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Rektifikation: Funktion und Aufbau von Rektifikationsanlagen

Packungskolonnen

Während die Trennung bei einer Bodenkolonne auf den Böden der Kolonne stattfindet, wo der Dampf immer wieder in Kontakt mit der Flüssigkeit gebracht wird, findet die Trennung in der Packungskolonne im nahezu gesamten Kolonneninnenraum statt. Im Gegensatz zu den Bodenkolonnen ist es hier nicht das Bestreben, im Kolonnenraum eine Gleichgewichtseinstellung zu erreichen, da dann keine weitere Trennung mehr erfolgen würde.

Im Innenraum der Kolonne befinden sich geordnete oder ungeordnete Packungen, die für einen intensiven Kontakt zwischen Dampfphase und Flüssigphase sorgen.

Abb.1
mit freundlicher Genehmigung der Sulzer Chemtech

Vertiefung: Was wird beim Betrieb einer Packungskolonne noch benötigt?

Ungeordnete Packungen

Ungeordnete Packungen sind Schüttungen aus definiert geformten Körpern. Dieses können Ringe, Zylinder, Sattelkörper oder Ähnliches sein. Zur Verringerung des Druckverlustes bei gleichzeitiger Intensivierung des Dampfphasen-Flüssigphasen-Kontaktes durch vergrößerte Oberflächen werden die Seitenflächen der Körper vielfältig aufgebrochen. Auf diese Weise entstehen sehr komplexe Gebilde wie z.B. der Hiflow-Ring oder Hiflow-Sättel. Die Materialien für solche Füllkörper richten sich nach dem zu trennenden Gemisch. Kriterien für die Materialienauswahl sind:

  • Temperaturbeständigkeit
  • Beständigkeit bei korrosiven Medien
  • gute Benetzbarkeit
  • günstiger Preis
Abb.2
Typische Ringe einer ungeordneten Packung in unterschiedlichen Größen
mit freundlicher Genehmigung der Sulzer Chemtech

Anschauliches: Weitere Füllkörper

Geordnete Packungen

Geordnete Packungen weisen in der Regel einen geringeren Druckverlust bei gleichzeitig höherer Trennleistung auf, sind aber teurer als ungeordnete Packungen. Bei solchen Packungen werden Metallgewebe oder Bleche so gefaltet und/oder gewickelt, dass es zu einer intensiven Lenkung des Dampfes und der Flüssigkeit und damit verbundenen intensiven Kontakt beider kommt. Durch weitere Strukturierung der Oberfläche und durch die Anbringung von Löchern werden sowohl die Benetzbarkeit der Packungsoberfläche als auch der Stoffaustausch weiter erhöht.

Abb.3
Eine geordnete Packung in Segmentbauweise
mit freundlicher Genehmigung der Sulzer Chemtech

Die Segmente erlauben das Einführen der Packung durch die Mannlöcher einer bestehenden Kolonne.

Vertiefung: Auslegung einer Packungskolonne

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