DE10352294A1

DE10352294A1 - Thermal separation column, for chemical reactions involving liquid agents, has mixer assembly between feed collector unit and liquid distributor

Info

Publication number: DE10352294A1
Application number: DE2003152294
Authority: DE
Inventors: Egon Zich; Helmut Jansen; Thomas Rietfort; Björn KAIBEL
Original assignee: Julius Montz GmbH
Current assignee: Julius Montz GmbH
Priority date: 2003-11-08
Filing date: 2003-11-08
Publication date: 2005-06-02

Abstract

A thermal separation column assembly contains packing material with gaps through which fluid flows through a distributor (6) from a feed collector (4) inlet. A mixer assembly (7) is between the feed collector unit and the liquid distributor. The mixer unit contains flow baffles that are plates, vanes or metal gauze. The mixer unit is in a discrete housing with an inlet and an outlet. The mixer unit is in the link pipe (5) between the collector (4) and distributor (6) above the level of the packing material. The link pipe (5) two or more mixer units (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolonne zum Durchführen thermischer Trennungen und/oder chemischer Reaktionen mit Schichten von Füllkörpern oder Packungen, in denen Reaktionen ablaufen, und mit Zwischenräumen zwischen den Packungsschichten, in denen die Flüssigkeit durch einen Flüssigkeitssammler gesammelt und danach einem Flüssigkeitsverteiler zugeführt wird.The The invention relates to a column for carrying out thermal separations and / or chemical reactions with layers of packing or Packages in which reactions take place, and with gaps between the packing layers, where the liquid passes through a fluid collector collected and then a liquid distributor supplied becomes.

In Füllkörper- und Packungskolonnen hängt die Trennwirksamkeit von einer möglichst gleichmäßigen Verteilung von Gas und Flüssigkeit ab. Ungleichverteilung führen zu Einbußen in der Trennwirksamkeit. In den bekannten Trenneinbauten von Kolonnen in der Bauform von strukturierten Packungen und regellosen Füllkörpern ist es unvermeidlich, dass sich Ungleichverteilungen der Flüssigkeit im Kolonnenquerschnitt über die Kolonnenhöhe einstellen. Man ist daher bei bekannten Kolonnen gezwungen, die Flüssigkeit nach Kolonnenbauhöhen von etwa 2 bis 10 m zu sammeln und anschließend wieder möglichst gleichmäßig auf den Kolonnenquerschnitt zu verteilen. Hierbei stellt sich aber heraus, dass die Flüssigkeit in einem nicht ausreichend durchmischten Zustand auf die nächste Packung aufgegeben wird.In Packing and Packing columns depends on the Separation efficiency of one possible even distribution of gas and liquid from. Lead inequality to loss in separation efficiency. In the known separation internals of columns in the design of structured packings and random packings it is inevitable that there are unequal distributions of the liquid in the column cross section over the column height to adjust. It is therefore forced in known columns, the liquid after column heights From about 2 to 10 m to collect and then again as possible evenly to distribute the column cross section. Here it turns out that the liquid in an insufficiently mixed state on the next pack is abandoned.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Sammlung und Wiederverteilung der Flüssigkeit auf einfache technische Art und Weise den Durchmischungsgrad der Flüssigkeit zu verbessern.task The invention is in the collection and redistribution of liquid in a simple technical way, the degree of mixing of the liquid to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die in dem Sammler gefangene Flüssigkeit vor ihrer Wiederverteilung über eine Mischvorrichtung geleitet wird, die eine möglichst vollkommene Vergleichmäßigung der Flüssigkeitszusammensetzung bewirkt.These Task is inventively characterized solved, that the liquid trapped in the collector before being redistributed via a mixing device which is as perfect as possible Equalization of liquid composition causes.

Wie sich durch Modellrechnungen nachweisen lässt, wird hierdurch die Trennwirksamkeit der Kolonne deutlich verbessert. Der Grund ist darin zu sehen, dass die Flüssigkeitszusammensetzung in bestimmten Bereichen des Kolonnenquerschnitts aufgrund der Maldistribution der Flüssigkeit verschieden große Konzentrationen annimmt. Ungünstig für die Trennwirksamkeit der Kolonne ist es, wenn Flüssigkeitsteile aus einem oberhalb eines Sammlers gelegenen Packungsbereich an einem bestimmten Ort des Kolonnenquerschnittes z. B. einen höheren Hochsiederanteil aufweisen und diese Flüssigkeitsteile wieder direkt auf den unter dem Flüssigkeitswiederverteiler liegenden Packungsbereich aufgegeben werden. Hierdurch wird die Fehlverteilung der Konzentration trotz mengenmäßiger Wiederverteilung nicht aufgehoben.As can be demonstrated by model calculations, this is the separation efficiency the column significantly improved. The reason is that the liquid composition in certain areas of the column cross section due to the Maldistribution the liquid different sizes Concentrations adopts. Unfavorable for the Separation efficiency of the column is when liquid parts from an above A collector located packing area at a particular location of the Column cross section z. B. have a higher high boiler content and these fluid parts again directly to the lying below the liquid redistributor Packing area to be abandoned. This will cause the misallocation the concentration despite quantitative redistribution not canceled.

Wesentlich günstiger ist es, die Konzentrationsfehlverteilung vor der Wiederaufgabe der Flüssigkeit aufzuheben, indem die Flüssigkeit zwischen dem Sammler und Wiederverteiler möglichst gleichmäßig vermischt wird. Es wird damit ein möglichst vollkommener Ausgleich von Konzentrationsgradienten in der Flüssigkeit bewirkt.Essential better it is the concentration maldistribution before the re-tasking of the liquid pick up the liquid mixed as evenly as possible between the collector and redistributor becomes. It will be one as possible perfect balance of concentration gradients in the fluid causes.

Es wurde gefunden, dass dies sich konstruktiv dadurch besonders günstig lösen lässt, indem eine oder mehrere statische Mischeinheiten in dem Verbindungsrohr zwischen dem Sammler und Wiederverteiler eingebaut werden. Diese gleichen den Konzentrationsgradienten in der Flüssigkeit aus und ermöglichen eine hohe Trennwirksamkeit der Kolonne. Beispiele für solche statischen Mischelemente sind in vielfältiger Form auf dem Markt erhältlich, wie z. B. der Typ SMV der Fa. Sulzer AG, Winterthur (Schweiz).It was found that this can be structurally solved particularly favorable by a or more static mixing units in the connecting pipe between the collector and redistributor be installed. These same the concentration gradients in the liquid and allow a high separation efficiency of the column. Examples of such static mixing elements are available in a variety of forms in the market, such as B. the type SMV Fa. Sulzer AG, Winterthur (Switzerland).

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Mischeinheit ein Gehäuse mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass aufweist und, dass im Inneren des Gehäuses zum Vermischen der Flüssigkeit Ablenkteile angeordnet sind.Especially It is advantageous if the mixing unit with a housing a liquid inlet and a liquid outlet and that inside the housing for mixing the liquid Deflection parts are arranged.

Hierbei kann die Mischeinheit ein Gehäuse mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass aufweisen und im Inneren des Gehäuses zum Vermischen der Flüssigkeit Ablenkteile angeordnet sein.in this connection the mixing unit can be a housing with a liquid inlet and a liquid outlet and inside the case for mixing the liquid Ablenkkteile be arranged.

Auch wird vorgeschlagen, dass in dem Verbindungsrohr zwischen dem Sammler unterhalb der oberen Füllkörper oder Packungsschicht und dem Wiederverteiler oberhalb der darunter befindlichen Füllkörper oder Packungsschicht die Mischeinheit angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Verbindungsrohr zwei oder mehr Mischeinheiten angeordnet sind.Also It is suggested that in the connecting pipe between the collector below the upper packing or Packing layer and the redistributor above the underlying packing or Packing layer, the mixing unit is arranged. Especially advantageous it is when in the connecting pipe two or more mixing units are arranged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it:

1 einen senkrechten Schnitt durch einen Bereicht der Kolonne; 1 a vertical section through a region of the column;

2 eine Perspektive eines Ausschnitts aus einem Lamellenmischelement. 2 a perspective of a section of a lamella mixing element.

Eine Kolonne zum Durchführen thermischer und/oder chemischer Reaktionen weist einen senkrechten Behälter 1 mit zylindrischer Außenwand auf, in dem Schichten von Packungen 2 befestigt sind. Zwischen den Schichten bestehen Abstände, wobei in dem Abstand 3 unterhalb der oberen Packungsschicht 2 ein Flüssigkeitssammler 4 befestigt ist, an dem ein Verbindungsrohr 5 angeschlossen ist, das die Flüssigkeit einem Flüssigkeitsverteiler 6 zuführt, der oberhalb der unteren Packungsschicht angeordnet ist und auf diese die Flüssigkeit verteilt.A column for carrying out thermal and / or chemical reactions has a vertical container 1 with cylindrical outer wall in which layers of packages 2 are attached. There are gaps between the layers, being in the distance 3 below the upper packing layer 2 a liquid collector 4 is attached to which a connecting pipe 5 connected to the liquid is a liquid distributor 6 feeding, which angeord above the lower packing layer is net and distributed to this the liquid.

Zwischen dem Flüssigkeitssammler 4 und dem Flüssigkeitsverteiler 6 ist im Rohr 5 mindestens eine Mischeinheit 7 geschaltet bzw. angeschlossen, die die ankommende Flüssigkeit gründlich durchmischt, ehe sie zum Flüssigkeitsverteiler 6 gelangt. Die Mischeinheit 7 kann ein Außengehäuse mit einem oberen Einlass und einem unteren Auslass besitzen. Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Mischeinheit 7 direkt im Rohr 5 angeordnet.Between the liquid collector 4 and the liquid distributor 6 is in the pipe 5 at least one mixing unit 7 connected or connected, which thoroughly mixes the incoming liquid before it to the liquid distributor 6 arrives. The mixing unit 7 may have an outer housing with an upper inlet and a lower outlet. In the embodiment according to 1 is the mixing unit 7 directly in the pipe 5 arranged.

Die Mischeinheit besitzt Ablenkteile 8, wie Bleche, Lamellen, Packungen und/oder Metallgewebe, die auf Grund des Durchflusses der Flüssigkeit für ein statisches Durchmischen sorgen.The mixing unit has deflection parts 8th such as sheets, lamellas, packings and / or metal mesh, which cause a static mixing due to the flow of the liquid.

Claims

Column for carrying out thermal separations and / or chemical reactions with layers ( 2 ) of packages in which reactions take place and with intervals ( 3 ) between the packing or packing layers in which the liquid is passed through a fluid collector ( 4 ) and then a liquid distributor ( 6 ), characterized in that in the connecting line ( 5 ) between the liquid collector ( 2 ) and the liquid distributor ( 6 ) a mixing unit ( 7 ) is arranged.

Column according to Claim 1, characterized in that the mixing unit ( 7 ) Deflection parts ( 8th ), which are formed by flow bodies such as baffles and / or lamellae and / or metal fabrics.

Column according to Claim 1 or 2, characterized in that the mixing unit ( 7 ) has a housing with a liquid inlet and a liquid outlet and that in the interior of the housing for mixing the liquid deflection parts ( 8th ) are arranged.

Column according to one of the preceding claims, characterized in that in the connecting tube ( 5 ) between the collector ( 4 ) below the upper packing or packing layer ( 2 ) and the redistributor ( 6 ) above the underlying packing or packing layer the mixing unit ( 7 ) is arranged.

Column according to Claim 4, characterized in that in the connecting tube ( 5 ) two or more mixing units ( 7 ) are arranged.