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Vertiefung: Was wird beim Betrieb einer Packungskolonne noch benötigt?

Beim Betrieb einer Packungskolonne ist eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung über den gesamten Kolonnenquerschnitt außerordentlich wichtig um den optimalen Stoffaustausch zu gewährleisten. Aufgrund unterschiedlicher Packungsdichten, vor allem im Randbereich, kommt es nach einer gewissen Packungshöhe zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit. Die flüssige Phase fließt dabei verstärkt im Randbereich der Kolonne ab, während der Dampf in der Mitte aufströmt. Verstärkt wird dieser Effekt noch bei ungenügender Isolation der Kolonne, was zu einer vermehrten Kondensation des Dampfes im Randbereich der Kolonne führt.

Daher ist es notwendig, nach einer gewissen Packungshöhe (maximal dem sechsfachen des Durchmessers) die Flüssigkeit zu sammeln und erneut zu verteilen. Hierzu werden so genannte Flüssigkeitssammler und Verteiler verwendet. Die Flüssigkeitsverteiler dienen sowohl zur Aufgabe des flüssigen Kondensatstroms (Rücklauf) als auch des Gemischzulaufs. In Ausnahmefällen werden auch nur diese beiden Verteiler verwendet, während in den anderen Bereichen der Kolonne die Flüssigkeit nur mittels Randabweiser wieder in den mittleren Bereich der Kolonne gebracht wird.

Da die Packungen nicht direkt mit der Kolonnenwand verbunden sind, sind außerdem Tragroste zum Halten der Packungen sowie Niederhalteroste zur Verhinderung des Aufschwimmens der Packungen notwendig.

Abb.1
mit freundlicher Genehmigung der Sulzer Chemtech

Im Gegensatz zu der zuvor dargestellten Kolonne besteht diese Kolonne aus mehreren Segmenten, die jeweils mit Flanschen verbunden werden. Sollen hier Änderungen am Kolonneneinbau vorgenommen werden, werden die einzelnen Flansche getrennt und die entsprechenden Segmente von der Kolonne abgehoben. Daher sind an dieser Kolonne keine Mannlöcher notwendig.

Ferner stellt die Notwendigkeit von Flüssigkeitsverteilern zur Aufgabe des Zulaufs einen entscheidenden Unterschied zu Bodenkolonnen dar. Bei Bodenkolonnen ist die Zuführung des zu trennenden Gemisches prinzipiell auf jedem Boden möglich. Bei Packungskolonnen ist dies nur zwischen den einzelnen Packungsbereichen möglich, also dort, wo sich Flüssigkeitsverteiler befinden oder angebracht werden können.

Das bedeutet, dass bei einer Bodenkolonne die Höhe des Zuflussstromes wesentlich leichter verändert werden kann, wenn eine geänderte Gemischzusammensetzung oder andere geänderte Prozessparameter dieses notwendig machen. Sie ist in solchen Fällen flexibler anwendbar.