Kolonnen-Fibel: Für die Praxis im chemischen Anlagenbau by Manfred Nitsche

By Manfred Nitsche

Die Berechnung und Auslegung von Kolonnen zum Destillieren, Absorbieren und Strippen wird mit vielen Beispielen und Fliessbildern aus der Praxis sehr anschaulich dargestellt.
Es wird gezeigt, wie guy die Zahl der benötigten theoretischen Trennstufen ermittelt und wie guy diese Anforderungen in die Praxis umsetzt.
Auch die Berechnung von Gleichgewichten, Siede- und Taupunkten sowie Flashtrennungen für ideale und nicht ideale Stoffgemische wird mit vielen Beispielen erläutert.
Dieses Handbuch für die tägliche Praxis im Anlagenbau ist auch hervorragend geeignet als Anleitung für Bachelor- und Masterstudenten.

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7 Siedediagramm für das Gemisch Benzol-Toluol Siedepunkt: Der Siededruck ergibt sich aus der Summe des Kohlenwasserstoffdampfdrucks Porg und des Wasserdampfdrucks PW. PSied = Porg + PW Diese Gleichung ist die Grundlage für das Wasserdampf-Strippen. Durch Zugabe von Wasser oder Dampf wird der Siedepunkt von Kohlenwasserstoffen herabgesetzt. 1: Siedepunkt eines Toluol-Wasser-Gemisches bei 1010 mbar Temperatur: 84 °C Toluoldampfdruck: 444 mbar Wasserdampfdruck: 566 mbar PSied = 444 + 666 = 1010 mbar Der Siedepunkt für das Toluol-Wasser-Gemisch ist 84 °C bei 1010 mbar.

13 m Höhe für 50 theoretische Böden mit einer Gewebepackung oder 25 m Höhe für 50 theoretische Stufen mit Querstromböden. 5 Gasbelastungsfaktor F = w * Flüssigkeitsbelastung ~ 4–80 m3/m2 h Druckverlust ~ 1–4 mbar/m Eine gute Flüssigkeitsverteilung ist sehr wichtig für die Wirksamkeit Bodenkolonnen: NT = 1,6 theoretische Stufen pro m Kolonnenhöhe für Ventil-/Sieb-/Tunnel- oder Glockenböden Zulässige Dampfgeschwindigkeiten im Hinblick auf Mitreißen und Druckverlust Dimensionierung der Ablaufschächte für die Flüssigkeit Auslegungshinweise: = 1, 5 − 2 Gasbelastungsfaktor F = w * Gasgeschwindigkeit = 80 % von wmax 20 1 Planung von Destillations- und Absorptionskolonnen Ermittlung des Kolonnendurchmessers unter der Annahme von 80 % aktiver Fläche für die Dämpfe und 20 % des Kolonnenquerschnitts für den Flüssigkeitsablauf Freie Lochfläche ~ 8–10 % der Querschnittsfläche Wehrhöhe ~ 30–60 mm Wehrüberlaufhöhe ~ 5–40 mm Bodenabstand ~ 400–600 mm Es sollten Kontrollrechnungen für Durchregnen(Weeping), Mitreißen(Entrainment) und Fluten für alle Kolonnenabschnitte mit unterschiedlicher Dämpfe- und Flüssigkeitsbelastung durchgeführt werden.

9 Vakuumpumpen [3] Zunächst wird für die vorliegende Aufgabenstellung das erforderliche Saugvermögen bestimmt und dann die geeignete Vakuumpumpe mit dem entsprechenden Saugvermögen bei dem benötigten Arbeitsdruck ausgewählt. 9 Vakuumpumpen 21 Abb. 6 Kondensatorbauarten Zusätzlich zur Leckrate durch Undichtigkeiten müssen nicht kondensierbare Gase aus Reaktionen oder Entgasungen berücksichtigt werden. In der Wärmetausch-Fibel II [3] wird gezeigt, wie man das erforderliche Saugvermögen für verschiedene Aufgabenstellungen ermittelt und was man bei der Auswahl der unterschiedlichen Vakuumpumpen zu beachten hat: Erforderliches Saugvermögen zum Evakuieren Erforderliches Saugvermögen für Inertgase + Dämpfe Ermittlung der Leckrate von Apparaten + Anlagen 22 1 Planung von Destillations- und Absorptionskolonnen Abb.

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