A and B endeavor to keep an equilibrium above the reactor height or to regain equilibrium. Due to the countercurrent movement of substances A and B, the equilibrium is constantly disturbed and, according to the idea of the invention, constraints for equilibrium act as a driving force for the mass transfer processes.
  • the validity of the diagram extends from the concentration of the vaporous substance at the steam inlet to the concentration of the washing liquid at the washer head. A certain concentration in the liquid phase and in the vapor phase can thus be assigned to each cross section via the height of the packing 8.
  • the mode of operation according to the invention initially only enables the liquefaction of the steam and is particularly suitable for the liquefaction of contaminated vapors.
  • the heat of condensation is nevertheless stored at a lower level and can be transferred, for example, with NH3 as a heat transfer medium over long distances to another location without heat loss, in order to be available there again by washing with H2O, as shown in the following case 2.
  • This vapor maintains its equilibrium and thus the driving force for a mass exchange over a liquid of the centering J.
  • This equilibrium is achieved by evaporating component A (11) in this example from H2O with a simultaneous decrease in temperature or by condensing component B as the opposite and desired mass transfer from the gas side into the liquid.
  • evaporating component A (11) in this example from H2O with a simultaneous decrease in temperature or by condensing component B as the opposite and desired mass transfer from the gas side into the liquid.
  • this results in a continuous temperature profile which is established under the same principles. However, the temperature rises from the cold side at the steam inlet 3 to the boiling or evaporation temperature at the steam outlet 9.
  • This mode of operation is the typical case for a heat pump.
  • the NH refrigerant is first evaporated here and the waste heat can be used at the boiling level of water.
  • case 2 The mode of operation of case 2 is also conceivable for the liquefaction of methane, for example by washing with a higher-boiling n-paraffin such as butane.
  • the process can also be used to treat several vaporous substances as long as the boiling conditions of the washing liquid are above or below the boiling temperatures of all individual components.
  • the known designs of columns can also be used in the structural design of the scrubber.
  • the dimensioning depends on the choice of internals.
  • the pack manufacturers give the appropriate information about the dependencies of gas velocity, pressure loss, pack type, diameter ... eg Julius Montz GmbH in Hilden in the brochure for MONTZ-PAK TYPE Bl.
  • Another size is the washer height. This depends on the number of separation stages.
  • the efficiency of the process depends, among other things, on the amount of washing liquid supplied.
  • the amount of liquid In the case of heat recovery, the amount of liquid is just so large that the entire heat of condensation can be drawn off with the steam of the washing liquid at the washing head and only a partial stream leaves the washing condenser as an impurity in the condensate of the vaporous substance.
  • the vaporous substance should first be liquefied and, additionally, the washing liquid should be evaporated simultaneously.
  • the use of the products produced by the process, namely the condensate of the vaporous substance and the steam of the washing liquid, depends on the process in which the process is integrated. If the former is refrigerant and the latter is heat transfer medium, both must be at least partially separated from the impurities in the starting components A and B in accordance with FIG. 2 before being put back into the washing condenser by means of distillation or rectification.
  • the operating pressure in the washing process depends on the condition of the vaporous substance. At operating conditions in the range of ambient temperature and for the material pairings NH ⁇ and H2O, the system pressure is between 1 and 10 bar. In the washer, on the other hand, when using Montz-Pak type Bl-300, there is a pressure loss of 1 - 2 mbar / m packing height. A pressure loss of 40 mbar can occur via the packing. With regard to the total pressure, it can still be said that both substances, the vapor and the washing liquid, are fed in at the same pressure level. With regard to the temperature, the washing liquid can also be applied with less than boiling temperature, but this has no advantages in terms of heat recovery.
  • the steam can liquefy one or more substances and, depending on the choice of washing liquid, at least partially remove the heat of condensation via the steam of a higher or lower boiling substance of the same pressure.
  • the condensate to be discharged essentially consists of the condensate of the steam or steams supplied and only a part of the washing liquid supplied.

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Abstract

A washing condenser as a backflow reactor for heat and material exchange is filled with two substances which have the ideal mixing ratio but different boiling points. One is fed in as a vapour (10) and condensed in backflow with the condensate (11) of the other as a washing fluid. The heat of condensation may be drawn off with the vapours (6) of the washing fluid at its boiling point.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Dampfkondensation und Wärmetransformation.Process and device for steam condensation and heat transformation.
Der bewährte Apparat zur Verflüssigung von reinen Dämpfen oder Dampfgemischen ist der indirekte Wärmetauscher, in dem die Kondensationswärme auf ein Kühlmedium übertragen wird. Liegen die Kondensationstemperaturen des Dampfes so tief, daß kein geeignetes Kühlmedium verfügbar ist, so werden die Dämpfe zunächst verdichtet und dann auf höherem Temperaturniveau mittels eines vorhandenen Kühlmediums kondensiert bzw. verflüs¬ sigt.The proven apparatus for the liquefaction of pure vapors or steam mixtures is the indirect heat exchanger, in which the heat of condensation is transferred to a cooling medium. If the condensation temperatures of the steam are so low that no suitable cooling medium is available, the vapors are first compressed and then condensed or liquefied at a higher temperature level by means of an existing cooling medium.
Als apparativer Aufwand wird hierzu neben dem indirekten Wär¬ meaustauscher zusätzlich ein diesem vorgeschalteter Kompressor benötigt. Diese Technik wurde und wird in der Kälteindustrie immer wieder ausgeführt. Bei den hierbei notwendigen Tempera¬ tursprüngen waren mit den Dämpfen der natürlichen Kältemittel wie NH3 die Anlagen nicht optimal zu betreiben, sodaß man durch den Einsatz von künstlichen Kältemitteln energetische und wirtschaftliche Vorteile erzielen konnte. Hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit werden diese Kältemittel heute infrage gestellt. Inzwischen muß aber unter dem Gesichtspunkt der weltweiten CO2 Problematik der Energiebedarf für diese Technik als sehr nachteilig gesehen werden.In addition to the indirect heat exchanger, a compressor upstream of this is additionally required as an equipment outlay. This technology has been and continues to be used in the refrigeration industry. In the event of the temperature jumps required here, the plants could not be operated optimally with the vapors of natural refrigerants such as NH3, so that energetic and economic advantages could be achieved by using artificial refrigerants. With regard to their environmental compatibility, these refrigerants are being questioned today. However, from the point of view of the worldwide CO2 problem, the energy requirements for this technology must be seen as very disadvantageous.
Es ist das Ziel der Erfindung, die Verflüssigung von Dämpfen allgemein zu ändern und die freiwerdende Kondensationswärme auf einem anderen Temperaturniveau verfügbar zu machen, das eine einfache Nutzung derselben ermöglicht. Außerdem sollen die in der Natur vorkommenden und daher abbaubaren Dämpfe in einem größeren Temperatur, Druck und Einsatzbereich wirtschaftlich eingesetzt werden können.It is the object of the invention to generally change the liquefaction of vapors and to make the heat of condensation released available at a different temperature level, which enables the same to be used easily. In addition, the naturally occurring and therefore degradable vapors should be economical in a higher temperature, pressure and application area can be used.
Eine großtechnische Lösung und damit ein Hinweis für einen anderen Weg zur Verflüssigung von Dämpfen sind zumindest teilweise Abgaswäscher. Hier werden unter anderem die dampfför¬ migen Schadstoffe HC1, SO2 , SO3.. durch Lösung in einer Wasch¬ flüssigkeit aus dem Abgas auskondensiert. Der Stoffaustausch zwischen Gas und Flüssigkeit erfolgt durch die unterschiedli¬ chen Partialdrücke der abzuscheidenden Dämpfe in der Gas- und in der Flüssigphase, die u.a. durch das Raoultsche Gesetz bestimmt sind.Exhaust gas scrubbers are at least partially a large-scale solution and thus an indication of another way of liquefying vapors. Here, among other things, the vaporous pollutants HC1, SO2, SO3 .. are condensed out of the exhaust gas by dissolving them in a washing liquid. The mass transfer between gas and liquid takes place through the different partial pressures of the vapors to be separated in the gas and in the liquid phase, which among other things. are determined by Raoult's law.
Baumuster dieser Wäscher sind in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 6, Verlag Chemie, Weinheim, 1981, S. 303 be hrieben.Models of these scrubbers are described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume 6, Verlag Chemie, Weinheim, 1981, p. 303.
Einzelne Wäscher benötigen sehr große Flüssigkeitsmengen. Bei 20 ltr.- Flüssigkeitsaufgabe/m3-Abgas und lg abgeschiedenem, dampfförmigen Schadstoff pro m3 ergeben sich spez. Daten von 20 000 ltr. Waschflüssigkeit/abgeschiedenem kg Schadstoff.Individual washers require very large amounts of liquid. With 20 l liquid input / m3 exhaust gas and lg of separated, vaporous pollutant per m3, there are spec. Data of 20,000 liters. Washing liquid / separated kg of pollutant.
Da die Schadstoffe bei niedrigen Partialdrücken im Gas in der Flüssigkeit in Lösung gehen, zeigen diese Wäscher aber auch die gute Funktion des realisierten Wärme- und Stoffaustausches. Der Energiebedarf für das Umwälzen und die anschließende weitere Handhabung der großen Flüssigkeitsmengen ist auch hier als nachteilig zu sehen.Since the pollutants dissolve in the liquid at low partial pressures in the gas, these scrubbers also show the good function of the heat and material exchange that has been achieved. The energy requirement for the circulation and the subsequent further handling of the large amounts of liquid can also be seen as disadvantageous here.
Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Wäschern zur Konden¬ sation von Dämpfen ist die Reinigung der Abluft von Benzindämp¬ fen, die bei der Umfüllung von Benzin anfallen. Ein Verfahren ist von M« Nitsche in Erdöl u. Kohle - Erdgas - Petrochemie Bd. 37 S. 409 - 411 beschrieben.Another example of the use of scrubbers for the condensation of vapors is the purification of the exhaust air from gasoline vapors which are produced when gasoline is transferred. One method is from M «Nitsche in Erdöl u. Coal - Natural Gas - Petrochemicals Vol. 37 pp. 409 - 411.
Hier wird eine Abluft mit hohem dampfförmigen Schadstoffantei¬ len behandelt, wobei Benzin als Waschflüssigkeit für die in der Luft befindlichen L&ichtsieder wie Butan eingesetzt wird. Die Reingaswerte sind von den Partialdrücken über der Waschflüssig¬ keit abhängig. Mit sinkenden Temperaturen nehmen die Partial¬ drücke ab und die Reingaswerte verbessern sich; denn auch die Waschflüssigkeit wird entsprechend ihrem Partialdruck in der Abluft als Verunreinigung gemessen. D.h. Nitsche erzielt bezo- gen auf die Kondensation der dampfförmigen Schadstoffe die guten Ergebnisse, indem er den Wäscher bei möglichst tiefen Temperaturen betreibt und die Waschflüssigkeit bei Temperaturen weit unter ihrem Siedepunkt verwendet. Energetisch gesehen hat dieser Betrieb des Wäschers aber den Nachteil, daß die Kodensa- tionswärme der dampfförmigen Schadstoffe zum Großteil über eine aufwendige Kälteanlage bei - 50 °C abgeführt wird.An exhaust air with high vaporous pollutant contents is treated here, gasoline being used as washing liquid for the light boilers in the air, such as butane. The clean gas values depend on the partial pressures above the scrubbing liquid. With falling temperatures, the partial pressures decrease and the clean gas values improve; because the washing liquid is also measured as an impurity according to its partial pressure in the exhaust air. Ie Nitsche achieved The good results for condensation of the vaporous pollutants are achieved by operating the scrubber at temperatures as low as possible and using the washing liquid at temperatures well below its boiling point. From an energetic point of view, this operation of the scrubber has the disadvantage that the heat of condensation of the vaporous pollutants is largely dissipated via a complex refrigeration system at - 50 ° C.
Die Verfolgung des oben beschriebenen Zieles der ErfindungThe pursuit of the object of the invention described above
- die Dämpfe zu verflüssigen und die Kondensationswärme nutzbar zu machen -- liquefy the vapors and use the heat of condensation -
basiert auf dem weiteren Gedanken der Erfindung, in einem Wäscher auch reine Dämpfe zu kondensieren aber die Wärme nicht indirekt über eine Kühlung der Waschflüssigkeit abzuführen, sondern die physikalischen Bedingungen so zu ändern, daß die Waschflüssigkeit verdampfen kann und die Kondensationswärme der Dämpfe auf dem Siedeniveau der Waschflüssigkeit verfügbar wird. Als weiters Ziel soll die Menge an Waschflüssigkeit, die nach dem Wäscher anfällt, verringert werden.is based on the further idea of the invention to also condense pure vapors in a scrubber but not to dissipate the heat indirectly by cooling the washing liquid, but to change the physical conditions so that the washing liquid can evaporate and the heat of condensation of the vapors at the boiling level Washing liquid becomes available. Another goal is to reduce the amount of washing liquid that accumulates after the washer.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß entsprechend den PatentansprüchenThis object is achieved in that according to the claims
1. zur Abführung der Kondensationswärme ein Stoff als Wärmeträ¬ der gewählt wird, der sich mit dem dampfförmigen Stoff in der Flüssigphase möglichst ideal mischen läßt,1. to remove the heat of condensation, a substance is selected as the heat transfer medium which can be mixed as ideally as possible with the vaporous substance in the liquid phase,
2. der oder die zu kondensierende Dämpfe mit dem gewählten Stoff als Waschflüssigkeit gewaschen werden,2. the vapors to be condensed are washed with the selected substance as washing liquid,
3. die Wäsche im Gegenstrom erfolgt,3. the laundry is carried out in countercurrent,
4. die aufgegebene Waschflüssigkeit bezüglich Druck und Temper¬ atur nahe ihrem Siedezustand ist oder bereits teilweise verdampf ,4. the washing liquid applied is close to its boiling state in terms of pressure and temperature or is already partially evaporated,
5. der dampfförmige Stoff kondensiert wird und nahezu zur ganze in die flüssige Phase umgewandelt wird,5. the vaporous substance is condensed and almost all is converted into the liquid phase
6. die Waschflüssigkeit durch die entstehende Kondensations¬ wärme verdampft wird und nur eine Teilmenge zusammen mit dem Kondensat des dampfförmigen Stoffes abgezogen wird.6. the washing liquid is evaporated by the heat of condensation and only a partial amount is drawn off together with the condensate of the vaporous substance.
Im folgenden werden die Erfindung und die physikalischen Grundlagen für die Wärme- und Stoffaustauschvorgänge näher beschrieben.The invention and the physical foundations for the heat and mass transfer processes are described in more detail below.
Fig. 1 zeigt ein Fließbild zur direktenFig. 1 shows a flow diagram for direct
Verflüssigung/Verdampfung 2er Stoffe im GegenstromLiquefaction / evaporation of two substances in counterflow
Fig. 2 zeigt das Siedediagramm einer idealen Mischung.2 shows the boiling diagram of an ideal mixture.
Der Waschkondensator/Reaktor auf Fig.l zur Durchführung des Verfahrens wird durch sein Gehäuse 1 mit verschiedenen Stutzen und Einbauten gebildet. Die Zufuhr des dampfförmigen Stoffes 10 erfolgt über den horizontalen Stutzen 2 in einen freien Raum 3 des Reaktors.The washing condenser / reactor on Fig.l for carrying out the method is formed by its housing 1 with various nozzles and internals. The vaporous substance 10 is supplied via the horizontal connection piece 2 into a free space 3 of the reactor.
Über den Stutzen 4 wird das austretende Kondensat abgezogen. Das Kondensat des 2 ten Stoffes 11 wird als Waschflüssigkeit über den Stutzen 5 zugeführt und der Abzug des entstehenden Dampfes erfolgt über den Abzugsstutzen 6 am Kopf des Reaktors 1. Über der Flüssigkeitsverteilung ist ein weiterer Hohlraum 9.The escaping condensate is drawn off via the nozzle 4. The condensate of the second substance 11 is supplied as a washing liquid via the nozzle 5 and the vapor formed is drawn off via the discharge nozzle 6 at the head of the reactor 1. A further cavity 9 is located above the liquid distribution.
Die aufgegebene Flüssigkeit 11 gelangt über den Stutzen 5 auf eine Flüssigkeitsverteilung 7 . Diese kann als Schwerkraftver¬ teilung oder als Sprühverteilung ausgeführt sein. Entscheidend ist, daß die Flüssigkeit den gleichen Druck wie die bei 2 eintretenden Dämpfe hat und bevorzugt am oder über dem Siede- zustand ist. Durch den Flüssigkeitsverteiler 7 wird die Wasch¬ flüssigkeit auf dem Austauschkörper 8 verteilt und fließt im Gegenstrom zu den von unten bei 3 eintretenden und zu verflüs¬ sigenden Dämpfen 10. Dabei wird die Flüssigkeit 11 zum Großteil verdampft und die eintretenden Dämpfe 10 verflüssigt. ImThe liquid 11 applied passes through the nozzle 5 to a liquid distribution 7. This can be designed as a gravity distribution or as a spray distribution. It is crucial that the liquid has the same pressure as the vapors entering at 2 and is preferably at or above the boiling point. The liquid distributor 7 distributes the washing liquid on the exchange body 8 and flows in counterflow to the vapors 10 entering and liquefying from below at 3. The liquid 11 is largely evaporated and the vapors 10 liquefied. in the
Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 2 werden die auftretenden Wärme- und Stoffaustauschvorgänge weiter erläu¬ tert. Der Austauschkörper 8 bildet die Oberfläche für die gewünschten Austauschvorgänge. Er kann als geordnete Packung z.B. Mellapak 500Y der Fa. Sulzer ausgeführt sein aber auch andere Packungen wie Pallringschüttungen oder die generelle Ausführung des Re¬ aktors als Bodenkolonne sind möglich. Die Packung kann in Flüssigkeitsrichtung mehrfach unterteilt sein, um durch den jeweiligen Einbau eines Flüssigkeitssammlers und -Verteilers die Flüssigkeit erneut gleichmäßig auf die darunter liegende Packung zu verteilen. Die Stutzen für die Aufgabe und den Abzug der Stoffströme von 10 und 11 können bezüglich ihrer horizonta¬ len und vertikalen Anordnung im Bereich des Kopfes oder des Fußes des Reaktors verändert werden. Bei horizontalem Abzug der Flüssigkeit ist der Einbau eines Flüssigkeitssammlers unter der Packung 8, wie z.B. von Sulzer gebaut, zusätzlich erforderlich.The heat and mass transfer processes that occur are further explained in connection with the description of FIG. 2. The exchange body 8 forms the surface for the desired exchange processes. It can be designed as an ordered packing, for example Mellapak 500Y from Sulzer, but other packing such as pall ring fillings or the general design of the reactor as a bottom column are also possible. The pack can be divided several times in the direction of the liquid in order to distribute the liquid evenly over the pack below by installing a liquid collector and distributor. The nozzles for the feed and discharge of the material flows from 10 and 11 can be changed with regard to their horizontal and vertical arrangement in the area of the head or foot of the reactor. If the liquid is drawn off horizontally, it is also necessary to install a liquid collector under the packing 8, such as that built by Sulzer.
Als Werkstoff für den Wäscher 1 und die Einbauten ist je nach Betriebsbedindungen der Einsatz von Normal-Stahl oder rost¬ freiem Stahl sinnvoll. Der Wäscher 1 ist zumindest teilweise außen isoliert.Depending on the operating conditions, the use of normal steel or stainless steel makes sense as the material for the scrubber 1 and the internals. The scrubber 1 is at least partially insulated on the outside.
Einen Waschkondensator/Reaktor um ein bitu enhaltiges Dampfge¬ misch zu kondensieren, ist in DE-PS 384 642 beschrieben. Reinhard Billet, Verdampfung und ihre technischen Anwendungen, Verlag Chemie, Weinheim, 1981 hat von S. 208 bis 210 den Gegenstrommischkondensator näher erläutert. Bei den 2 zuletzt Genannten erfolgt jedoch die Abfuhr der Kondensationswärme außerhalb des Reaktor an die gekühlt aufge¬ gebene Waschflüssigkeit. Die Waschflussigkeitsmenge ist deshalb gegenüber dem Verfahren der Erfindung relativ groß. Es werden bei beiden auch keine reinen Dämpfe behandelt, sondern im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung werden Dämpfe aus inerten Gasen auskondensiert. Wobei R. Billet den Ammoniak gegenüber Wasser sogar als inertes Gas beschreibt.A washing condenser / reactor to condense a vapor mixture containing bitumen is described in DE-PS 384 642. Reinhard Billet, Evaporation and its Technical Applications, Verlag Chemie, Weinheim, 1981, explained the countercurrent mixing condenser in more detail from p. 208 to 210. In the case of the last two, however, the heat of condensation is removed outside the reactor to the washing liquid which has been fed in cooled. The amount of washing liquid is therefore relatively large compared to the method of the invention. Neither are pure vapors treated either, but in contrast to the present invention, vapors from inert gases are condensed out. R. Billet describes ammonia as an inert gas to water.
Die Betriebsverhältnisse der vorliegenden Erfindung basieren dagegen auf einem Betrieb des Waschkondensator mit einem idealen Stoffpaar.In contrast, the operating conditions of the present invention are based on operating the washing condenser with an ideal pair of substances.
Die physikalischen Grundlagen für die Erfindung sind aus dem Diagramm in Fig. 2 ersichtlich. Das Diagramm ist bezüglich des Siedevorganges bei K.H. Näser, Physikalische Chemie, Seite 111, VEB Deutscher Verlag, 11. Auflage, Leipzig 1969 beschrieben. Das Diagramm gilt für ideale Mischungen und basiert auf den Gesetzen von Dalton und Raoult. Es zeigt die Gleichgewichtskur¬ ven, die sich bei konstantem Druck in Abhängigkeit von der Temperatur bei der Kondensation oder der Verdampfung einer idealen Mischung der Stoffe A und B ergeben. Bei Vorgabe einer Größe: Temperatur, Flüssigkeitszusammensetzung oder DampfZusam¬ mensetzung lassen sich die 2 anderen zugehörigen Werte aus dem Diagramm ablesen.The physical basis for the invention is from the Diagram shown in Fig. 2. The diagram is described with regard to the boiling process at KH Näser, Physikalische Chemie, page 111, VEB Deutscher Verlag, 11th edition, Leipzig 1969. The diagram applies to ideal blends and is based on the laws of Dalton and Raoult. It shows the equilibrium curves which arise at constant pressure as a function of the temperature during the condensation or evaporation of an ideal mixture of substances A and B. If a parameter is specified: temperature, liquid composition or vapor composition, the 2 other associated values can be read from the diagram.
Das Diagramm beschreibt die Gleichgewichtszustände der Mischung mit der Konzentration C bei Verdampfung oder Kondensation in einem geschlossenen System. Im Fall der Erfindung sind die Komponenten A und B bestrebt, über der Reaktorhöhe ständig ein Gleichgewicht zu halten bzw wieder ins Gleichgewicht zu kommen. Durch die Gegenstrombewegung der Stoffe A und B wird das Gleichgewicht laufend gestört und Zwänge zur Gleichgewichts¬ bildung wirken entsprechend dem Gedanken der Erfindung als treibende Kraft für die Stoffaustauschvorgänge. Im Gegensatz zu Näser , bei dem das Diagramm nur für eine StoffZusammensetzung in einem geschlossenen System beschrieben ist, erstreckt sich im Fall er Erfindung die Gültigkeit des Diagrammes von der Aufgabekonzentration des dampfförmigen Stoffes am Dampfeintritt bis zur Aufgabekonzentration der Waschflüssigkeit am Wäscher¬ kopf. So kann über die Höhe der Packung 8 jedem Querschnitt eine bestimmt Konzentration in der Flüssigphase und in der Dampfphase zugeordnet werden.The diagram describes the equilibrium states of the mixture with the concentration C during evaporation or condensation in a closed system. In the case of the invention, components A and B endeavor to keep an equilibrium above the reactor height or to regain equilibrium. Due to the countercurrent movement of substances A and B, the equilibrium is constantly disturbed and, according to the idea of the invention, constraints for equilibrium act as a driving force for the mass transfer processes. In contrast to Näser, in which the diagram is only described for a substance composition in a closed system, in the case of the invention the validity of the diagram extends from the concentration of the vaporous substance at the steam inlet to the concentration of the washing liquid at the washer head. A certain concentration in the liquid phase and in the vapor phase can thus be assigned to each cross section via the height of the packing 8.
2 hauptsächliche Betriebsfälle sind möglich:Two main operating cases are possible:
1. Wäsche eines Dampfes eines höhersiedenden Stoffes A mit dem Kondensat eines tiefer siedenden Stoffes. Bei der Stoffpaarung H20 / NH3 ist das eine Wäsche von H2O Dampf mit NH3.1. Washing a vapor of a higher-boiling substance A with the condensate of a lower-boiling substance. For the H20 / NH3 material combination, this is a wash of H2O steam with NH3.
Bei der Beurteilung der Austauschvorgänge im Wäscher geht man am besten von einem Gleichgewichtszustand im Wäscher aus, der in Fig. 2 für die Waschflüssigkeit mit der Konzentration C und für die zugehörige DampfZusammensetzung mit D bei der Tempera- tur Ti beschrieben ist. Beim Abwärtsfließen der Waschflüssig¬ keit der Konzentration C kommt diese in Kontakt mit dem H20 reicheren Dampf der Konzentration E, der aber nur mit der Flüssigkeit der Konzentration F sein Gleichgewicht erreicht. Durch Ausdampfen der Komponente B (11) in diesem fall NH3 wird in dem Wäscher das Gleichgewicht wieder hergestellt, indem die abwärtsfließende Flüssigkeit sich mit dem Stoff A (10) anrei¬ chert und in dem Dampf die Komponente B zunimmt. Die Temperatur muß in dem System entsprechend dem Siedediagramm ansteigen. Somit ergibt sich über dem Wäscher ein kontinuierliches Tempe¬ raturprofil von der Siedetemperatur der kalten Waschflüssigkeit (11) abwärts zur hohen Temperatur des zu kondensierenden oder zu verflüssigenden Dampfes (10) im freien Raum 3.When assessing the exchange processes in the scrubber, it is best to start from an equilibrium state in the scrubber, which is shown in FIG. 2 for the washing liquid with the concentration C and for the associated vapor composition with D at the temperature tur Ti is described. When the washing liquid of concentration C flows downwards, it comes into contact with the H20-rich vapor of concentration E, which, however, only reaches its equilibrium with the liquid of concentration F. By evaporation of component B (11) in this case NH3, the equilibrium is restored in the scrubber by the downward flowing liquid enriching with substance A (10) and component B increasing in the steam. The temperature in the system must rise according to the boiling diagram. This results in a continuous temperature profile above the washer from the boiling point of the cold washing liquid (11) down to the high temperature of the steam (10) to be condensed or liquefied in the free space 3.
Ähnliche Wärme- und Stoffaustauschvorgänge finden auch im Ver¬ stärkerteil einer Rektifikation statt.Similar heat and mass transfer processes also take place in the rectifying part of a rectification.
Diese ist von Klaus Sattler, Thermische Trennverfahren, Verlag Chemie, Weinheim 1988, S. 101 bis 103 im Rahmen der Destilla¬ tion zur Trennung von mehreren Stoffen beschrieben.This is described by Klaus Sattler, Thermal Separation Process, Verlag Chemie, Weinheim 1988, pp. 101 to 103 in the course of the distillation for the separation of several substances.
Die erfindungsgemäße Betriebsweise ermöglicht zunächst nur die Verflüssigung des Dampfes und ist vor allem für die Verflüssi¬ gung von verunreinigten Dämpfen geeignet. Die Kondensations¬ wärme wird dennoch auf tieferem Niveau gespeichert und kann beispielsweise mit NH3 als Wärmeträger ohne Wärmeverluste über weite Strecken an einen anderen Ort übertragen werden, um dort durch eine Wäsche mit H2O erneut verfügbar zu sein, wie im folgenden Fall 2 dargestellt.The mode of operation according to the invention initially only enables the liquefaction of the steam and is particularly suitable for the liquefaction of contaminated vapors. The heat of condensation is nevertheless stored at a lower level and can be transferred, for example, with NH3 as a heat transfer medium over long distances to another location without heat loss, in order to be available there again by washing with H2O, as shown in the following case 2.
2. Wäsche eines Dampfes eines tiefersiedenden Stoffes mit dem heißen Kondensat eines höher siedenden Stoffes - in diesem Fall Wäsche von NH3 mit siedendem Wasser. Bei der Betrachtung von Fig. 2 und unter der Annahme, das System befindet sich wie im Fall 1 über der Lösung mit der Konzentration C in einem bestimmten Querschnitt des Wäschers im Gleichgewicht, kommt die Flüssigkeit bei weiterem senkrechten Fließen in Austausch mit einem Dampf der Konzentration H.2. Washing a vapor of a low-boiling substance with the hot condensate of a higher-boiling substance - in this case washing NH3 with boiling water. 2 and assuming that the system is in equilibrium as in case 1 above the solution with the concentration C in a certain cross section of the scrubber, the liquid comes into exchange with a vapor of the concentration as the flow continues H.
Dieser Dampf erhält sein Gleichgewicht und damit die treibende Kraft für einen Stoffaustausch über einer Flüssigkeit der Kon- zentration J. Erreicht wird dieses Gleichgewicht durch Verdamp¬ fung der Komponente A (11) in diesem Beispiel von H2O bei einer gleichzeitigen Temperaturabnahme oder durch Kondensation der Komponente B als der gegenläufige und gewünschte Stoffaustausch von der Gasseite in die Flüssigkeit. Hierbei ergibt sich ebenso wie im Fall 1 ein kontinuierliches Temperaturprofil, das sich unter den gleichen Gesetzmäßigkeiten einstellt. Die Temperatur steigt aber von der kalten Seite am Dampfeintritt 3 auf die Siede- oder Verdampfungstemperatur am Dampfaustritt 9.This vapor maintains its equilibrium and thus the driving force for a mass exchange over a liquid of the centering J. This equilibrium is achieved by evaporating component A (11) in this example from H2O with a simultaneous decrease in temperature or by condensing component B as the opposite and desired mass transfer from the gas side into the liquid. As in case 1, this results in a continuous temperature profile which is established under the same principles. However, the temperature rises from the cold side at the steam inlet 3 to the boiling or evaporation temperature at the steam outlet 9.
Diese Betriebsweise ist der typische Fall für eine Wärmepumpe. Das Kältemittel NHs wird hier zunächst verdampft und die Abwärme kann auf dem Siedeniveau von Wasser genutzt werden.This mode of operation is the typical case for a heat pump. The NH refrigerant is first evaporated here and the waste heat can be used at the boiling level of water.
Die Betriebsweise des Fall 2 ist aber auch für die Verflüssi¬ gung von Methan denkbar, indem beispielsweise mit einem höher¬ siedenden n-Paraffine wie Butan gewaschen wird.The mode of operation of case 2 is also conceivable for the liquefaction of methane, for example by washing with a higher-boiling n-paraffin such as butane.
Bei der Wahl der möglichen Stoffpaarungen können diejenigen Kombinationen berücksichtigt werden, die auch für eine Rektifi¬ kation geeignet sind. Auch die Behandlung eines oder mehrere Azeotrope ist möglich. Bei tiefen Temperaturen bis - 100 °C ist eine Stoffpaarung von HC1 mit Vinylchlorid oder Trichlorsilan denkbar. Im Bereich über 100 °C sind Kombinationen von Wasser mit synthetischen Lösungsmitteln möglich, z.B. mit dem Hochst- Produkt - Tetraethylenglykoldimethylether.When choosing the possible material combinations, those combinations can be taken into account that are also suitable for rectification. The treatment of one or more azeotropes is also possible. At low temperatures down to - 100 ° C, a combination of HC1 with vinyl chloride or trichlorosilane is conceivable. Combinations of water with synthetic solvents are possible in the range above 100 ° C, e.g. with the highest product - tetraethylene glycol dimethyl ether.
Wie bei einer Rektifikation können mit dem Verfahren auch mehrere dampfförmige Stoffe behandelt werden, solange die Siedebedingungen der Waschflüssigkeit jeweils oberhalb oder unterhalb der Siedetemperaturen aller Einzelkomponenten liegen.As with rectification, the process can also be used to treat several vaporous substances as long as the boiling conditions of the washing liquid are above or below the boiling temperatures of all individual components.
Da die Wärme- und Stoffaustauschvorgänge im Wäscher wie oben erwähnt mit einer Rektifikationskolonne vergleichbar sind, kann bei der konstruktiven Gestaltung des Wäschers auch auf die bekannten Bauweisen von Kolonnen zurückgegriffen werden. Neben der in Fig. 1 beschriebenen Ausführung mit einer Packung 8 ist zur Durchführung,des Verfahrens auch die Ausführung als Boden¬ kolonne möglich. Die Dimensionierung hängt von der Wahl der Einbauten ab. Hierfür geben die Packungshersteller die entsprechenden Hin¬ weise über die Abhängigkeiten von Gasgeschwindigkeit, Druckver¬ lust, Packungstyp, Durchmesser... z.B. Fa. Julius Montz GmbH in Hilden im Prospekt für MONTZ-PAK TYP Bl. Eine weitere Größe ist die Wäscherhöhe. Diese hängt von der Anzahl der Trennstufen ab.Since the heat and mass exchange processes in the scrubber, as mentioned above, are comparable to a rectification column, the known designs of columns can also be used in the structural design of the scrubber. In addition to the embodiment with a packing 8 described in FIG. 1, it is also possible to carry out the process as a tray column. The dimensioning depends on the choice of internals. For this purpose, the pack manufacturers give the appropriate information about the dependencies of gas velocity, pressure loss, pack type, diameter ... eg Julius Montz GmbH in Hilden in the brochure for MONTZ-PAK TYPE Bl. Another size is the washer height. This depends on the number of separation stages.
Bei einem Betrieb des Wäschers entsprechend Fall 1 d.h. Wäsche von Wasserdampf mit kälterem NHβ sind bei der Installation von 10 Trennstufen sehr hohe Trennleistungen zu erreichen. Bei Verwendung von Montz-Pak Typ Bl-300 ergibt sich eine Packungs¬ höhe von ca. 6 m.When operating the scrubber according to case 1, i.e. Washing water vapor with colder NHβ can achieve very high separation performance when installing 10 separation stages. When using Montz-Pak type Bl-300, the package height is approx. 6 m.
Wie bei der Auslegung einer Rektifikation wird man die einzel¬ nen Trennstufen nicht mehr von Hand rechnen, sondern eines der Prozeßprogramme wie z.B. Aspen zur Berechnung verwenden. Setzt man bei einem Betrieb entsprechend Fall 1 in der Berechnung den Einsatz = 0 und legt für die Beheizung des Sumpfes die Heizlei¬ stung entsprechend der Kondensationsleistung des Wäschers fest, so kann man für sämtliche Parameter über dem Waschkondensator die einzelnen Betriebszustände ausrechnen lassen.As with the design of a rectification, the individual separation stages will no longer be calculated manually, but one of the process programs such as Use Aspen for the calculation. If, in an operation according to case 1, the use = 0 in the calculation and the heating power is determined for the heating of the sump in accordance with the condensation performance of the scrubber, then the individual operating states can be calculated for all parameters above the washing condenser.
Bei der Fahrweise von Fall 2 mit Wasser als Waschflüssigkeit erfolgt die Verdampfung des Wassers erfindungsgemäß gegen den fallenden Temperaturgradienten im Wäscher nur über die Wir¬ kungsweise des Raoultschen Gesetzes. Es ergeben sich hier kleinere Partialdruckunterschiede zwischen Gas- und Flüssig¬ phase, sodaß hierfür größere Austauschflächen und damit größere Bauhöhen notwendig sind.In the case of case 2 with water as the washing liquid, the evaporation of the water according to the invention against the falling temperature gradient in the scrubber takes place only via the mode of action of Raoult's law. There are smaller differences in partial pressure between the gas and liquid phases, so that larger exchange surfaces and thus greater overall heights are necessary.
Der Wirkungsgrad des Verfahrens hängt u.a. von der zugeführten Menge an Waschflüssigkeit ab. Im Fall der Wärmerückgewinnung ist die Flüssigkeitsmenge gerade so groß, daß die gesamte Kondensationswärme mit dem Dampf der Waschflüssigkeit am Wä¬ scherkopf abgezogen werden kann und nur ein Teilstrom verläßt als Verunreinigung im Kondensat des dampfförmigen Stoffes den Waschkondensator. Je mehr Trennstufen im Wäscher installiert sind, desto kleiner kann dieser Teilstrom sein und um so sauberer fällt auch der Dampf am Wäscherkopf an. Es ist deshalb sinnvoll, in dem Wäscher wesentlich mehr als 20 theoretische Böden zu installieren.The efficiency of the process depends, among other things, on the amount of washing liquid supplied. In the case of heat recovery, the amount of liquid is just so large that the entire heat of condensation can be drawn off with the steam of the washing liquid at the washing head and only a partial stream leaves the washing condenser as an impurity in the condensate of the vaporous substance. The more separation stages are installed in the scrubber, the smaller this partial flow can be and the cleaner the steam at the scrubber head. It therefore makes sense to install significantly more than 20 theoretical floors in the washer.
Entsprechend dem Ziel des Verfahrens soll zunächst der dampf¬ förmige Stoff verflüssigt werden und zusätzlich simultan die Waschflüssigkeit verdampft werden. Die Verwendung der mit dem Verfahren erzeugten Produkte nämlich des Kondensates des dampf¬ förmigen Stoffes und des Dampfes der Waschflüssigkeit ist von dem Prozeß abhängig, in dem das Verfahren integriert wird. Ist ersteres Kältemittel und letzters Wärmeträger, so müssen beide vor der erneuten Aufgabe in den Waschkondensator mittels Destillation oder Rektifikation zumindest teilweise von den Verunreinigungen in die Ausgangskomponenten A und B entspre¬ chend Fig. 2 getrennt werden.In accordance with the aim of the method, the vaporous substance should first be liquefied and, additionally, the washing liquid should be evaporated simultaneously. The use of the products produced by the process, namely the condensate of the vaporous substance and the steam of the washing liquid, depends on the process in which the process is integrated. If the former is refrigerant and the latter is heat transfer medium, both must be at least partially separated from the impurities in the starting components A and B in accordance with FIG. 2 before being put back into the washing condenser by means of distillation or rectification.
Der Betriebsdruck im Waschverfahren hängt von dem Zustand des dampfförmigen Stoffes ab. Bei Betriebsbedingungen im Bereich von Umgebungstemperatur und für die StoffPaarungen NHβ und H2O liegt der Systemdruck zwischen 1 und 10 bar. Im Wäscher dagegen ergibt sich bei dem Einsatz von Montz-Pak Typ Bl-300 ein Druckverlust von 1 - 2 mbar/m-Packungshöhe. über die Packung kann sich ein Druckverlust von 40 mbar einstellen. Im Hinblick auf den Gesamtdruck kann man aber noch immer sagen, daß beide Stoffe, der dampfförmige und die Waschflüssigkeit, auf dem gleichen Druckniveau aufgegeben werden. Hinsichtlich der Tempe¬ ratur kann die Waschflüssigkeit auch mit weniger als Siedetem¬ peratur aufgegeben werden, was aber bei der Wärmeverwertung keine Vorteile bringt.The operating pressure in the washing process depends on the condition of the vaporous substance. At operating conditions in the range of ambient temperature and for the material pairings NHβ and H2O, the system pressure is between 1 and 10 bar. In the washer, on the other hand, when using Montz-Pak type Bl-300, there is a pressure loss of 1 - 2 mbar / m packing height. A pressure loss of 40 mbar can occur via the packing. With regard to the total pressure, it can still be said that both substances, the vapor and the washing liquid, are fed in at the same pressure level. With regard to the temperature, the washing liquid can also be applied with less than boiling temperature, but this has no advantages in terms of heat recovery.
Erfindungsgemäß läßt sich mit dem Verfahren der Dampf von einem oder mehreren Stoffen verflüssigen und die Kondensationswärme je nach Wahl der Waschflüssigkeit zumindest teilweise über den Dampf eines höher- oder tiefersiedenden Stoffes von gleichem Druck abführen. Das abzuführende Kondensat besteht im wesent¬ lichen aus dem Kondensat des oder der zugeführten Dämpfe und nur zu einem Teil aus der zugeführten Waschflüssigkeit. According to the invention, the steam can liquefy one or more substances and, depending on the choice of washing liquid, at least partially remove the heat of condensation via the steam of a higher or lower boiling substance of the same pressure. The condensate to be discharged essentially consists of the condensate of the steam or steams supplied and only a part of the washing liquid supplied.

Claims

Patentansprüche; Claims;
1. Verfahren zur Verflüssigung wenigstens eines dampfförmigen Stoffes und zur simultanen Transformierung der Kondensations¬ wärme auf das Siedeniveau eines anderen Stoffes von gleichem Druck wie der dampfförmige Stoff dadurch gekennzeich¬ net, daß1. Process for the liquefaction of at least one vaporous substance and for the simultaneous transformation of the heat of condensation to the boiling level of another substance of the same pressure as the vaporous substance, characterized in that
- in einem Waschkondensator der dampfförmige Stoff mit dem anderen Stoff als Waschflüssigkeit gewaschen wird,the vaporous substance is washed in a washing condenser with the substance other than washing liquid,
- der dampfförmige Stoff und die Waschflüssigkeit unterschied¬ liche Stoffe sind, die ein möglichst ideales Mischverhalten haben,the vaporous substance and the washing liquid are different substances which have an ideal mixing behavior,
- der dampfförmige Stoff mit der Waschflüssigkeit im Gegenstrom gewaschen wird,the vaporous substance is washed with the washing liquid in countercurrent,
- der dampfförmige Stoff kondensiert wird und in die flüssige Phase umgewandelt wird und im unteren Bereich ausgetragen wird,the vaporous substance is condensed and converted into the liquid phase and discharged in the lower region,
- und die Waschflüssigkeit zur Aufnahme der Kondensationswärme verdampft wird und diese Wärme mit dem entstehenden Dampf im oberen Bereich des Waschkondensators abgezogen wird.- And the washing liquid is evaporated to absorb the heat of condensation and this heat is drawn off with the steam generated in the upper region of the washing condenser.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der zu verflüssigende Dampf im unteren Bereich des Waschkonden¬ sators zugeführt und sein Kondensat hier abgezogen wird,2. The method according to claim 1, characterized in that the steam to be liquefied is supplied in the lower region of the washing condenser and its condensate is drawn off here,
3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit im oberen Bereich des Waschkondensators zugeführt und die verdampfte Waschflüssigkeit dort abgezogen wird,3. The method according to claim 1-2, characterized in that the washing liquid is supplied in the upper region of the washing condenser and the evaporated washing liquid is drawn off there,
4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme- und Stoffaustauschvorgänge im Waschkondensator in Packungen aus Füllkörperschüttungen oder in einer geordneten Packung durchgeführt werden,4. The method according to claim 1-3, characterized in that the heat and mass transfer processes in the washing condenser Packings are carried out from packings or in an orderly packing,
5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Waschflüssigkeit im Waschkondensator durch ξen ein- oder mehrmaligen Einbau eines Flüssigkeitssammlers mit zugehöriger Flüssigkeitsverteilung innerhalb der Packungs- oder Füllkörperhöhe verbessert wird,5. The method according to claim 1-4, characterized in that the distribution of the washing liquid in the washing condenser is improved by ξen one or more times installation of a liquid collector with associated liquid distribution within the packing or packing height,
6. Verfahren nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme- und Stoffaustauschvorgänge im Waschkondensator auf den Böden einer Bodenkolonne durchgeführt werden,6. The method according to claim 1-3, characterized in that the heat and mass transfer processes in the washing condenser are carried out on the trays of a tray column,
7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Austauschvorgäng© auf 10 - 60 Böden oder in entsprechender Zahl von theoretischen Böden einer Packung durchgeführt werden,7. The method according to claim 1-6, characterized in that the exchange procedures © are carried out on 10 - 60 floors or in a corresponding number of theoretical floors of a pack,
8. Verfahren nach Anspruch 1 - 7 dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der reinen Stoffe eine azeotrope Mischung8. The method according to claim 1-7, characterized in that an azeotropic mixture instead of the pure substances
2er Stoffe eingesetzt wird,2 fabrics are used,
9. Verfahren nach Anspruch 1 - 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffpaarungen eingesetzt werden, die sich auch in einer einfachen Rektifikation trennen lassen,9. The method according to claim 1- 7, characterized in that the material pairings are used, which can also be separated in a simple rectification,
10. Verfahren nach Anspruch 1 - 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Stoff aarung Ammoniak/Wasser eingesetzt wird,10. The method according to claim 1-9, characterized in that the substance aarung ammonia / water is used,
11. Verfahren nach Anspruch 1 - 9 dadurch gekennzeichnet, daß daß Methan durch eine Wäsche mit einem höhersiedenden Normal- Paraffine verflüssigt wird,11. The method according to claim 1-9, characterized in that methane is liquefied by washing with a higher-boiling normal paraffins,
12. Verfahren nach Anspruch 1 - 9 dadurch gekennzeichnet, daß auf höherem Temperaturniveau z.B. Wasserdampf mit einem höhersiedenden, synthetischen Lösungsmittel verflüssigt wird,12. The method according to claim 1-9, characterized in that e.g. at a higher temperature level Water vapor is liquefied with a higher-boiling, synthetic solvent,
13. Verfahren nach Anspruch 1 - 9 dadurch gekennzeichnet, daß aus den Stoffen HCl, Vinylchlorid, Trichlorsilan Stoffpaarungen ausgewählt werdep,, 13. The method according to claim 1-9, characterized in that material pairs are selected from the substances HCl, vinyl chloride, trichlorosilane ,,
14. Verfahren nach Anspruch 1 - 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit aus einem Rektifikations- oder Destillationsprozeß eingespeist wird,14. The method according to claim 1-13, characterized in that the washing liquid is fed from a rectification or distillation process,
15. Verfahren nach Anspruch 1 - 14 dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat des zugeführten, dampfförmigen Stoffes mindestens teilweise einer Destillation oder Rektifikation zugeführt wird,15. The method according to claim 1-14, characterized in that the condensate of the supplied vaporous substance is at least partially fed to a distillation or rectification,
16. Verfahren nach Anspruch 1 - 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung im dampfförmig zugeführten Stoff durch den Stoff der Waschflüssigkeit von einigen ppm bis zu 40 % vol beträgt,16. The method according to claim 1-15, characterized in that the contamination in the vaporous substance by the substance of the washing liquid is from a few ppm to 40% vol,
17. Verfahren nach Anspruch 1 - 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit wenigstens mit Siedetemperatur oder einer höheren Temperatur zugeführt wird,17. The method according to claim 1-16, characterized in that the washing liquid is supplied at least at boiling temperature or a higher temperature,
18. Verfahren nach Anspruch 1 - 17 dadurch gekennzeichnet, daß eine Waschflüssigkeit mit einer Siedetemperatur, die über der des dampfförmigen Stoffes liegt, verwendet wird,18. The method according to claim 1-17, characterized in that a washing liquid with a boiling temperature which is above that of the vaporous substance is used,
19. Verfahren nach Anspruch 1 - 18 dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Waschflüssigkeitsmenge gleich groß oder kleiner ist als für die Kondensation des gesamten dampfförmigen Stoffes erforderlich ist,19. The method according to claim 1-18, characterized in that the amount of washing liquid supplied is the same or less than is required for the condensation of the entire vaporous substance,
20. Verfahren nach Anspruch 1 - 18 dadurch kennzeichnet, daß die zugeführte Waschflüssigkeitsmenge gleich groß oder größer ist als für die Kondensation des gesamten dampfförmigen Stoffes erforderlich ist,20. The method according to claim 1-18, characterized in that the amount of washing liquid supplied is equal to or greater than is required for the condensation of the entire vaporous substance,
21. Verfahren nach Anspruch 1 - 17 und 19 - 20 dadurch gekennzeichnet, daß eine Waschflüssigkeit mit einer Siedetempe¬ ratur, die unter der des dampfförmigen Stoffes liegt, verwendet wird,21. The method according to claim 1-17 and 19-20, characterized in that a washing liquid with a boiling temperature which is below that of the vaporous substance is used,
22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß22. The apparatus for performing the method according to claim 1-21, characterized in that
gsr 07 - p - in einem Waschkondensator in Form einer Bodenkolonne oder mit einer unregelmäßigen Packung oder einer geordneten Packung mehrere Trennstufen vorgesehen sind,gsr 07 - p multiple separation stages are provided in a washing condenser in the form of a tray column or with an irregular packing or an ordered packing,
- an dessen Kopf mindestens je ein Stutzen für Waschflüssig- keitszufuhr und Dampfabfuhr und an dessen Fuß mindestens je ein Stutzen für die Zufuhr wenigstens eines dampfförmigen Stoffes und die Abfuhr des Kondensates vorgesehen sind,at the head at least one connection piece for the supply of washing liquid and steam discharge and at the base at least one connection piece each for the supply of at least one vaporous substance and the removal of the condensate,
- ferner ein oder mehrere dampfförmige Stoffe mit der Wasch¬ flüssigkeit im Gegenstrom waschbar und kondensierbar sind,one or more vaporous substances can also be washed and condensed in countercurrent with the washing liquid,
- und schließlich die Kondensationswärme durch Verdampfen der Waschflüssigkeit auf deren Siedeniveau am Kopf des Waschkon¬ densator durch Abzug der entstehenden Dämpfe verfügbar ist.- and finally the heat of condensation by evaporating the washing liquid to its boiling level at the top of the washing condenser is available by removing the vapors formed.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Temperatureinflüssen von außen am Gehäuse 1 eine Außenisolierung vorgesehen ist. 23. The device according to claim 22, characterized in that an external insulation is provided to prevent temperature influences from the outside on the housing 1.
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