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2014 | Book

Planung von Destillations- und Absorptionskolonnen Read chapter Read first chapter

Kolonnen-Fibel

Für die Praxis im chemischen Anlagenbau

Author: Manfred Nitsche

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

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 man die Zahl der benötigten theoretischen Trennstufen ermittelt und wie man 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.

Table of Contents

Frontmatter
1. Planung von Destillations- und Absorptionskolonnen
Zusammenfassung
Die Basis für jede Planung einer Destillations- oder Absorptionsanlage ist die Ermittlung der erforderlichen Bodenzahl und des benötigten Rücklaufverhältnisses beim Fraktionieren oder der erforderlichen Waschmittelmenge beim Absorbieren oder der benötigten Strippgasmenge beim Ausstrippen.
Diese Berechnungen werden meist mit Computern durchgeführt, aber Vorsicht ist geboten bei der unkontrollierten Übernahme eines Computer-Ergebnisses.
Manfred Nitsche
2. Gleichgewichte – Siede- und Taupunkte – Flashberechnungen – Aktivitätskoeffizienten
Zusammenfassung
Die Basis für alle Phasengleichgewichtsberechnungen sind die Dampfdrücke der Komponenten. Den Dampfdruck ermittelt man mithilfe der Antoine-Gleichung und der in Handbüchern tabellierten Antoine-Konstanten A, B und C.
Manfred Nitsche
3. Fraktionierung von Binärgemischen
Zusammenfassung
Vor jeder Auslegung einer Kolonne muss eine Mengenbilanz mit den Anforderungen an Destillat und Sumpf erstellt werden.
Manfred Nitsche
4. Berechnung von Mehrkomponenten- Fraktionieranlagen
Zusammenfassung
Zunächst wird eine vorläufige Mengenbilanz für die spezifizierte Trennaufgabe erstellt:
  • Einsatzzusammensetzung
  • Destillatzusammensetzung
  • Sumpfzusammensetzung
Diese Zusammensetzungen werden benötigt für die Ermittlung der Siedetemperaturen von Einsatz und Sumpfprodukt und des Taupunkts am Kolonnenkopf, um den gemittelten Trennfaktor α für die vorliegende Fraktionieraufgabe zu bestimmen.
Manfred Nitsche
5. Extraktiv- und Azeotrop-Destillation
Zusammenfassung
Bei engsiedenden Gemischen mit einer Gleichgewichtskurve dicht an der 45°-Linie benötigt man für eine normale Destillation sehr viele theoretische Stufen und ein hohes Rücklaufverhältnis mit entsprechend hohem Energieaufwand.
Manfred Nitsche
6. Diskontinuierliche Blasen-Destillation
Zusammenfassung
Die einfachste Form der diskontinuierlichen Destillation ist die Differentialverdampfung ohne Kolonne und Rücklauf.
Manfred Nitsche
7. Wasserdampfdestillation
Zusammenfassung
Eine Wasserdampfdestillation setzt mit Wasser unmischbare Flüssigkeiten voraus.
Bei der Wasserdampfdestillation ist der Gesamtdampfdruck im System die Summe der Einzeldampfdrücke von Wasser P W und der nichtwasserlöslichen organischen Komponente Porg.
Manfred Nitsche
8. Auslegung von Absorptions- und Desorptionskolonnen
Zusammenfassung
Das Potential für den Stoffübergang bei der Absorption und der Desorption wird durch die Abweichung vom Phasengleichgewicht bestimmt.
Die Kenntnis des Lösungsgleichgewichts bei der physikalischen Absorption und des chemischen Gleichgewichts bei der chemischen Wäsche ist Voraussetzung für die Auslegung von technischen Absorptions- und Desorptionsanlagen.
Manfred Nitsche
9. Fluiddynamische Auslegung von Bodenkolonnen und Bodenwirkungsgrad
Zusammenfassung
Bei den Querströmböden strömt die Flüssigkeit horizontal über den Boden und die Dämpfe strömen vertikal von unten nach oben durch die horizontal strömende Flüssigkeit.
Um den Kontakt zwischen Dämpfen und Flüssigkeit zu verbessern und die Flexibilität der Kolonnen zu erhöhen, setzt man Sieb-, Ventil- Tunnel- oder Glockenböden ein.
Manfred Nitsche
10. Fluiddynamische Auslegung von Füllkörpern/Packungen und Ermittlung der HTU-/HETP-Werte
Zusammenfassung
Bei Füllkörper- und Packungskolonnen erfolgt der Stoffaustausch zwischen dem aufwärts strömenden Gas oder Dampf und der abwärts strömenden Flüssigkeit im Gegenstrom.
Manfred Nitsche
11. Auslegung von Tropfenabscheidern
Zusammenfassung
  • Zur Reduzierung von Wertstoffverlusten in Absorbern, Verdampfern und Destillations- kolonnen, z. B. zur Verringerung von Glykol- oder Aminverlusten bei der Erdgasbehandlung
  • Zur Verbesserung der Produktqualität in Destillationsanlagen, weil die Kontamination durch mitgerissene Tropfen entfällt
  • Zur Vermeidung von Korrosion in den nachgeschalteten Anlagen durch korrosive Flüssig- keitstropfen
  • Zur Absicherung von Kompressoren gegen Flüssigkeitstropfen
  • Zur Minderung der Emissionen durch Tropfenauswurf
  • Zur Entlastung von Vakuumpumpen
Manfred Nitsche
Backmatter
Metadata
Title
Kolonnen-Fibel
Author
Manfred Nitsche
Copyright Year
2014
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-41919-5
Print ISBN
978-3-642-41918-8
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-41919-5

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