Experimental Investigation of Droplet Entrainment in the Feed Section of Distillation Columns

Abstract

Droplet entrainment was investigated in the feed section of distillation columns for multiple feed inlet devices under different flow conditions. Entrainments from two-phase flow regimes were measured in the feed section of a column with an air and water system. A new feed inlet device named demister flash box was developed. Measurements with two-phase flow regime in the feed pipe indicated that the demister flash box had the lowest entrainment. Experiments with a surfactant in water due to low surface tension demonstrated that the entrainment was higher compared to water. In addition, entrainment determinations with high droplet flow rate from a spray nozzle in feed were conducted. The results indicated that the V baffle had the lowest entrainment.

Experimentelle Untersuchungen zum Tropfenmitriss im Feedeinleitbereich von Destillationskolonnen

“…Ebenfalls ersichtlich ist, dass der Verzicht auf ein Einleitorgan für alle Betriebspunkte und Strömungsformen das meiste Entrainment im Einleitbereich einer Kolonne bewirkt. Diese Ergebnisse decken sich mit den Erkenntnissen vorangegangener Messreihen [7].…”

“…Schematische Darstellung der verwendeten Einleitorgane, des Prallblechs (a), des V‐Baffles (b), der Flash Box (c) und der Demister Flash Box (d), sowie Ablenkung der flüssigen Phase aus dem Feedrohr 7.…”

“…Weitere Ergebnisse zum Einfluss der Oberflächenspannung auf den Tropfenmitriss im Feedbereich der Versuchsapparatur sind in 7 dargestellt.…”

“…Messungen des qualitativen Entrainments für den Einleitbereich ohne Einleitorgan (EO), sowie für das Prallblech, V‐Baffle und Flash Box bei Betriebspunkten W1, W2, A (s. Tab. 2) 7.…”

“…Zusätzlich wird diese Teilverdampfung durch Kapazitätserweiterungen und damit einhergehenden Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten in der Feedleitung begünstigt. Dadurch entstehen Zweiphasenströmungen, sogenannte flashende Feeds, die eine erhöhte Tropfenentstehung begünstigen und das Entrainment innerhalb des Einleitbereichs einer Kolonne erhöhen [7]. In diesen Situationen kommt es in Kolonnen zur Minderung des Wirkungsgrades auf den Stufen über sowie unterhalb des Einleitbereichs.…”