DE10208711A1 - Keramisches Packungselement - Google Patents

Keramisches Packungselement

Info

Publication number
DE10208711A1
DE10208711A1 DE10208711A DE10208711A DE10208711A1 DE 10208711 A1 DE10208711 A1 DE 10208711A1 DE 10208711 A DE10208711 A DE 10208711A DE 10208711 A DE10208711 A DE 10208711A DE 10208711 A1 DE10208711 A1 DE 10208711A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
packing
packing element
column
flow channels
thermal separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10208711A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10208711B4 (de
Inventor
Peter Zehner
Gerhard Olbert
Mathias Haake
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE10208711A priority Critical patent/DE10208711B4/de
Publication of DE10208711A1 publication Critical patent/DE10208711A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10208711B4 publication Critical patent/DE10208711B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/311—Porosity, e.g. pore volume
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/34—Specific shapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0423—Beds in columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322—Basic shape of the elements
    • B01J2219/32296—Honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324—Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32425—Ceramic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324—Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32466—Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/33—Details relating to the packing elements in general

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Es wird ein keramisches Packungselement (1) für eine Kolonne zur Durchführung einer thermischen Trennung und gegebenenfalls einer chemischen Reaktion eines fluiden Stoffgemisches vorgeschlagen, mit Strömungskanälen (2), die in mehreren, zueinander parallelen Ebenen (A, B) angeordnet sind, wobei die Strömungskanäle (2) innerhalb jeder Ebene (A, B) parallel zueinander und mit einem Neigungswinkel zur Längsachse des Packungselementes (1) geneigt ausgerichtet sind, wobei das Packungselement (1) aus einer zumindest teilweisen offenporigen Schaumkeramik gebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Packungselement für eine Kolonne zur Durchführung einer thermischen Trennung eines fluiden Stoffgemisches, eine Packung, gebildet aus zwei oder mehreren Packungselementen, ein Verfahren unter Verwendung eines Packungselementes oder einer Packung sowie eine Verwendung.
  • Bei thermischen Trennverfahren in einer Kolonne werden Stoffe und meist auch Wärme zwischen mindestens zwei Phasen unterschiedlicher Zusammensetzung eines fluiden Stoffgemisches ausgetauscht. Hierbei handelt es sich häufig um eine gasförmige und eine flüssige Phase oder um zwei unterschiedliche flüssige Phasen, meist mit relativ großer Dichtedifferenz. Dieser Stoff und Wärmetransport wird durch in die Kolonne eingebaute Elemente, wie Böden, Füllkörper oder Packungen, die für eine ausreichende Berührungszeit der Phasen und eine hinreichend große Phasengrenzfläche sorgen, intensiviert.
  • Häufig wird in derselben Kolonne eine thermische Trennung und gleichzeitig eine chemische Reaktion durchgeführt. Chemische Reaktionen werden oft in Gegenwart von, häufig heterogenen, Katalysatoren durchgeführt. Dabei ist es erforderlich, den Katalysator möglichst effektiv in den Kolonneneinbauten unterzubringen, um hohe spezifische Katalysatoroberflächen und somit gute Katalysatoraktivitäten zu gewährleisten.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Realisierungsmöglichkeiten zur Durchführung von heterogen katalysierten Reaktivdestillationen, das heißt von heterogen katalysierten Reaktionen und gleichzeitig destillativen Auftrennungen, somit thermischen Trennungen, in derselben Kolonne bekannt: eine Möglichkeit besteht darin, Packungen in aus der Destillationstechnik bekannter Bauform mit aktiver Katalysatormasse zu beschichten, wie zum Beispiel bei der Katapack-M der Fa. Sulzer AG, CH 8404 Winterthur.
  • Es ist auch bekannt, Katalysatorteilchen in Verbindung mit Packungen in Kolonnen zur Reaktivdestillation einzusetzen, wobei die Katalysatorteilchen in Taschen aus Drahtgewebe eingebracht sind, die entweder direkt als Destillationseinbauten, wie die Bauform Katapack-S der Firma Sulzer AG, CH 8404 Winterthur, oder die als ebene Taschen ausgebildet sind, die zwischen die einzelnen Schichten der Destillationspackungen eingelegt werden, wie die Bauform Multipack der Firma Montz GmbH, D 40723 Hilden.
  • Die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung DE 101 59 821 beschreibt eine Packung zur Reaktivdestillation, die unmittelbar mit Katalysatorteilchen befüllt ist, ohne dass hierzu eine Ausbildung von zusätzlichen Aufnahmeräumen, beispielsweise von Taschen erforderlich wäre. Dabei wird jedoch auch von in der Destillationstechnik bislang üblichen Packungen ausgegangen, für die als Werkstoffe überwiegend Metalle, seltener auch keramische Materialien, Porzellan oder Kunststoffe eingesetzt werden. Metallische Werkstoffe werden überwiegend als Bleche oder Drahtgewebe in mehreren, zueinander parallelen Lagen eingesetzt, die ein Packungselement bilden. Die Packungselemente müssen den Kolonnenquerschnitt möglichst vollständig ausfüllen, das heißt in einer vorgegebenen Geometrie vorliegen, was in der Regel mit hohen Fertigungskosten verbunden ist.
  • Es ist bekannt, keramische Materialien mit überwiegend offenporiger Schaumstruktur, insbesondere zum Einsatz als Filtermaterial herzustellen. Ein klassisches Verfahren hierfür ist das sogenannte "Schwartzwalder-Verfahren" (US 3,090,094), wonach aus einem offenzelligen Polymerschaum das gewünschte Bauteil herausgeschnitten und anschließend mit einer Suspension aus keramischen Partikeln und Wasser oder Lösungsmittel getränkt wird. Danach wird der getränkte Polymerschaum ein- oder mehrmals mechanisch ausgepresst, getrocknet und ausgebrannt. Durch Sinterung der zurückgebliebenen keramischen Beschichtung wird die offenzellige Schaumkeramik erhalten. Da die nach diesem Verfahren hergestellte offenzellige Schaumkeramik eine Abformung der zellenartigen Polymerstruktur des Ausgangsmaterials ist, werden keramische Stege mit Hohlräumen erhalten, die die Festigkeit beeinträchtigen. Hierzu schlägt die WO 97/45381 vor, die inneren Hohlräume, die Risse und die Porosität der keramischen Stege mit einer oder mehreren metallischen und/oder keramischen Phasen und/oder Glasphasen ganz oder teilweise zu füllen, wodurch die Festigkeit bedeutend zunimmt.
  • Weitere bekannte Verfahren zur Herstellung von Schaumkeramiken sind beispielsweise die Direktschäumung mittels Luft oder unter Einsatz eines Treibmittels.
  • Es war Aufgabe der Erfindung, ein keramisches Packungselement für eine Kolonne zur Durchführung einer thermischen Trennung und gegebenenfalls einer chemischen Reaktion eines fluiden Stoffgemisches zur Verfügung zu stellen, das mit geringen Fertigungskosten ohne Einschränkung in der geometrischen Form herstellbar ist und dass darüber hinaus einen verbesserten Stoffaustausch sowie gegebenenfalls eine verbesserte katalytische Aktivität gegenüber bekannten Packungen aufweist.
  • Die Lösung geht aus von einem keramischen Packungselement für eine Kolonne zur Durchführung einer thermischen Trennung und gegebenenfalls einer chemischen Reaktion eines fluiden Stoffgemisches mit Strömungskanälen, die in mehreren, zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, wobei die Strömungskanäle innerhalb jeder Ebene parallel zueinander und mit einem Neigungswinkel zur Längsachse des Packungselementes geneigt ausgerichtet sind.
  • Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Packungselement aus einer zumindest teilweisen offenporigen Schaumkeramik gebildet ist.
  • Das erfindungsgemäße keramische Packungselement weist somit für die Aufnahme und Weiterleitung des fluiden Stoffgemisches erforderliche Strömungskanäle auf, die, wie in aus der Destillationstechnik bekannten Packungen in mehreren zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, wobei die Strömungskanäle innerhalb jede Ebene parallel zueinander und mit einem Neigungswinkel zur Längsachse des Packungselementes ausgerichtet sind.
  • Bevorzugt sind die parallel zueinander angeordneten Ebenen in Kolonnenlängsrichtung orientiert. Besonders bevorzugt weist der Neigungswinkel der Strömungskanäle unmittelbar benachbarte Ebenen den gleichen Wert, jedoch mit umgekehrten Vorzeichen auf, wodurch ein besonders guter Stoff und gegebenenfalls Wärmeaustausch gewährleistet wird.
  • Erfindungsgemäß ist das keramische Packungselement aus einer zumindest teilweise offenporigen Schaumkeramik gebildet.
  • Der Begriff Schaumkeramik bezeichnet einen keramischen Werkstoff, der porös ist, wobei die Poren offen oder geschlossen sein können. Für das erfindungsgemäße keramische Packungselement eignen sich grundsätzlich Schaumkeramiken, die zumindest teilweise offenporig sind, das heißt die einen Anteil an offen Poren von mindestens 30%, bevorzugt von mindestens 60%, besonders bevorzugt von mindestens 80%, aufweisen.
  • Die Gesamtporosität der zumindest teilweise offenporigen Schaumkeramik liegt bevorzugt im Bereich von 55 bis 95%, insbesondere im Bereich von 75 bis 90%.
  • Die Erfindung ist nicht eingeschränkt bezüglich der einsetzbaren keramischen Materialien. Beispielhaft genannt seien Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid oder Siliziumdioxid.
  • Die zumindest teilweise offenporige Schaumkeramik kann nach jedem bekannten Verfahren hergestellt werden, vorausgesetzt es wird die für den Einsatz als Packung für eine Kolonne erforderliche mechanische Stabilität erreicht.
  • Die Strömungskanäle in der Schaumkeramik können in besonders einfacher Weise erhalten werden, indem das eingangs beschriebene Verfahren durch Abformung der zellenartigen Polymerstruktur eines Ausgangsmaterials dergestalt abgewandelt wird, heiße Stäbe, die in Anzahl und Geometrie den Strömungskanälen entsprechen, aus einem Material, das hierbei nicht schmilzt, durch den Polymerschaum durchgeschoben werden.
  • Bevorzugt liegt das Volumen der Strömungskanäle, bezogen auf das Gesamtvolumen des Packungselementes im Bereich von 10 bis 80%, insbesondere im Bereich von 30 bis 60%.
  • Der Querschnitt der Strömungskanäle kann grundsätzlich jede beliebige geometrische Form aufweisen, bevorzugt ist sie jedoch kreisförmig oder annähernd kreisförmig. Weitere bevorzugte Querschnittsformen sind rechteckige oder dreieckige Formen.
  • Es ist möglich, das Packungselement bevorzugt dergestalt auszubilden, dass sich der Neigungswinkel der Strömungskanäle über die Höhe des Packungselementes kontinuierlich oder diskontinuierlich verändert.
  • Bevorzugt kann das Packungselement aus einem katalytisch aktiven Material gebildet sein oder es kann als Katalysatorträger fungieren, auf und/oder in den ein oder mehrere katalytisch aktive Materialien, insbesondere durch Beschichtung oder Tränken, aufgebracht sind. Das keramische Material kann beispielsweise ein Zeolith sein, der katalytisch aktiv sein kann. Als Katalysatorträger kann der Keramikschaum beispielsweise aus Aluminiumoxid gebildet sein, auf den eine Beschichtung mit katalytisch aktiver Masse, beispielsweise Palladium, aufgebracht wird.
  • Bevorzugt kann das Packungselement in der Weise ausgebildet werden, dass innerhalb des Packungselementes Bereiche mit unterschiedlichem Volumen der Strömungskanäle und/oder unterschiedlicher katalytischer Aktivität vorliegen. Dadurch kann in gewünschten Bereichen ein größerer Flüssigkeits-Hold-Up gegenüber anderen Bereichen erreicht, insbesondere können Anstaubereiche gebildet werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Packung für eine Kolonne, gebildet aus zwei oder mehreren oben beschriebenen, übereinander angeordneten Packungselementen.
  • Die übereinander angeordneten Packungselemente können unterschiedliche Porosität und/oder unterschiedliche Volumina der Strömungskanäle und/oder unterschiedliche katalytische Aktivität aufweisen.
  • Bevorzugt können die übereinander angeordneten Packungselemente um ihrer Längsachse verdreht angeordnet sein, wobei unmittelbar übereinander angeordnete Packungselemente vorzugsweise um jeweils 90° gegeneinander um ihre Längsachse verdreht sind.
  • Um eine verbesserte Durchströmung der Packung durch das fluide Stoffgemisch zu gewährleisten, können zwischen aufeinander folgenden Packungselementen Verteil- und Sammelelemente vorgesehen sein. Die Verteil- und Sammelelemente können vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff, bevorzugt aus dem gleichen Werkstoff wie die Schaumkeramik, hergestellt sein. Sie sind geometrisch dergestalt ausgebildet, beispielsweise durch Vertiefungen, Nuten und/oder Prägungen in ihrer Querrichtung, dass sie aus dem darüber liegenden Packungselement Flüssigkeit aufnehmen und über Durchtritte in das darunter liegende Packungselement weiterleiten. Dadurch wird eine Flüssigkeitsanstauung an der Grenzfläche zwischen zwei aufeinander folgenden Packungselementen vermieden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen zwei aufeinander folgenden Packungselementen jeweils ein Abstandshalter angeordnet, bevorzugt aus Metall- oder Keramikstreifen und/oder aus einer großporigen Schaumkeramik. Als großporig wird vorliegend verstanden, dass die Porengröße mindestens 3 mm, bevorzugt mindestens 5 mm, beträgt.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur thermischen Trennung fluider Stoffgemische in einer Kolonne mit einem oben beschriebenen Packungselement oder mit einer oben beschriebenen Packung, wobei das Verfahren zur thermischen Trennung eine Destillation oder eine Rektifikation ist.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante kann das Verfahren zur thermischen Trennung eine Extraktion sein. Das Verfahren zur thermischen Trennung kann auch bevorzugt eine Absorption oder eine Desorption, insbesondere eine Strippung, sein.
  • Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, wonach in der Kolonne zusätzlich zur thermischen Trennung eine chemische Reaktion durchgeführt wird. Bevorzugt ist die Reaktivdestillation.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung einer zumindest teilweise offenporigen Schaumkeramik für ein oben beschriebenes Packungselement oder eine oben beschriebene Packung. Bevorzugt kann (können) in die zumindest teilweise offenporige Schaumkeramik eine oder mehrere katalytisch aktive Massen eingebracht und/oder aufgebracht sein.
  • Indem erfindungsgemäß ein keramisches Packungselement oder eine keramische Packung mit zumindest teilweise offenzelliger Schaumstruktur eingesetzt wird, werden überragende verfahrenstechnische Vorteile erreicht: die Schaumstruktur gewährleistet eine große innere Oberfläche mit guter Benetzbarkeit und somit hohem Flüssigkeits-Hold-Up und großer Verweilzeit der flüssigen Phase. Dadurch kann die Apparategröße im Vergleich zu konventionellen Packungen reduziert werden, mit entsprechenden wirtschaftlichen Vorteilen. Ebenfalls durch die große innere Oberfläche kann die Schaumkeramik, sofern sie selbst katalytisch aktiv ist, eine besonders gute katalytische Wirksamkeit entfalten oder sie kann, sofern sie als Träger wirkt, eine große aktive Katalysatormasse aufnehmen.
  • Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Packungselement und die erfindungsgemäße Packung durch eine hohe Temperatur- und chemische Beständigkeit aus. Sie kann einfach, in jeder geometrischen Form, und somit mit geringen Fertigungskosten hergestellt werden und ist, durch ihr geringes Gewicht, einfach handhabbar.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern jeweils gleiche oder entsprechende Merkmale.
  • Es zeigen im Einzelnen:
  • Fig. 1a die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Packungselementes, mit Querschnittsdarstellung in Fig. 1b und Längsschnittdarstellungen in Fig. 1c und 1d,
  • Fig. 2 die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Packung,
  • Fig. 3a bis 3c die schematischen Darstellungen von Querschnitten durch aus Packungssegmenten ausgebildeten Packungselementen und
  • Fig. 4 die schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Packung.
  • In Fig. 1a ist schematisch ein Packungselement 1 dargestellt, mit parallel zueinander angeordneten Strömungskanälen 2.
  • Der Querschnitt in Fig. 1b verdeutlicht, dass die Strömungskanäle 2 in mehreren zueinander parallelen Ebenen A, B angeordnet sind, wobei die Strömungskanäle 2 innerhalb jeder Ebene A, B, jeweils parallel zueinander angeordnet sind. Der Neigungswinkel der Strömungskanäle 2 kann sich bevorzugt von Ebene zu Ebene unterscheiden, wodurch, wie in der in Fig. 1b im Querschnitt dargestellten bevorzugten Ausführungsform eine Überschneidung der Strömungskanäle aufeinander folgender Ebenen A, B, vorliegen kann.
  • Die Längsschnittdarstellungen in der Ebene A (Fig. 1c) bzw. in der Ebene B (Fig. 1d) verdeutlichen, dass sich die Neigungswinkel der Strömungskanäle 2 in aufeinander folgenden Ebenen jeweils durch ihr Vorzeichen unterscheiden, wobei ihr Wert gleich ist.
  • Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Packung mit übereinander angeordneten Packungselementen 1, die Strömungskanäle 2 aufweisen. In der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind unmittelbar übereinander angeordnete Packungselemente 1 jeweils gegeneinander um 90° verdreht.
  • Die schematischen Darstellungen in Fig. 3a bis 3c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Packung im Querschnitt, wobei die Querschnittsdarstellungen in Fig. 3a bzw. Fig. 3b übereinander liegende Packungselemente zeigen.
  • Jedes der übereinander liegenden Packungselemente ist jeweils aus den Kolonnenquerschnitt vollständig ausfüllenden Packungssegmenten 4 aufgebaut. Die übereinander liegenden Segmente aufeinander folgender Packungselemente sind dabei bevorzugt gegeneinander versetzt angeordnet, wie dies die Querschnittsdarstellung in Fig. 3c verdeutlicht.
  • Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Packung 3, wonach zwischen aufeinander folgenden Packungselementen 1 ein Verteil- und Sammelelement 5 angeordnet ist.

Claims (20)

1. Keramisches Packungselement (1) für eine Kolonne zur Durchführung einer thermischen Trennung und gegebenenfalls einer chemischen Reaktion eines fluiden Stoffgemisches mit Strömungskanälen (2), die in mehreren, zueinander parallelen Ebenen (A, B) angeordnet sind, wobei die Strömungskanäle (2) innerhalb jeder Ebene (A, B) parallel zueinander und mit einem Neigungswinkel zur Längsachse des Packungselementes (1) geneigt ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Packungselement (1) aus einer zumindest teilweisen offenporigen Schaumkeramik gebildet ist.
2. Packungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander angeordneten Ebenen (A, B) in Kolonnenlängsrichtung ausgerichtet sind.
3. Packungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel der Strömungskanäle (2) unmittelbar benachbarte Ebenen (A, B) den gleichen Wert, jedoch mit umgekehrten Vorzeichen aufweisen.
4. Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise offenporige Schaumkeramik eine Gesamtporosität von 655 bis 95%, bevorzugt von 75 bis 90% aufweist.
5. Packungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Strömungskanäle (2) bezogen auf das Gesamtvolumen des Packungselementes (1) im Bereich von 10 bis 80%, bevorzugt von 30 bis 60%, liegt.
6. Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Strömungskanäle (2) annähernd kreisförmig ist.
7. Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Neigungswinkel der Strömungskanäle über die Höhe des Packungselementes (1) kontinuierlich oder diskontinuierlich verändert.
8. Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem katalytisch aktiven Material gebildet ist oder dass es als Katalysatorträger fungiert, auf und/oder in den ein oder mehrere katalytisch aktive Materialien, insbesondere durch Beschichtung oder Tränken, aufgebracht sind.
9. Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Packungselementes Bereiche mit unterschiedlichem Volumen der Strömungskanäle (2) und/oder unterschiedlicher katalytischer Aktivität vorliegen.
10. Packung (3) für eine Kolonne, gebildet aus zwei oder mehreren übereinander angeordneten Packungselementen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. Packung (3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinander angeordneten Packungselemente (1) um ihre Längsachse verdreht angeordnet sind, wobei unmittelbar übereinander angeordnete Packungselemente (1) vorzugsweise um jeweils 90° gegeneinander um ihre Längsachse verdreht sind.
12. Packung (3) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Packungselementen (1) mit unterschiedlicher Porosität und/oder unterschiedlichem Volumen der Strömungskanäle (2) und/oder unterschiedlicher katalytischer Aktivität gebildet ist.
13. Packung (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei aufeinander folgenden Packungselementen (1) jeweils ein Verteil- und Sammelelement (5) angeordnet ist.
14. Packung (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei aufeinander folgenden Packungselementen (1) jeweils ein Abstandshalter, bevorzugt aus Metall- oder Keramikstreifen und/oder aus einer großporigen Schaumkeramik angeordnet.
15. Verfahren zur thermischen Trennung fluider Stoffgemische in einer Kolonne mit einem Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder mit einer Packung (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur thermischen Trennung eine Destillation oder Rektifikation ist.
16. Verfahren zur thermischen Trennung eines fluiden Stoffgemisches in einer Kolonne mit einem Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder mit einer Packung (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur thermischen Trennung eine Extraktion ist.
17. Verfahren zur thermischen Trennung eines fluiden Stoffgemisches in einer Kolonne mit einem Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder mit einer Packung (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur thermischen Trennung eine Absorption oder eine Desorption, insbesondere eine Strippung ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolonne zusätzlich zur thermischen Trennung eine chemische Reaktion durchgeführt wird.
19. Verwendung einer zumindest teilweise offenporigen Schaumkeramik für ein Packungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder für eine Packung (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 14.
20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in und/oder auf die zumindest teilweise offenporige Schaumkeramik eine oder mehrere katalytisch aktive Masse(n) eingebracht ist (sind).
DE10208711A 2002-02-28 2002-02-28 Keramisches Packungselement Expired - Fee Related DE10208711B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10208711A DE10208711B4 (de) 2002-02-28 2002-02-28 Keramisches Packungselement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10208711A DE10208711B4 (de) 2002-02-28 2002-02-28 Keramisches Packungselement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10208711A1 true DE10208711A1 (de) 2003-09-25
DE10208711B4 DE10208711B4 (de) 2006-07-06

Family

ID=27770905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10208711A Expired - Fee Related DE10208711B4 (de) 2002-02-28 2002-02-28 Keramisches Packungselement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10208711B4 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005021152A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Ceramic packing element with enlarged fluid flow passages
WO2006009453A1 (en) * 2004-07-19 2006-01-26 Yara International Asa Catalyst packing, a structured fixed bed reactor and use
WO2006065127A1 (en) * 2004-10-19 2006-06-22 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Multiphase reactions using solid foams
DE102008016049A1 (de) * 2008-03-28 2009-10-01 Quadbeck-Seeger, Hans-Jürgen, Prof. Dr. Verwendung von teilweise oder vollständig offenzelligen Schaumstoffen in Verfahren zum Trennen oder Reinigen von Stoffgemischen
WO2010099970A1 (de) 2009-03-05 2010-09-10 Uhde Gmbh Verfahren und vorrichtung zur niederhaltung von angeströmten kataysatorpartikeln
EP2233209A2 (de) 2009-03-24 2010-09-29 Basf Se Formkörper
WO2012102876A1 (en) * 2011-01-27 2012-08-02 Praxair Technology, Inc. Distillation method and cross - corrugated structured foam- like packing
WO2015181492A1 (fr) * 2014-05-30 2015-12-03 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Catalyseur sous forme d'un monolithe avec un réseau de canaux
US9343209B2 (en) 2008-04-28 2016-05-17 Basf Se Open-celled, porous shaped body for heat exchangers

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009011375A1 (de) * 2009-03-05 2010-09-23 Uhde Gmbh Verfahren zur Niederhaltung von angeströmten Katalysatorpartikeln
DE102009049173A1 (de) * 2009-10-13 2011-04-21 Süd-Chemie AG Reaktoranordnung zur katalytischen Gasphasenoxidation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE337284C (de) * 1919-11-06 1921-05-27 Kurt Bube Dr Fuellung fuer Wasch- und Destillierkolonnen
DE2503681A1 (de) * 1974-01-31 1975-08-14 Foseco Int Vorrichtung fuer den kontakt von gasen mit fluessigkeiten

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD259737A3 (de) * 1986-03-25 1988-09-07 Freiberg Bergakademie Nichtmetallische kolonnenpackung zur kontaktierung fluider phasen
JPH0564706A (ja) * 1991-09-06 1993-03-19 Ngk Insulators Ltd 脱酸素水の製造装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE337284C (de) * 1919-11-06 1921-05-27 Kurt Bube Dr Fuellung fuer Wasch- und Destillierkolonnen
DE2503681A1 (de) * 1974-01-31 1975-08-14 Foseco Int Vorrichtung fuer den kontakt von gasen mit fluessigkeiten

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Pat. Abstr. of Jp. & JP 03098640 A *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005021152A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Ceramic packing element with enlarged fluid flow passages
WO2006009453A1 (en) * 2004-07-19 2006-01-26 Yara International Asa Catalyst packing, a structured fixed bed reactor and use
WO2006065127A1 (en) * 2004-10-19 2006-06-22 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Multiphase reactions using solid foams
DE102008016049A1 (de) * 2008-03-28 2009-10-01 Quadbeck-Seeger, Hans-Jürgen, Prof. Dr. Verwendung von teilweise oder vollständig offenzelligen Schaumstoffen in Verfahren zum Trennen oder Reinigen von Stoffgemischen
US9343209B2 (en) 2008-04-28 2016-05-17 Basf Se Open-celled, porous shaped body for heat exchangers
WO2010099970A1 (de) 2009-03-05 2010-09-10 Uhde Gmbh Verfahren und vorrichtung zur niederhaltung von angeströmten kataysatorpartikeln
EP2233209A2 (de) 2009-03-24 2010-09-29 Basf Se Formkörper
EP2233209A3 (de) * 2009-03-24 2013-01-02 Basf Se Formkörper
WO2012102876A1 (en) * 2011-01-27 2012-08-02 Praxair Technology, Inc. Distillation method and cross - corrugated structured foam- like packing
US9375655B2 (en) 2011-01-27 2016-06-28 Praxair Technology, Inc. Distillation method and structured packing
WO2015181492A1 (fr) * 2014-05-30 2015-12-03 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Catalyseur sous forme d'un monolithe avec un réseau de canaux
FR3021556A1 (fr) * 2014-05-30 2015-12-04 Air Liquide Catalyseur sous forme d'un monolithe avec un reseau de canaux

Also Published As

Publication number Publication date
DE10208711B4 (de) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2897783B1 (de) Dreidimensionale formkörper
DE10208711B4 (de) Keramisches Packungselement
DE2628102C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines porösen, form-, hitze- und korrosionsbeständigen flächenhaften Gebildes aus Glasfaden
DE10392798B4 (de) Keramisches Füllkörperelement
EP3436189B1 (de) Kontakter
DE69200154T2 (de) Destillations-Reaktionsvorrichtung und ihre Verwendung.
DE19753249A1 (de) Keramiknetzwerk, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
EP0640385A1 (de) Packung mit katalytischen oder adsorbierenden Mitteln
EP0216729A1 (de) Filterkerze zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren
EP1455931B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur durchführung von heterogen katalysierten reaktivdestillationen, insbesondere zur herstellung von pseudoionon
DE112013002164T5 (de) Axial geschnittene keramische Wabeneinheiten
DE69515773T2 (de) Monolitischer, poröser Träger für Filtrationsmembrane
DE2705123C2 (de) Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers
EP3297759A1 (de) Mehrstufiger koerper mit einer vielzahl von stroemungskanaelen
DE102019205905A1 (de) Wärmespeicherreaktor
EP1317955B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von heterogen katalysierten Reaktionen
DE2425058A1 (de) Fuellkoerper aus keramikmaterial und deren verwendung
CH680788A5 (en) Filter or catalyst carrier - has structured flow channels and hollow zones for even exhaust gas flow without loss of pressure
DE1544061A1 (de) Fuellkoerper fuer Beruehrungsvorgaenge zwischen Gasen und Fluessigkeiten
EP0315047B1 (de) Monolithischer Katalysatorkörper
DE10218283A1 (de) Füllkörper aus offenzelligen Schaumstoffen
DE2503681A1 (de) Vorrichtung fuer den kontakt von gasen mit fluessigkeiten
WO1999051544A2 (de) Poröser, formstabiler formkörper
DE1544061C (de) Füllkörper für Berührungsvorgänge zwischen Gasen und Flüssigkeiten
DE1088026B (de) Fuellung fuer Rektifiziersaeulen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: BASF SE, 67063 LUDWIGSHAFEN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee