Kolonneneinbauten aus China

Kolonneneinbauten: Ein technischer Überblick über Böden

Böden oder Platten sind grundlegende interne Komponenten, die in vertikalen Prozesskolonnen zur Erleichterung der Stoff- und Wärmeübertragung zwischen flüssiger und dampfförmiger Phase verwendet werden. Sie werden in Einheitsoperationen wie Destillation, Absorption und Strippen eingesetzt. 

Wangdu (Hebei) Chemical Engineering Co., LTD integriert verschiedene Bodendesigns in Prozesskolonnen und konzentriert sich dabei auf die Erzielung spezifizierter Trenneffizienz, Durchsatz und Betriebsstabilität für Kunden.

Die Hauptfunktion einer Wanne besteht darin, eine Bühne für den engen Kontakt zwischen dem aufsteigenden Dampf und der absteigenden Flüssigkeit bereitzustellen. Zu den gebräuchlichsten Ausführungen gehören Siebböden, Ventilböden und Glockenböden, die jeweils unterschiedliche Betriebseigenschaften aufweisen.

Siebböden bestehen aus einer Platte mit zahlreichen Perforationen, typischerweise mit einem Durchmesser von 3 bis 12 mm. Durch diese Löcher strömt Dampf nach oben und verteilt sich in der über die Schale fließenden Flüssigkeit. Siebböden zeichnen sich durch ihre Wirtschaftlichkeit und den geringeren Druckverlust pro Boden aus. Ihre Betriebsflexibilität ist etwas geringer als bei anderen Typen, mit einem typischen Turndown-Verhältnis (dem Verhältnis der maximalen zur minimalen betriebsfähigen Dampflast) von etwa 2:1. Bei niedrigen Dampfgeschwindigkeiten neigen sie zum Austreten.

Ventilböden ähneln Siebböden, verfügen jedoch über bewegliche Ventile, die die Perforationen abdecken. Diese Ventile öffnen und schließen sich als Reaktion auf den Dampfstrom. Bei niedrigen Durchflussraten schließen die Ventile teilweise, um das Austreten von Flüssigkeit zu reduzieren, und bei hohen Durchflussraten öffnen sie vollständig. Dieses Design bietet verbesserte Turndown-Verhältnisse, oft im Bereich von 4:1, und bietet so eine größere betriebliche Flexibilität im Vergleich zu Siebböden. Der Druckabfall ist im Allgemeinen etwas höher als bei einem Siebboden, jedoch geringer als bei einem Glockenboden.

Bubble-Cap-Tabletts, ein älteres Design, verfügen über mit Kappen abgedeckte Steigrohre. Der Dampf wird gezwungen, durch Schlitze in der Kappe nach unten und dann nach oben zu strömen und in die Flüssigkeit zu sprudeln. Dieses Design minimiert Flüssigkeitslecks (Austritt) bei sehr niedrigen Dampfraten und eignet sich daher für Anwendungen mit extrem großen Durchflussschwankungen oder niedrigen Betriebsdrücken. Allerdings haben Glockenböden einen höheren Druckabfall, höhere Kosten und sind komplexer in der Herstellung als Sieb- oder Ventilböden.

Zu den wichtigsten Leistungsparametern für Tabletts gehören:

• Druckabfall: Typischerweise im Bereich von 50 bis 150 Pa pro Boden für Sieb- und Ventilböden unter normalen Lastbedingungen. Dies ist ein entscheidender Faktor bei der Vakuumdestillation, bei der der Gesamtdruckabfall in der Kolonne minimiert werden muss.

• Effizienz: Wird als Murphree-Dampfeffizienz ausgedrückt, die je nach den physikalisch-chemischen Eigenschaften des Systems, der Bodengeometrie und den Betriebsraten zwischen 50 % und 90 % liegen kann.

• Weinen und Ausstoßen: Tritt auf, wenn die Dampfgeschwindigkeit nicht ausreicht, um Flüssigkeit auf der Schale zu halten.

• Überschwemmung: Die ultimative Kapazitätsgrenze eines Bodens, die auftritt, wenn Flüssigkeit nicht durch die Kolonne fließen kann oder wenn eine übermäßige Mitnahme stattfindet. Der F-Faktor (F _s = u _v √ρ _v , wobei u _v die Dampfgeschwindigkeit basierend auf der aktiven Blasenfläche und ρ _v die Dampfdichte ist) ist ein üblicher Parameter zur Vorhersage von Überschwemmungen; Ein typischer Wert für einen Wannenabstand von 0,6 m könnte 2,5 Pa ^0,5 sein.

Wangdu (Hebei) Chemical Engineering Co., LTD wählt Bodentypen auf der Grundlage einer detaillierten Analyse der Prozessbedingungen aus, einschließlich Durchflussraten, Betriebsdruck, Verschmutzungspotenzial und erforderlicher Trenneffizienz.

Referenz

Kister, HZ (1992). Destillationsdesign . McGraw-Hill.

Lieberman, NP, & Lieberman, ET (2008). Ein Arbeitsleitfaden für Prozessgeräte (4. Aufl.). McGraw-Hill.

Perry, RH, & Green, DW (Hrsg.). (2007). Perry's Chemical Engineers' Handbook (8. Aufl.). McGraw-Hill.