NL8200985A

NL8200985A - Werkwijze voor de stofuitwisseling tussen een vloeistofstoom en een tegengesteld aan de vloeistofstroom gerichte dampstroom en scheidingsinstallatie voor de uitvoering van de werkwijze.

Info

Publication number: NL8200985A
Application number: NL8200985A
Authority: NL
Original assignee: Wiegand Karlsruhe Gmbh
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1982-03-10
Publication date: 1982-10-01
Also published as: GB2094951B; AU8135582A; DE3109498A1; IT8267308A0; FR2501520A1; IT1155135B; AU532521B2; ES510353A0; ES8307109A1; GB2094951A; JPS57209622A

Description

I · * - 1 -

Werkwijze voor de stofuitwisseling tussen een vloeistofstroom en een tegengesteld aan de vloeistofstroom gerichte dampstroom en scheidingsinstallatie voor de uitvoering van de werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de stofuitwisseling tussen een vloeistofstroom en een tegengesteld aan de vloeistofstroom gerichte dampstroom, waarbij vloeistof uit de vloeistofstroom in opeenvolgende delen 5 van de dampstroom ingesproeid en tussen deze delen verzameld wordt, en op een scheidingsinstallatie voor de uitvoering van de werkwijze.

Bij een uit het Duitse octrooischrift lbO.652 bekende werkwijze in een corresponderende scheidings-10 installatie wordt de vloeistof zijdelings in de dampstroom ingevoerd en door de dampstroom meegesleurd. Daardoor treedt een drukverlies in de dampstroom op en het energieverbruik is groot.

Volgens het artikel van M. Ullrich 15 "Der Strahlapparat als Waseher und Reaktor" in het tijdschrift "Verfahrenstechnik deel (1980) Nr. 12 zijn vloeistof-straal-apparaten (ook straal-wassers, straal-transporteurs, straal-reactoren, straal-ventilatoren genoemd) bekend, die echter tot dusver alleen voor de absorptie als wasser of voor chemische 20 reactie als reactor aangewend worden.

Onafhankelijk hiervan is volgens het boek van Reinhard Billet "Industrielle Destination", Uitgave Chemie in de afbeelding 1 .1b) en bijbehorende beschrijving een installatie voor de verdeling van een vloeistof, die bestand-25 delen met verschillende kooktemperatuur bevat, in een zinkbak- produkt met hogere gemiddelde kooktemperatuur en een kopprodukt met lagere gemiddelde kooktemperatuur en eventueel ook in nevenprodukten met meerdere scheidingstrappen bekend. Ook deze installatie werkt met een groot energieverbruik. Het principe 30 van dergelijke vloeistof-straal-apparaten berust op het in het DIW-blad 2^290, april 197^ beschreven principe der straal- 8200985 - 2 - * * pompen.

Het oogmerk van de uitvinding is, een werkwijze van het in het voorgaande vermelde type aan te geven, waarbij het energieverbruik naar verhouding gering is en een bij-5 behorende seheidingsinstallatie, die compact als vlakbouw op gericht kan worden.

Dit oogmerk is volgens de uitvinding gerealiseerd door de maatregel, dat de vloeistof - evenals in vloeistof-straalapparaten - in de richting van de dampstroom in de damp-10 stroom gesproeid wordt.

Verdere aspecten van de uitvinding zullen uit de hierna volgende beschrijving nog nader blijken.

In een installatie volgens de uitvinding veroorzaken de vloeistof-straal-scheidingstrappen niet alleen 15 geen drukverlies of slechts een gering drukverlies, maar zelfs (al naar gelang van de uitvoering) een drukverhoging van de damp. Verder is in de vloeistof-straal-scheidingstrappen de stofuit-wisseling tussen vloeistof en damp naar verhouding hoog. Bijzonder voordelig is, in de scheidingstrappen een lage druk te 20 bewaren, daar men dan minder scheidingstrappen nodig heeft. Juist wanneer in de scheidingstrappen een lage druk bewaard wordt, is het van belang, de drukverandering in de damp bij het doorstromen van de scheidingstrap gering te houden. Anderzijds moet wegens het hogere soortelijk volume van de damp bij lage druk 25 het binnenvolume van de scheidingstrap vergroot worden. Het is derhalve voordelig, dat de in de installatie volgens de uitvinding toegepaste vloeistof-straal-scheidingstrappen dampsnel-heden van 5 tot 20 m/sec en zelfs tot 35 m/sec toelaten, daar hierdoor het binnenvolume relatief klein gehouden kan worden.

30 Voor de nadere toelichting wordt opgemerkt:

Van het drukverlies hangt de scheidingswerking af en daarmee het aantal vereiste scheidïngstrappen. Hoe meer scheidingstrappen optreden, des te groter is het drukverlies.

De scheidingswerking is des te groter, naarmate 35 de druk lager is. Men heeft dus bij lagere druk minder schei- 8200985

ί X

- 3 - dingstrappen nodig.

Hoe groter de terugloopverhouding ..is , des te geringer is het aantal benodigde scheidingstrappen, maar des te meer energie wordt gebruikt.

5 Hoe met zo weinig mogelijk energie uit te komen treft men de volgende maatregelen: 1. lage druk in de scheidingstrappen, om met minder scheidingstrappen uit te komen; 2. gering drukverlies in de scheidingstrappen, om met minder 10 scheidingstrappen uit te komen; 3. wanneer 1. en 2. vervuld zijn, kan men zich een naar verhouding geringe terugloopverhouding veroorloven, ofschoon het aantal scheidingstrappen vergroot wordt; men komt dan echter met een naar verhouding gering energieverbruik uit.

15 k. Wanneer men lage druk aanwendt, dan hangen de afmetingen van de transportsnelheid af. Bij de straal-scheidingstrappen kan men een hoge snelheid toelaten dan bij gebruikelijke scheidingstrappen.

De installatie kan gelijkvloers als vlakke 20 bouw uitgevoerd worden. Alle scheidingstrappen zijn dus gelijk vloers bereikbaar. Loopplatforms met dure vluchtwegen, zoals deze bij installaties, waarin gevaarlijke produkten behandeld worden, nodig zijn, zijn zodoende bij een installatie volgens de uitvinding niet nodig en vluchttorens met verbindingspaden nu helemaal 25 niet.

De uitvinding wordt in het volgende aan de hand van in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden nader toegelicht.

Figuur 1 toont schematisch een eerste instal- 30 latie.

Figuur 2 toont schematisch een tweede instal latie.

Figuur 3 toont speciaal gevormde scheidingstrappen voor de installatie volgens figuur 1 of figuur 2.

35 De installatie volgens figuur 1 omvat tien 8200985 * ^

V

- k - scheidingstrappen A, B, C, D, E, F, G, Ξ, J, K. Elke scheidings-trap omvat een boven aan één zijde 2 open aanzuig-, meng- en afscheidingsruimte 4, in het bovenste bereik waarvan tenminste één naar onder gerichte vloeistofsproeier 6 aangebracht is en 5 een aan de andere zijde 8 naast de aanzuig-, meng- en afscheidings ruimte 1+ aangebrachte, onder met de aanzuig-, meng- en afscheidingsruimte h in verbinding staande opstijgruimte 10. Het onderste verbindingsbereik 12 tussen elke aanzuig-, meng- en afscheidingsruimte U en elke opstijgruimte 10 dient als verzamel-10 ruimte voor de vloeistof. De zijden 2, 8 van de aanzuig-, meng en afscheidingsruimte U zijn als loodrecht verlopende wanden 1U resp. 16 gevormd, waarbij de wanden 1k uitgaande van de bodem 20 loodrecht naar boven verlopen en een doorgang 22 vrijlatendvoor het plafond 2k eindigen en de wanden 16 van het plafond 2b 15 loodrecht naar onder verlopend en doorgang 26 vrijlatend voor de bodem 20 eindigen. Door tussenkomst van de doorgangen 22 zijn de afzonderlijke trappen achter elkaar geschakeld.

Uit de vloeistof-verzamelruimte 12 van elke trap wordt de vloeistof door tussenkomst van een leiding 28, 20 waarin zich een pomp 30 bevindt, afgevoerd en aan de sproeier 6 van de telkens daaraan voorafgaande trap toegevoerd. De trappen E, D, C, B, A vormen een eerste gedeelte van de reeks van scheidingstrappen A tot K. De eerste scheidingstrap E van dit eerste gedeelte wordt als door de sproeier 6 te versproeien 25 vloeistof aan de te verdelen vloeistof door tussenkomst van de leiding 32 toegevoerd en buitendien nog vloeistof door tussenkomst van zijn leiding 28 uit de vloeistof-verzamelruimte 12 van de trap F.

Van de laatste scheidingstrap A van dit eerste 30 gedeelte wordt de vloeistof uit de vloeistof-verzamelruimte 12 door tussenkomst van de leiding 3^· aan een verdamper 36 toegevoerd, die de vloeistof in damp en het zinkbakprodukt verdeelt. Het zinkbakprodukt wordt door tussenkomst van de leiding 38 afgevoerd. De damp wordt door de leiding 1*0 in de zijdelingse 35 doorlaat 22 van de scheidingstrap A ingevoerd. De trap A is de 8200985 Q % « - 5 - eerste scheidingstrap van een - in tegengestelde zin als de scheidingstrappen E, D, C, B, A van het eerste gedeelte gerekende - tweede gedeelte A tot K van de reeks van scheidingstrappen, die in het onderhavige, de voorkeur verdienende geval door alle 5 scheidingstrappen gevormd is, maar tenminste het eerste gedeelte E tot A overlapt. De damp doorstroomt in tegenstroom met de vloeistof alle trappen A tot K en wordt uit de laatste trap K door tussenkomst van een leiding b2, waarin zich een terugloop-condensor UU "bevindt, aan een produktcondensor k6 toegevoerd, 10 waaruit door tussenkomst van de leiding U8 het kopprodukt afge voerd wordt. De terugloopvloeistof met de terugloopcondensor kk wordt door tussenkomst van de leiding 50, waarin zich een pomp 52 bevindt, aan de laatste trap K voor de voeding van de zich daarin bevindende sproeier 22, dus als straalvloeistof, toege-15 voerd.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 wordt de terugloopcondensor Uit· door tussenkomst van de leiding 5U met uitwendige middelen gekoeld en de verdamper 36 door tussenkomst van de leiding 56 met uitwendige middelen verwarmd.

20 Dit vervalt bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 2. Daar wordt een deel van de uit de laatste scheidings-trap K van het tweede gedeelte A tot K uittredende damp door tussenkomst van de leiding 60 aan een verwarmingsleiding 62 in de verdamper 36 toegevoerd. Het condensaat van de in de verwar-25 mingsleiding 62 gecondenseerde damp wordt door tussenkomst van de leiding 6U, waarin zich een pomp 66 bevindt, aan de laatste scheidingstrap K van het tweede gedeelte A tot K als straalvloeistof toegevoerd.

In de leiding 60 bevindt zich, wat niet 30 altijd nodig, maar vaak voordelig is, een dampverdichter 68, die de damp in de leiding 60 voor het binnengaan daarvan in de verwarmingsleiding 62 verdicht. De aan de trap E toegevoerde, te verdelen vloeistof doorstroomt voor het binnengaan in de eerste scheidingstrap E van het eerste gedeelte E tot A een voor 35 de verwarming daarvan dienende voorverwarmingsleiding 70 in de 8200985 -6- 4 produktcondensor U8. Deze voorverwarmingsleiding 70 voor de vloeistof is tegelijk koelleiding voor de in ‘de produktcondensor lj-8 door tussenkomst van de leiding b2 instromende damp.

Voor het overige is de installatie volgens figuur 2 net zo uit-5 gevoerd als de installatie volgens figuur 1, wat door de met figuur 1 overeenstemmende verwijzingscijfers tot uitdrukking gebracht is.

De scheidingstrappen volgens figuur 3 omvatten telkens mengruimten 80, die zich in een eerste bovenste ge-10 deelte van boven naar onder vernauwen, dan in een tweede gedeelte 8b een constante doorsnede hebben en dan in een onderste gedeelte 86 een zich naar onder verwijdende doorsnede.

De scheidingswanden tussen de afzonderlijke trappen van de installatie kunnen vlak of als golfplaat voor 15 de versterking om vertikale krommingsassen meervoudig gekromd zijn.

In elke afscheidingsruimte behoeft niet slechts één vloeistof-straalmondstuk aangebracht te zijn. Veeleer kunnen meerdere vloeistof-straalmondstukken onder elkaar 20 en/of naast elkaar aangebracht zijn, zoals dit in het Duitse octrooischrift 2 b$b 66b beschreven is.

In elke opstijgruimte kan een druppelafscheider, bij voorkeur een lamellenafscheider of vlechtwerkafschelder, aangebracht zijn.

25 Kort samengevat is in het voorgaande beschre ven dat voor de stofuitwisseling tussen een vloeistofstroom en een tegengesteld aan de vloeistofstroom gerichte dampstroom, waarbij vloeistof uit de vloeistofstroom in opeenvolgende delen van de dampstroom ingesproeid en tussen deze delen verzameld 30 wordt, men de vloeistof - evenals in vloeistofstraalapparaten - in de richting van de dampstroom in de dampstroom sproeit.

Een hiertoe geschikte scheidingsinstallatie omvat naast elkaar aangebrachte scheidingstrappen A, B, C, D, E, F, G, H, J, K, die door gemeenschappelijke in hoofdzaak loodrecht verlopende 35 wanden 1U van elkaar gescheiden zijn. Bij voorkeur zijn de 8200985 - τ - wanden vlak of golfplaatvormig om vertikale krommingsassen meervoudig afwisselend gekromd.

8200985

Claims

1. Werkwijze voor de stofuitwisseling tussen een vloeistofstroom en een tegengesteld aan de vloeistofstroom gerichte dampstroom, waarbij vloeistof uit de vloeistofstroom 5 in opeenvolgende delen van de dampstroom gesproeid en tussen deze delen verzameld wordt,, met het kenmerk, dat de vloeistof - evenals in vloeistofstraalapparaten - in de richting van de dampstroom in de dampstroom gesproeid wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, 10 met het kenmerk, dat aan de dampstroom toegevoerde damp door verdampen vanuit de vloeistofstroom afgevoerde vloeistof verkregen wordt.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat aan de vloeistofstroom toegevoerde vloei- 15 stof door condensatie vanuit de dampstroom afgevoerde damp ver kregen wordt. k. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat in een middelste gedeelte van de dampstroom van buiten toegevoerde vloeistof gesproeid wordt. 20 5· Werkwijze volgens een der voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat de hij de condensatie van de afgevoerde damp ontstane condensatiewarmte voor het verdampen van die afgevoerde vloeistof aangewend wordt, waaruit de toegevoerde damp verkregen wordt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de afgevoerde damp vOCji/ie condensatie verdicht wordt.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een deel van de afgevoerde 30 damp voor de voorverwarming van de van buiten toegevoerde vloei stof aangewend wordt.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat van de dampstroom naar buiten afgevoerde damp als kopprodukt gecondenseerd wordt. 35 9· Werkwijze volgens een der voorgaande con- 8200985 - 9 - clusies, met het kenmerk, dat de "bij het verdampen van de vloeistof voor de vorming van de toegevoerde damp overblijvende vloeistof als zinkbakprodukt naar buiten afgevoerd wordt.

10. Scheidingsinstallatie voor de uitvoe ring van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door naast elkaar aangebrachte scheidingstrappen (A, B, C, D, E, F, G, H, J, K), die door gemeenschappelijke in hoofdzaak loodrecht verlopende wanden (14) van elkaar gesehei- 10 den zijn.

11. Scheidingsinstallatie volgens conclusie 10, gekenmerkt doordat de wanden (1Π) vlak of golfplaatvormig om vertikale krommingsassen meervoudig afwisselend gekromd zijn.

12. Scheidingsinstallatie volgens conclusie 10 15 of 11, gekenmerkt doordat elke scheidingstrap een boven aan een zijde (2) open aanzuig-, meng- en afscheidingsruimte (U, 80) omvat, in het bovenste bereik daarvan tenminste een naar onder gericht vloeistof-straalmondstuk (6) aangebracht is en een aan de andere zijde (8) naast de aanzuig-, meng- en afscheidingsruim- 20 te (if·, 80) aangebrachts, onder met de afscheidingsruimte (k, 8o) in verbinding staande opstijgruimte (10).

13. Scheidingsinstallatie volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat de doorsnede van de aanzuig-, meng- en afscheidingsruimte (80) diffusorvormig van boven naar onder .eventueel 25 zich eerst vernauwt, dan constant is en zich dan/verwijdt. 1U. Scheidingsinstallatie volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat in elke aanzuig-, meng- en afscheidingsruimte (U9 8o) onder elkaar en/of naast elkaar meerdere vloeistof-straalmondstukken (6) aangebracht zijn.

15. Scheidingsinstallatie volgens een der conclusies 10 tot en met 14, gekenmerkt doordat de scheidingstrappen A, B, C, D, E, F, G, H, J, K) met elkaar verbonden zijn door vloeistofleidingen, waarin zich vloeistof pompen (30) bevinden.

16. Scheidingsinstallatie volgens conclusie 8200985 - 10 - * * 12, gekenmerkt doordat in de opstijgruimte (10) een druppelaf-scheider - bij voorkeur een lamellenafschelder of een vlecht-verkafschelder - ingebouwd is.

17. Werkwijze, in hoofdzaak zoals voorgesteld 5 in de beschrijving en/of tekening.

18. Inrichting, in hoofdzaak zoals voorgesteld in de beschrijving en/of tekening. 8200985