DD140652A1 - METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING AND DEPOSITING THE LIQUID PHASE IN HORIZONTAL HIGH-SPEED COLONS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist auf dem Gebiet der thermischen Stofftrennung, vorrangig für Absorption und Destillation anwendbar. Die Erfindung dient der Rationalisierung im Chemieanlagenbau. Ziel der Erfindung ist die Einsparung von Material-, Fertigungs- und Montagekosten für Stoffaustauschkolonnen bei Senkung der Druckverluste und hohem Austauschgrad. Durch eine geeignete Geometrie der Abscheiderschalen und den zwangsläufig horizontal angeordneten Kontaktzonen entstehen Kolonnen in kompakter Bauform, welche den Anforderungen der vorrangig stoffumwandelnden Industrie entsprechen. - Fig.1 -The invention is in the field of thermal separation, primarily applicable for absorption and distillation. The invention serves the rationalization in chemical plant construction. goal of Invention is the saving of material, manufacturing and Assembly costs for mass transfer columns with reduction of pressure losses and high degree of exchange. Through a suitable geometry of Separator shells and inevitably arranged horizontally Contact zones arise columns in a compact design, which the requirements of the predominantly material converting industry correspond. - Fig.1 -
Description
Besohreibung der ErfindungBesohreibung the invention
a) Titel der Erfindunga) Title of the invention
Verfahren und Vorrichtung zur Verteilung und Abscheidung der flüssigen Phase in waagerechten Hochgeschwindigkeitskolonnen·Method and device for distributing and separating the liquid phase in horizontal high-speed columns
b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verteilung und Abscheidung der flüssigen Phase in waagerechten Hochgeschwindigkeitskolonnen, wobei die Einzelelemente zu·einer Kolonne in kompakter Bauform zusammengesetzt werden können. Sie sind anwendbar für Stoffaustausehprozesse der stoffumwandelnden Industrie, vorrangig für die Absorption und Destillation.The invention relates to a method and a device for the distribution and separation of the liquid phase in horizontal high-speed columns, wherein the individual elements can be assembled into a column in a compact design. They are applicable to material metabolism processes of the material converting industry, primarily for absorption and distillation.
c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristic of the known technical solutions
Als bisherige Einrichtungen für Gleichstrom-Stoffaustauschprozesse zur Kontaktierung und Abscheidung zwischen zwei Phasen sind vor allem bekannt:As previous facilities for DC mass transfer processes for contacting and deposition between two phases are known in particular:
Vorrichtungen mit schrauben- oder turbinenförmigen Einbauten mit zugeordneten zylindrischen Kontaktzonen. Durch mehrfache parallele Anordnung dieser zylindrischen Vorrichtungen ergeben sich große Toträunie9 Außerdem sind für jedes Kontaktelement besondere Vorrichtungen für die Flussigkeitszu- bzw. -abführung notwendige Insgesamt ist der Aufbau derartiger Kontakteinrichtungen kompliziert und materialaufwendig.Devices with screw or turbine-shaped internals with associated cylindrical contact zones. By multiple parallel arrangement of these cylindrical devices result in large Toträunie 9 Moreover, special devices for the Flussigkeitszu- or -abführung necessary for each contact element Overall, the structure of such contact devices is complicated and expensive materials.
§ W / O O § W / OO
Vorrichtungen mit Hohlschalenprofilen als Einbauten mit rechteckigen Kontaktzonen· Die seitliche Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit aus den Hohlschalenprofilen begrenzt die Anwendungsbreite dieser Profile, erfordert eine mehrfache Anordnung nebeneinander und eine damit verbundene Ausbildung von Rückführkanälen, was zu einer verminderten Querschnittsausnutzung führt. Außerdem sind die Hohlschalenprofile geometrisch kompliziert und erfordern einen größeren Aufwand an Fertigungskosten.Devices with hollow shell profiles as internals with rectangular contact zones · The lateral discharge of the separated liquid from the hollow shell profiles limits the scope of application of these profiles, requires a multiple arrangement next to each other and an associated formation of return channels, resulting in a reduced cross-sectional utilization. In addition, the hollow shell profiles are geometrically complicated and require a greater amount of manufacturing costs.
Vorrichtungen mit Umlenkkanälen nach Fliehkraftprinzip mit konstantem Querschnitt ohne Zerteilereinheit. Diese Vorrichiungen sind auf Grund mangelhafter Abscheidegrade für den genannten Verwendungszweck nicht geeignet.Devices with deflection channels according to centrifugal force principle with constant cross section without dividing unit. These Vorrichiungen are not suitable due to poorer separation efficiency for the intended use.
d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention
Ziel der Erfindung ist, die Effektivität und Intensität des Stoffaustausches bei Gleichstromprozessen zu erhöhen sowie die Abmessungen der Einrichtungen und die Fertigungsund Montagekosten zu verringern.The aim of the invention is to increase the efficiency and intensity of the mass transfer in DC processes and to reduce the dimensions of the facilities and the Fertigungsund assembly costs.
e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verteilung und Abscheidung der flüssigen Phase in der Gasphase bei mehrstufigen Hochgeschwindigkeitskolonnen anzugeben, die durch eine einfache geometrische Form der Abscheiderschale und durch geeignete Anordnung der Kontaktzonen eine gute Querschnittsausnutzung sowie einfache Arbeitsgänge bei der Herstellung .der Kolonnen erlaubt und geringe Druckverluste bei hohen Stoffaustauschgraden aufweist.The invention has for its object to provide a method and apparatus for distributing and depositing the liquid phase in the gas phase in multi-stage high-speed columns, by a simple geometric shape of the separator shell and by suitable arrangement of the contact zones a good cross-sectional utilization and simple operations in the production .the columns allowed and low pressure losses at high mass transfer rates.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abscheidung der flüssigen Phase durch eine einmalige Umlenkung um ca. 180° gekoppelt mit einer stetigen Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt. Die abgeschiedenen Anteile werden durch mehrfache Unterbrechung der Schale stirnseitig in Rückführräume aufgenommen. Über die Zuführräume und die Verteileröffnung tritt die FlüssigkeitThis object is achieved in that the deposition of the liquid phase by a single deflection by about 180 ° coupled with a steady reduction in the flow rate. The separated parts are taken up by repeated interruption of the shell end face in return spaces. The liquid passes through the feed chambers and the distributor opening
an der Stelle der maximalen Strömungsgeschwindigkeit in den Gasstrom ein und wird mitgerissen und fein verteilt· Vorteilhafterweise erfolgt die Hauptströmungsrichtung der dispersen Phase waagerecht und die Flussigkeitsrückführung in der Ebene der Umlenkung der dispersen Phase oder senkrecht dazu.Advantageously, the main flow direction of the disperse phase takes place horizontally and the Flussigkeitsrückführung in the plane of the deflection of the disperse phase or perpendicular to it.
Durch Verbindung des Flüssigkeitssammelraumes oeder Stufe mit ;je einer Kontaktzone der darüberliegenden Trennstufen wird der Abscheidegrad durch unterdruck verbessert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus Abscheider-Versprüheinheiten und einem Kontaktzonengrundkörper. Eine Abscheider-Versprüheinheit besteht aus mehreren, zueinander versetzt angeordneten unteren Abscheiderschalen, einer zur Verengung des Verteiler-Querschnitts asymmetrisch angeordneten oberen Abscheiderschale, die über Stege miteinander verbunden sind, und einem Flüssigkeitssammelkasten und Zuführkasten, welche Aus- bzw. Eintrittsöffnungen und eine Entgasungsöffnung enthalten.By connecting the liquid collecting space oeder stage with, depending on a contact zone of the overlying separation stages, the degree of separation is improved by negative pressure. The device according to the invention for carrying out the method consists of separator-spraying units and a contact zone base body. A separator-Versprüheinheit consists of a plurality of mutually offset arranged lower Abscheiderschalen, an asymmetrically arranged for narrowing the cross-section of the distributor upper separator shell, which are interconnected by webs, and a liquid collection box and feed box, which contain outlet and inlet openings and a vent.
Der Kontaktzonengrundkörper besteht aus einer oder mehreren nebeneinander und/oder um einen Winkel (T gedreht übereinander angeordneten Kontaktzonen.The contact zone base body consists of one or more adjacent to each other and / or by an angle (T rotated one above the other arranged contact zones.
Die unteren Abscheiderschalen können aus einer unteren Halbschale aus Streckmetall bestehen.The lower separator shells may consist of a lower half shell made of expanded metal.
Besonders günstig wirkt sich die Anordnung der Rückführräume an den Enden einer Stoffaustauscheinheit nach Abscheiderschale und Verteilereinheit aus, so daß die Kontaktzone und damit auch die Abscheiderschale und Verteilereinheit eine beliebige, durch Sückführkanäle nicht unterbrochene Breite erreichen können. Dadurch erzielt man hohe Querschnittausnutzungen.The arrangement of the recirculation spaces at the ends of a mass transfer unit according to separator shell and distributor unit has a particularly favorable effect, so that the contact zone and thus also the separator shell and distributor unit can reach any width which is not interrupted by the suction channels. This achieves high cross-sectional utilization.
Die waagerechte Anordnung der Kontaktzonen, möglicherweise parallelgesshaltet und um den Winkel ο verdreht, erlaubt, geringe, an verfahrenstechnische Forderungen anpaßfähige Bauhöhen der Kolonnen, welche hydrostatische Flüssigkeitshöhen erlaubt, die dem erforderlichen Rückförderdruck gerecht werden. Die Kolonnen bestehen also aus dem vollkommenThe horizontal arrangement of the contact zones, possibly parallelkontiegenet and twisted by the angle ο , allows low, adaptable to procedural requirements building heights of the columns, which allows hydrostatic fluid heights that meet the required return pressure. So the columns are made of the perfect
leeren Kontaktzonengrundkörper und den außen angeordneten Abscheider-Verteilereinheiten, welche zum Zwecke der Reinigung leicht, demontierbar sind· Zur Verbesserung des Stoffaustausches wird es zweckmäßig sein, die Boden- und Seitenplatten in bestimmten Abständen mit Zerstäuberkanten zu versehen· ' .empty contact zone main body and the outside arranged separator distribution units, which are easy to disassemble for the purpose of cleaning · To improve the mass transfer, it will be appropriate to provide the bottom and side plates at certain intervals with spray edges.
f) Ausführungsbeispielf) embodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings:
Pig. 1: Wirkprinzip mehrerer korrespondierender TrennstufenPig. 1: active principle of several corresponding separation stages
Pig. 2: Anordnung der Eontaktzonen für eine Kolonne einfacher SchaltungPig. 2: Arrangement of the Eontaktzonen for a column simple circuit
Pig. 3i StromfUhrung der dispersen Phase und der abgeschiedenen Flüssigkeit für eine Kolonne mit einfacher ParallelschaltungPig. 3i Flow control of the disperse phase and the separated liquid for a column with simple parallel connection
Pig· 4: Stromführung der dispersen Phase und der abgeschiedenen Flüssigkeit für eine Kolonne mit mehrfacher ParallelschaltungPig · 4: current control of the disperse phase and the separated liquid for a column with multiple parallel connection
Pig. 5: Anordnung der Kontaktzonen für eine Kolonne mit einfacher Parallelschaltung (Kontaktzonengrundkb'rper)Pig. 5: arrangement of the contact zones for a column with simple parallel connection (contact zone basic body)
Draufsicht der Pig. 5 .Top view of the pig. 5.
Anordnung der Kontaktzonen für eine Kolonne mit mehrfacher Parallelschaltung (Kontaktzonengrundkörper)Arrangement of the contact zones for a column with multiple parallel connection (contact zone base body)
Draufsicht der Pig. 7Top view of the pig. 7
Eine Abseheide-Versprüheinheit mit Anschluß an den Kontaktzonengrundkörper für eine Kolonne mit mehrfacherA Abseheide Versprüheinheit with connection to the contact zone base body for a column with multiple
Eine Kolonne besteht aus dem Kontaktzonengrundkörper 100 und den Abscheider-Versprüheinheiten 200 nach Pig· 1 und Pig· 7. Wach dem erforderlichen hydrostatischen Rückförderdruck und der zugeordneten Schaltung ergeben sich für den Kontaktzonengrundkörper verschiedene Anordnungen der Stoffaustauschkanäle 110 - 143 zueinander·A column consists of the contact zone base body 100 and the separator-spray units 200 to Pig · 1 and Pig · 7. Wach the required hydrostatic recirculation pressure and the associated circuit arise for the Kontaktzonengrundkörper different arrangements of the mass transfer channels 110 - 143 to each other ·
Pur die einfache Schaltung nach Pig· 1 und Pig. 2 besteht der Kontaktzonengrundkörper aus waagerecht angeordneten, übereinander liegenden Kontaktzonen 110 - 115·Pure the simple circuit for Pig · 1 and Pig. 2, the contact zone main body consists of horizontally arranged, superposed contact zones 110-115.
Der Kontaktzonengrundkörper für die einfache Parallelschaltung wird nach Pig· 3 und Pig. 4 gebildet aus waagerecht, übereinander angeordneten, um den Winkel von 90° zueinander gedrehten Stoffaustauschzonen 111 - 113 und 121 - 123. Pur eine mehrfach parallele Sohaltung nach Pig· 7 und Pig. 8 wird der Kontaktzonengrundkörper aus ebenfalls waagerecht, übereinander angeordneten, um den Winkel von 45° zueinander gedrehten Kontaktzonen 111 -112, 121 -122, 131 132, 141 - 142. An den Enden der Kontaktzonen sind die Abscheider-Versprüheinheiten 200 angeordnet. Sie verbinden Jeweils zwei in Reihe geschaltete Kontaktzonen miteinander. Pig. 1 und Pig. 9.The contact zone basic body for the simple parallel connection becomes after Pig · 3 and Pig. 4 formed from one another horizontally, one above the other, at the angle of 90 ° to each other rotated mass transfer zones 111-113 and 121-123. Pur a multiple parallel posture according to Pig. 7 and Pig. 8, the contact zone base body is likewise arranged horizontally, one above the other, around the angle of 45 ° to each other rotated contact zones 111-112, 121-122, 131, 132, 141-142. At the ends of the contact zones, the separator-spraying units 200 are arranged. They each connect two series-connected contact zones. Pig. 1 and Pig. 9th
Die Abscheider-Versprüheinheit 200 nach Pig. 9 besteht aus einer mehrfach geteilten.Abecheiderschale 201 - 204 und den Leitschalen 205, welche jeweils mit vertikalen Stegblechen 206 verbunden sind. Die obere Teilschale 204 bildet mit der angeordneten Spxühkante 207 eine Zerteileröffnung 208· Die Teilschalen 201 - 203 werden bei Bedarf durch eine durchgängige Schale aus Streckmetall ersetzt· Die Absehe iderschalen sind vom Rückführkasten 209 und Zuführkasten 210 umgeben, welche mit Ein- bzw, Austrittsöffnungen 211 und einer Entgasungsöffnung 212 versehen sind· Die Ein- und Austritts öffnungen verbinden die Rück- und Zuführkästen der Je-•weiligen Trennstufen nach Pig. 3und Pig. 4 (gestrichelte Linie) miteinander·The separator-spraying unit 200 after Pig. 9 consists of a multiply divided .Abecheiderschale 201 - 204 and the Leitschalen 205, which are each connected to vertical web plates 206. The upper part shell 204 forms with the arranged Spxühkante 207 a Zerteileröffnung 208 · The partial shells 201 - 203 are replaced if necessary by a continuous shell of expanded metal · The Absehe iderschalen are surrounded by the return box 209 and feed box 210, which with inlet and outlet openings 211st and a degassing opening 212 are provided. The inlet and outlet openings connect the return and feed boxes of the respective separating stages to Pig. 3 and Pig. 4 (dashed line) with each other ·
19 7588 "6"19 7588 " 6 "
Nacht den Figuren 1, 3 und 4wird ein, wenn notwendig geteilter, Gasstrom durch die nacheinander angeordneten Stoffaustauschzonen 11.1 bis 116, 121 - 126, 131 - 133 bzw. 141 143 geführt· Er reichert sich mit Flüssigkeitstropfen an den Versprühkanten an, tauscht bevorzugte Komponenten der mi.tgeführten Phasen und wird durch die Abscheider an Tropfenanteil verarmt.At night figures 1, 3 and 4, a, if necessary divided, gas flow through the successively arranged mass transfer zones 11.1 to 116, 121-126, 131-133 and 141,143 performed · He accumulates with liquid droplets to the spraying edges, exchanges preferred components the mi.tgeführt phases and is depleted by the separator to drop content.
Die der Kolonne an der Stelle E zugeführte Flüssigkeit (Fig. 3) wird versprüht, durchströmt die Stoffaustauschzone 115, wird im Abscheider für die Kontaktzone 116 abgeschieden und zur Versprühung der Kontaktzone 114 zuge- ^ führt. Die für die Stoffaustauschzone 115 versprühte Flüssigkeit wird im Abscheider für die Stoffaustauschzone 116 abgeschieden. Der Prozeß Abscheidung - Versprühung ist der Stoffaustauschzonenfolge 116 - 114» der Prozeß Versprühung - Abscheidung der Stoffaustauschzonenfolge 115 - 116 zugeordnet, so daß in der Prozeßeinheit Gleichstrom, in der gesamten Kolonne aber Gegenstrom herrscht.The liquid supplied to the column at the point E (FIG. 3) is sprayed, flows through the mass transfer zone 115, is deposited in the separator for the contact zone 116 and supplied to the contact zone 114 for spraying. The liquid sprayed for the mass transfer zone 115 is deposited in the separator for the mass transfer zone 116. The process separation - spraying is the mass transfer zone sequence 116 - 114 »the process spraying - separation of the mass transfer zone sequence 115-116 assigned, so that in the process unit direct current, but prevails in the entire column countercurrent.
Gleiche Vorgänge sind in Kolonnen für die Reihen der Stoffaustauschzonen 21 - 23, 31, 33 und 41 - 43 (Fig. 4) zu verzeichnen. Diese Parallelschaltungen, mit Ineinanderschachtelung und Verdrehung der Stoffaustauschzonen (Fig. 5, 6, 7 und 8), dienen der Erzeugung einer größeren hydrostatischen J Rückförderhöhe.Similar processes can be seen in columns for the series of mass transfer zones 21-23, 31, 33 and 41-43 (FIG. 4). This parallel circuits, with interleaving and rotation of the mass transfer zones (Fig. 5, 6, 7 and 8), are used to produce a greater hydrostatic J recirculation amount.
Vorteile: Es steht der gesamte Kolonnenquerschnitt für den Stoffaustausch zur Verfügung. Durch die waagerechte Anordnung der Stof£austauschzonen entstehen Kolonnen kompakter Bauart mit geringer Höhenausdehnung. Durch die stirnseitige Anordnung der Abscheider-Versprüheinheit sind die Kontaktzonen nicht durch Rückführkanäle unterbrochen und in voller Breite wirksam. Die einfache Geometrie der Abscheiderschalen sowie die Trennung der Kolonne in Kontaktzonengrundkörper und Abscheider-Versprüheinheiten vereinfachen Fertigung und Montage und senken die Herstellungskosten.Advantages: The entire column cross-section is available for mass transfer. The horizontal arrangement of the material exchange zones gives rise to columns of compact design with low height expansion. Due to the frontal arrangement of the separator-Versprüheinheit the contact zones are not interrupted by return channels and effective in full width. The simple geometry of the separator shells and the separation of the column in the contact zone base body and separator-spraying units simplify manufacturing and assembly and reduce the manufacturing cost.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD19758877A DD140652A1 (en) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING AND DEPOSITING THE LIQUID PHASE IN HORIZONTAL HIGH-SPEED COLONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD19758877A DD140652A1 (en) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING AND DEPOSITING THE LIQUID PHASE IN HORIZONTAL HIGH-SPEED COLONS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD140652A1 true DD140652A1 (en) | 1980-03-19 |
Family
ID=5507502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD19758877A DD140652A1 (en) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING AND DEPOSITING THE LIQUID PHASE IN HORIZONTAL HIGH-SPEED COLONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD140652A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2501520A1 (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-17 | Wiegand Karlsruhe Gmbh | PROCESS FOR THE TRANSFER OF CONSTITUENTS BETWEEN A LIQUID CURRENT AND A VAPOR CURRENT FLOWING IN AN OPPOSITE DIRECTION, AND SEPARATING PLANT FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
DE3117930A1 (en) * | 1981-03-12 | 1982-11-18 | Wiegand Karlsruhe Gmbh, 7505 Ettlingen | Plant for material separation of a liquid into a bottom product and a top product and, possibly, also into side-cut products |
FR2510424A1 (en) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | B P Realizacji Inwes | METHOD FOR PRODUCING THE GAS-LIQUID CONTACTS AND TRAPPING FOR THE IMPLEMENTATION OF SAID METHOD |
-
1977
- 1977-02-28 DD DD19758877A patent/DD140652A1/en unknown
Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
FR2501520A1 (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-17 | Wiegand Karlsruhe Gmbh | PROCESS FOR THE TRANSFER OF CONSTITUENTS BETWEEN A LIQUID CURRENT AND A VAPOR CURRENT FLOWING IN AN OPPOSITE DIRECTION, AND SEPARATING PLANT FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
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