Geordnete Packung DURAPACK®
– hervorragende Korrosionsbeständigkeit –
– hohe Trennleistung –
– geringer Druckabfall –
Konzept
Bei der Aufbereitung und Reinigung von Chemikalien werden häufig thermische Trennprozesse eingesetzt. Gebräuchlich sind vor allem Verfahren mit zwei Flüssigkeiten oder einer Flüssigkeit und einem Gas. Die vorrangig eingesetzten Prozesse umfassen hauptsächlich Extraktion, Absorption, Desorption oder Stripping, Destillation oder Rektifikation. Diese Trennverfahren erfordern einen Stoffübergang zwischen zwei Phasen; im obigen Beispiel einer Rektifikation findet der Stoffübergang zwischen der Flüssigphase und der Gasphase statt. Um die für diesen Prozess verwendeten Apparaturen so kompakt wie möglich zu halten, muss so viel Stoffübergangsfläche wie möglich auf begrenztem Raum geschaffen werden. DURAPACK® gewährleistet hohe Durchflussmengen bei geringem Druckverlust und gleichzeitig große Stoffübergangsflächen für eine effiziente Trennung.
Zur Intensivierung des Stoffübergangs in Absorptions-, Desorptions-, Rektifikations- und Extraktionskolonnen sind DURAPACK® geordnete Packungen aus Borosilikatglas 3.3 die beste Wahl für korrosive Medien. Zu den Anwendungen gehören daher unter anderem korrosive Chemikalien wie Schwefelsäure, Salpetersäure, andere Mineralsäuren wie HCl, aber auch Halide wie Chlor, Brom und Iodin. Kurz gesagt: Es kommt überall dort zum Einsatz, wo metallische Werkstoffe aber auch Kunststoffe versagen.
Die patentierten DURAPACK®-Stoffaustauschpackungen bestehen aus wechselseitig angeordneten Wellplatten aus Borosilikatglas 3.3, deren Strömungskanäle unter 45° geneigt sind. Zur Turbulenzerhöhung sind die Wellen gekerbt. Die Packung besteht ausschließlich aus Borosilikatglas 3.3, d.h. die Platten werden ohne Kleber miteinander verschmolzen, so dass nur Borosilikatglas 3.3 mit den zu verarbeitenden Medien in Berührung kommt.
Die leicht zu reinigende, glatte und inerte Oberfläche ist äußerst praktisch.
DURAPACK® – Glas-Wellplatten mit Kerben
DURAPACK® Element DN 300
Randabweiser
PTFE-Streifen zur Leistungssteigerung
Bei mit Packungen ausgestatteten Kolonnen neigen die Flüssigkeiten dazu, an den Innenwänden herrunterzufließen – ein Effekt, der verhindert, dass die Flüssigkeit die Packungsoberfläche benetzt und am Stoffübergang mitwirkt. Dadurch verschlechtert sich der Wirkungsgrad der Kolonne. Das bedeutet, dass die Flüssigkeit in regelmäßigen Abständen von der Wand wieder in Packung geleitet werden sollte, um die Leistungsfähigkeit des Systems zu erhalten. Wir haben PTFE-Randabweiser und Führungstrichter entwickelt, die sich entweder in die Kolonnenabschnitte einbauen lassen oder die geordneten Packungen als Bänder umgeben.
DURAPACK® Stoffaustauschpackungen können sowohl in Glaskolonnen als auch in Kolonnen aus anderen Werkstoffen wie z. B. Stahlemail, PTFE oder Tantal eingesetzt werden. Bei QVF® Glaskolonnen bis zur Nennweite DN 1000 wird die Lücke zwischen der Packung und der Innenwand der Kolonne durch die Standard-Randabweiser geschlossen. Präzisionsrohre sind nicht erforderlich. Bei Kolonnen aus anderen Materialien muss unbedingt der Kolonnen-Innendurchmesser mit Toleranz angegeben werden, damit die Lücke von den Standard-Randabweisern richtig geschlossen wird.
Alle Packungselemente haben eine Höhe von 200 mm. Kleinere Höhen sind auf Anfrage erhältlich. Bis zur Nennweite von DN 300 besitzen die Packungselemente zwei Randabweiser, ab DN450 ist ein Randabweiser pro Schicht ausreichend. DURAPACK® Segmente mit flexiblen Randabweisern können in Standard-Kolonnenrohre eingebaut werden.
Patentierte Randabweiser
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Technische Daten
- Für Kolonnendurchmesser: DN 100 bis DN 2400 und größer
- Max. Packungshöhe pro Tragrost: 5 m = 25 Schichten von jeweils 200 mm
- Material: Borosilikatglas 3.3, PTFE/FEP/Tantal
- Spezifische Oberfläche: 300 m²/m³
- Dichte: 400 kg/m³
- Freie Fläche: 80 %
- Neigung: 45°
- Oberfläche: feuerblank, porenfrei, nichthaftend, glatt
- Max. Temperaturschock: 120°K
- Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient: ca. 3,25 x 10-6/K
Einzelnes DURAPACK® Element
Auflagen
Die Höhe der Packungselemente beträgt für alle Durchmesser 200 mm. DURAPACK® mit Nenndurchmessern von DN 100 bis DN 450 sind ein Einzelelement und können daher auf einen Tragring aufgelegt werden. Packungen mit einem Nenndurchmesser von DN 600 oder größer werden in einzelne Segmente unterteilt und erfordern daher ein Auflagerost als Unterlage.
Aufgrund der Segmentierung gibt es keine Begrenzung für größere Durchmesser. QVF® Glaskolonnen sind bis DN 1000 erhältlich, De Dietrich® emaillierte Kolonnen werden bis zu einem Nenndurchmesser von DN 2400 hergestellt. Die maximale Packungshöhe pro Auflage liegt bei 5 m.
Segmentiertes DURAPACK® Element für DN 1300
Glaskolonne DN 600 mit DURAPACK® Packungsbett
Leistungsdaten Destillation
Trennleistung
Druckverlust
Leistungsdaten Extraktion
Zur Erzielung der größtmöglichen Stoffübergangsfläche für den Flüssig/Flüssig-Stoffübergang bei einem Extraktionsprozess sollte die Packung von der kontinuierlichen Phase benetzt werden. Da in den meisten Fällen die wässrige Phase die kontinuierliche Phase ist, eignet sich die hydrophile und äußerst glatte, feuerblanke Oberfläche von Borosilikatglas 3.3 ziemlich gut für diesen Zweck.
Trennleistung
Die Extraktionsversuche wurden mit dem Testgemisch Toluol/Aceton/Wasser in einer pulsierten Kolonne durchgeführt.
Dabei wurde der Flutpunkt bei einer Amplitude von 8 mm und einer Frequenz von 100 min-1 ermittelt.
Die Messung der Stufenzahl erfolgte bei einer Belastung von 80, 60 und 40 %.
Scale-up-Faktoren für größere Kolonnendurchmesser sollten nach den maßgeblichen Methoden berücksichtigt werden.