cav CHEMISCHE VERFAHREN Bilder: Sulzer Nexring-Schüttfüllkörper steigern die Trennleistung einer Kolonne und führen zu einem geringeren Druckverlust sowie einer geringeren Verschmutzungsneigung Schüttfüllkörper mit vergrößerter Nutzfläche Steigern die Trennleistung der Kolonne Nexring-Hochleistungsschüttfüllkörper sind bereits in vielen Anwendungen im Einsatz. Die Hauptvorteile der sieben Mitglieder umfassenden Füllkörperfamilie sind eine hohe Trennleistung, ein geringerer Druckverlust und eine geringere Verschmutzungsneigung. Durch ihre spezielle Form haben Nexring-Füllkörper eine relativ große, frei zugängliche Oberfläche bei gleichzeitig hoher Festigkeit. Schüttfüllkörper werden in Verbindung mit speziell konstruierten Kolonneneinbauten zur Fraktionierung, Absorption und zum Strippen in Gas-, Raffinerie- und Chemie - anlagen eingesetzt. Der große Vorteil der Füllkörper ist, dass sie leicht ausgetauscht werden können, wenn die Trennleistung einer Kolonne verbessert bzw. verändert werden muss. Die Leistungsfähigkeit der Nexring-Füllkörper von Sulzer wird durch eine relativ große Ringoberfläche, an der der Trennvorgang erfolgen kann, die besondere Form der Ringe, die eine höhere Packungsdichte und somit eine größere verfügbare Oberfläche ermöglicht, und das offene Design der Ringe, das den Druckverlust gegenüber herkömmlichen Ringen um bis zu 50 % reduziert, erreicht. Nexring-Füllkörper verteilen sich gleich - mäßig innerhalb der Kolonnenpackung, während die mechanische Struktur der Ringe für eine gleichmäßige Flüssigkeitsströmung durch die Kolonne sorgt. Die Form der Füllkörper erscheint fragil, doch die Ringstruktur lässt sich kaum verformen. Die Endflansche und die verstärkten Rippen verleihen dem Nexring eine hohe Festigkeit. Die Füllkörperfamilie umfasst sieben Versionen. Vergleich verschiedener Ringtypen Bevor ein Produkt auf den Markt kommt, führen die F&E-Ingenieure von Sulzer interne Tests durch, um den Anwendungsbereich zuverlässig zu bestimmen. Diese Tests wurden von einem unabhängigen Institut in den USA verifiziert. So wurden drei verschiedene Ringtypen mit unterschiedlichen Flüssigkeiten und Gasen getestet. Die Grafik zeigt den relativen Wirkungsgrad und die relative Kapazität für verschiedene Versionen von P-Ring, I-Ring und Nexring-Füllkörpern. Der P-Ring #2 ist ein Standardfüllkörper in der Industrie, weshalb er als Refe- 58 cav 04-2018
P-Ring, I-Ring und Nexring im Vergleich: Die Form der Nexring-Füllkörper erscheint fragil, doch die Ringstruktur lässt sich nicht verformen. renzwert (100 % Wirkungsgrad und 100 % Kapazität) verwendet wird. Die Ringgröße beeinflusst den Durchfluss und somit die Kapazität. Je größer die Ringe, desto geringer ist der Strömungswiderstand. Eine offenere Ringstruktur (I-Ring und Nexring) erhöht den Durchfluss, während bei einer kleineren Ringgröße der Wirkungsgrad des Trennvorgangs steigt, da eine größere Oberfläche für den Trennvorgang zur Verfügung steht. Ein guter Kontakt mit Flüssigkeit und Dampf erhöht die Prozess - effizienz und damit die Qualität des Prozesses. Im Ergebnis weist der Nexring einen deutlich besseren Wirkungsgrad auf als der P-Ring und der I-Ring. Füllkörperpackung für CO 2 -Absorber Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften finden Nexring-Füllkörper in vielen Industriebereichen Anwendung, u. a. zur Entfernung von Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) und Schwefelwasserstoff (H 2 S) aus Erd- oder Biogas. Dazu wird das Gas mit aminbasierten Lösemitteln wie Monoethanolamin (MEA), Diethanolamin (DEA), Methyldiethanolamin (MDEA) und MDEA/Piperazin- Lösungen (aktiviertes MDEA) in Kontakt gebracht. Eine gemeinsame Eigenschaft dieser Lösemittel ist ihre starke Neigung zum Schäumen, was den Durchfluss des Gases durch die Trennkolonne beeinträchtigt. Im Vergleich zu herkömmlichen Schüttfüllkörpern wie P-Ring und I-Ring besitzen Nexring-Füllkörper die größte, frei zugängliche Oberfläche. Diese zusätzliche offene Fläche ermöglicht eine Trennung mit geringerem Druckverlust und dadurch reduziert sich die hydraulische Auswirkung des Schäumens. Das in der Abbildung dargestellte Praxisbeispiel basiert auf Berechnungen für einen europäischen Kunden und zeigt, wie Nexring durch Reduzierung des Druckverlusts bzw. Steigerung der Kapazität zur Leistungsverbesserung beitragen kann. Bei gleichem Druckverlust erhöht sich durch die Verwen- Einfluss von Ringtyp und -größe auf den Wirkungsgrad und die Kapazität CO 2 -Absorbtionskolonne – Vergleich der Werte mit I-Ring und Nexring dung einer kleineren Ringgröße der Wirkungsgrad der Kolonne. Abscheidung von Methan In naher Zukunft ist ein erheblicher Anstieg der weltweiten Kohlevergasungskapazität zu erwarten. Dies gilt besonders für Regionen wie den Fernen Osten und Asien. Nach der eigentlichen Kohlevergasung folgt üblicherweise eine Methanabscheidung. Das aus Kohle erzeugte Rohgas besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffmonoxid (CO), Wasserstoff (H 2 ) und Methan (CH 4 ). In der Kolonne fürdie Methanabscheidung werden die drei Bestandteile in zwei Ströme getrennt: CO und H 2 einerseits und flüssiges Methan andererseits, das sich in dieser kondensierten Form leicht transportieren lässt und als Flüssigerdgas (LNG) verkauft wird. Ein Kunde in China betrieb eine Kolonne cav 04-2018 59
