DE2322895A1

DE2322895A1 - Destillations- oder absorptionskolonne

Info

Publication number: DE2322895A1
Application number: DE19732322895
Authority: DE
Inventors: Kenneth Edwin Porter
Original assignee: Hydronyl Ltd
Current assignee: Hydronyl Ltd
Priority date: 1972-05-09
Filing date: 1973-05-07
Publication date: 1973-11-22
Also published as: JPS4954272A; GB1432944A; NL7306394A; FR2183897A1; IT985846B

Description

D1PL.-INS. R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER - dipl.-ins. J. RICHTER

MÜNCHEN HAMBURG

7c Mai 1973 Hydronyl Ltd» ⁸^^CHEN

Telefon (0811) 22 62 07/"52 6209 Telegramme: Inveniius Münche'n

Stoke^on-Trent, 2504 - I - 8272

Staffordshire (England)

Patentanmeldung

Destillations- oder Absorptionskolonne

Die Erfindung besieht sich auf Destillations oder Absorptionskolonnen zum kontinuierlichen Inberührungbringen von Gasen und flussigkeiten^ insbesondere auf absteigende leitungen oder Ableiter (downcomers)s, die in derartigen Kolonnen verwendet werdenο In der Beschreibung und in den Ansprüchen soll der Ausdruck "Gase" auch Dämpfe umfassen<,

Bin Sachteil bei Destinations= oder Absorptionskolonnen mit horizontalen Platten oder Böden (nachstehend "Böden" genannt)₉ die mit Ableitern verbunden sind» welche mit der Kolonnenwand in Berührung stehen, besteht darin, daß die durch den Ableiter herabfließende Flüssigkeit beim Überfließen des darunterliegenden Bodens ein Gerinne bildete Past alle derartigen Kolonnen sind zylindrisch, und infolge des Gerinnes bilden sich auf den Böden Bereiche; über die sich die Flüssigkeit kaum mehr bewegt ο Die Anwesenheit dieser Stagnationsbereiche

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OfilOlNAL INSPECTED

vermindert den Wirkungsgrad des Bodens, da das Gas, das in diesen Stagnationsbereichen durch die Flüssigkeit hindurchgeht, nicht gründlich mit der durch die Kolonne abfließenden Flüssigkeit vermischt wird.

Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung einer Destillations- oder Absorptionskolonne mit einem Ableiter oder Ablauf, der so ausgebildet ist, daß dieaer Nachteil beseitigt oder vermindert wird.

Die Erfindung betrifft somit eine Destillationsoder Absorptionskolonne zum kontinuierlichen mberührungbringen von Gasen und Flüssigkeiten₉ wobei die Kolonne die Form eines vertikal angeordneten Zylinders mit horizontalen Böden und darin, angeordneten Ableitern hat; die Kolonne ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ableiter die Form einer mit der Innenwand der Kolonne in Verbindung stehenden Platte hat* deren unterer Teil so angeordnet ist, daß die durch den Ableiter abfließende und den Bereich des darunterliegenden Bodens erreichende Flüssigkeit in ihrer Strömungsbewegung über diesen Boden derart gehemmt ist, daß sich hierbei keine Wirbel oder Stagnationsbereiche bilden.

Eine Variante dieser Kolonne ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ableiter die Form einer mit der Innenwand der Kolonne in Verbindung stehenden Platte hat, deren unterer Teil so angeordnet ist, daß die gesamte, durch den Ableiter abfließende und den Bereich des darunterliegenden Bodens erreichende Flüssigkeit in ihrer Strömungebewegung

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über diesen Boden derart gehemmt ist, daß sich eine gemeinsame Verweilzeit ergibt.

Vorzugsweise ist in 3©de^m Fall der untere Rand der Platte so geformt» daß die genannten Wirkungen erzielt werdenο

Vorzugsweise hat der untere Rand der Platte (in der Draufsicht) die Form einer Kurve, deren Enden ungefähr in einem rechten Winkel auf die Innenwand des Zylinders auf treffen,, Zweckmäßig kann diese Kurve ein Kreissegment sein« Der untere Rand der Platte (in der Vorderansicht) kann die Form einer Kurve haben«

Die Stagnationsbereiche befinden eich bei den üblichen Ableitern gewöhnlich in der Nähe der Innen» wand der Kolonne j dagegen fließt bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ableiter die Flüssigkeit nicht nur direkt über den Boden» sondern auch frei an den Wänden der Kolonne entlang, wodurch Stagnations« zonen vermieden und der Wirkungsgrad der Kolonne erhöht werden <,

Die Erfindung ist nachstehend in Form eines nicht einschränkenden Beispiels anhand der Zeichnung beschrieben j es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kolonne;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Kolonne von Figur 1;

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Figur 3 eine schematische Vorderansicht eines Teils einer weiteren, erfindungsgemäß ausgebildeten Kolonne;

Figur 4 eine schematische Rückansicht der Kolonne von Figur 3;

Figur 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Kolonne mit dem Strömungsverlauf der Flüssigkeit über einen Boden?

Figur.6 eine schematische Vorderansicht eines leils einer weiteren Kolonne gemäß der Erfindung?

7 eine schematisohe Ansicht eines Seils einer weiteren Kolonne gemäß der Erfindung»

Figur 8 eine schematisohe Ansicht einer weiteren Kolonne gemäß der Erfindung; und

Figur 9 eine Draufsicht auf eine Kolonne gemäß der Erfindung, bei der Ablenkbleche verwendet werdenο

In den Figuren 1 und 2 ist eine Destinations- oder Absorptionskolonne 1 in Form eines vertikal angeordneten Zylinders mit horizontalen Böden 2 und einem Ableiter 3 in Form einer Platte» die mit jedem Boden verbunden 1st» dargestellt· Jeder Ableiter oder überlauf 3 hat einen oberen Rand 4-* der, wie in Figur 2 dargestellt ist, mit der kreisförmigen Kolonne 1 eine Sehnenlinie bildet und als Wehr für den jeweiligen Boden dient. Der untere Hand 5 jedes

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» 5 —

Alileiters 3 let, wie es in Figur 2 dargestellt 1st, gekrümmt, und der Winkel 6, unter dem der untere Hand 5 des Ableiters 3 an die Innenwand der Kolonne anstößt, ist ungefähr ein rechter Winkel. Dieser Winkel 6 kann aber auch ein stumpfer Winkel sein» Der Ableiter 3 kann allmählich von seinem geraden oberen Hand 4 in seinen gekrümmten unteren Hand 5 übergehen«

Bs wurde gefunden _g daß bei einer Ausbildung des unteren Bandes 5 des Ableiters in der beschriebenen Weise die durch den Ableiter herabfließende Flüssigkeit beim Erreichen des darunterliegenden Bodens so gelenkt wird, daß sie in dem durch die Pfeile von Figur 5 angedeuteten Muster strömt. Die Flüssigkeit strömt also über den darunterliegenden Boden 2, ohne daß sich Wirbel oder Stagnationszonen bilden, welche den Wirkungsgrad der Kolonne beeinträchtigen würden* Wenn die Flüssigkeit in der in Figur 5 angedeuteten Weise strömt, so hat praktisch die gesamte, über einen Boden . fließende Flüssigkeit im Boden eine gemeinsame oder gleichlange Verweilzeit. In den Figuren 3 und 4 1st eine weitere Ausftihrungsform dargestellt, bei der eine zylindrische Kolonne 8 mit horizontalen Böden 9 versehen ist» Daran ist ein abgestufter Ableiter 10 mit einem oberen Teil angebracht, dessen oberer Hand 12 mit der kreisförmigen Kolonne eine Sehnenlinie bildet und die Form einer ebenen Platte hat. Ein unterer Teil 13 des Ableiters 10 ist über eine Stufe 14 mit dem oberen. Teil 11 verbunden, und der untere Hand 15 des unteren-Teils 13 ist wie bei der ersten Aueführungsform gekrümmt, derart, daß die Flüssigkeit ohne Wirbel oder Stagnationszonen über den darunterliegenden Boden strömt. Bei dieser ÄueführungBform

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kann der untere Rand 15 des unteren Teils 13 des Ableiters ebenfalls etwa in einem rechten Winkel oder in einem stumpfen Winkel auf die Innenwand der Kolonne 8 auftreffen.

In Figur 6 ist eine Kolonne 16 mit den Böden 17 und einem Ableiter 18 dargestellt» Diese Figur zeigt nur einen kleinen Teil einer Kolonne, Der untere Rand 19 des Ableiters 13 ist (von vorne gesehen) gekrümmt, und eine derartige Krümmung kann gegebenenfalls auch bei der gekrümmten Fläche (in der Draufsicht) von Figur 2 und 5 vorhanden sein. Figur 6 zeigt» daß die Platte (von vorne gesehen) gekrümmt ist* wobei die unterste Stelle des Bandes der vertikalen Achse der Kolonne am nächsten ist. Die Krümmung (von vorne gesehen) bewirkt„ daß verhältnismäßig mehr' Flüssigkeit entlang den Wänden der Kolonne strömt» wenn die Flüssigkeit über den darunterliegenden Boden geleitet wird, so daß die Verweilzeit für praktisch alle Bereiche der Flüssigkeit auf dem Boden gleich ist.

In Figur 7 ist eine ähnliche Konstruktion dargestellt» wobei aber der untere Rand eines Ableiters einen horizontalen Mittelteil 21 und zwei vom Mittelteil 21 nach oben geneigte Endteile 22 hat; die Endteile 22 haben eine ähnliche Wirkung wie der gekrümmte untere Rand des Ableiters von Figur 6.

In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, den Strömungsquerschnitt zu regeIn_c und zu diesem Zweck ist in Figur 8 eine bewegliche, gegebenenfalls gleitend bewegliche Platte 23 am unteren Ende jedes

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Atieiters 24, der in der horizontalen Kolonne 26 mit den horizontalen Böden 25 verbunden ist» dargestellt« Die Platten 23 können manuell von außen eingestellt werden, um wechselnde Flüssigkeitsbelastungen auszugleichenο

Bei der Ausführungsform nach Figur 9 wird eine Reihe von Ablenkblechen 27 verwendet, die am unteren Ende des Ableiters 28 in der Kolonne 29 befestigt sind. Diese Ablenkbleche können Stromlinienform haben, um eine Wirbelbildung zu vermindern, wenn die Flüssigkeit über ihre Oberflächen strömt; sie sind so angeordnet, daß sie die Strömung der am unteren Ende des Ableiters austretenden Flüssigkeit in ähnlicher Weise wie in Figur 5 lenken»

Die vorstehend beschriebene Bauweise des Ableiters kann im Rahmen der Erfindung modifiziert werden; beispielsweise kann der untere Hand aus einer Reihe von geraden Rändern (in der Draufsicht) gebildet sein, anstatt daß er gekrümmt ist. Der untere Rand kann auch so ausgebildet sein, daß der Zwischenraum unter einem Ableiter teilweise geschlossen ist« Beispielsweise kann der untere Rand sägezahnförmig sein, die Form einer Mauerkrone haben oder anderweitig geformt sein.

Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit Böden mit einem einzigen Durchlaß beschrieben wurde, ist sie auch auf Böden mit mehreren Durchlässen anwendbar.

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Claims

Ansprüche

Destillations- oder Absorptionskolonne zum kontinuierlichen Inberührungbringen von Gasen und Flüssigkeiten« wobei die Kolonne die Form eines vertikal angeordneten Zylinders mit horizontalen Böden und darin angeordneten Ableitern hat, dadurch gekennzeichnet» daß mindestens ein Ableiter (3, 10, 18, 20» 24) die Form einer mit der Innenwand der Kolonne (1_f 8„ 16, 26, 29) in Verbindung stehenden Platte hat, deren unterer Teil (5, 13, 19? 22_S 23) so angeordnet ist,- daß die durch den Ableiter abfließende und den Bereich des darunterliegenden Bodens (2₉ 9, 17» 25) erreichende Flüssigkeit in ihrer Strömungsbewegung über diesen Boden derart gehemmt oder beeinflußt istρ daß sich hierbei keine Wirbel oder Stagnationsbereiche bilden.

Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand (5, 13, 19s 22, 23) der Platte so ausgebildet ist, daß sich diese Wirkung ergibt»

Kolonne nach Anspruch 2_e dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand (5, 13» 19, 22, 23) etwa in einem rechten Winkel auf die Kolonnenwand auftrifft.

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4« Kolonne nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand (5, 13, 19» 23) der Platte (in der Draufsicht) über seine ganze Länge gekrümmt ist. ·

5ο Kolonne nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand (5, 13, 19» 23) der Platte (in der Draufsicht) einen Kreisbogen bildet»

6ο Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß das untere Ende der Platte (28)' mit Ablenkblechen (27) versehen ist«

7ο Kolonne nach Anspruoh 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkbleohe stromlinienförmig sind.

8ο Kolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand (19, 22) der Platte (in der Vorderansicht) gekrümmt ist, wobei die unterste Stelle des Randes der vertikalen Achse der Kolonne am nächsten liegt.

9· Kolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand der Platte (20) (in der Vorderansicht) einen horizontalen Hittelteil (21) und zwei von dem Hittelteil nach oben geneigte Endteile (22) hat.

10. Destinations«- oder Absorptionskolonne sum kontinuierlichen Inberünrungbringen von Gasen und Flüssigkeiten, wobei die Kolonne die Vorm eines vertikal angeordneten Zylinders mit horizontalen Buden und darin angeordneten Ableitern hat, da« duroh gekennzeichnet, daß mindestens »in Ableiter (3, 10, 18, 20, 24) die Form einer mit der

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Innenwand der Kolonne (1, 8, 16, 26, 29) in Verbindung stehenden Platte hat; deren unterer Teil (5» 13, 19, 22, 23) so angeordnet ist, daß die gesamte, durch den Ableiter abfließende und den Bereich des darunterliegenden Bodens (2, 9» 17* 25) erreichende Flüssigkeit in ihrer Strömungsbewegung Über diesen Boden därart gehemmt oder beeinflußt ist, daß sich eine gemeinsame Verweilzeit ergibt.

ο Kolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (23) der Platte (24) gegenüber dem Rest der Platte verstellbar ist? um den Querschnitt der Unterströmung einzustellen«

12o Kolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ableiter in der Kolonne zur Erzielung der gewünschten Wirkung ähnlich konstruiert sind»

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