Verfahren zum Betrieb eines Dunnschichtverdampfers und Einrichtung zur Durchfiihrung des Verfahrens.
Es sind versehiedene Konstruktionen von Eindampfapparaten vorgeschlagen worden, bei denen die einzudampfende Flüssigkeit oben in einen im wesentlichen senkrechtste- henden, von aussen beheizten Zylinder geleitet und längs der Innenwand dieses Zylinders durch bis nahe an diese Wand reiehende Flügel eines koaxial angeordneten Rotors ausgebreitet wird, worauf die Flüssigkeit in Form eines Films infolge der Schwerkraft und der durch das Rührwerk erteilten Rotation in einer Schraubenlinienbewegung längs der Zylinderwand nach unten wandert, um dort in die Konzentratabführleitung zu gelangen.
Die entstehenden Brüden sammeln sich bei diesen Anorclnungen in den Räumen zwisehen den Flügeln des Rotors und werden in allen Fällen nach oben einer Kondensationsanlage zugeleitet, wobei die Flügel je nach den jeweiligen konstruktiven Anordnungen in mehr oder weniger wirksamer Weise die durch die Brüden mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen abscheiden. Diese Abscheidung, die für den Betrieb solcher Dünnschiehtverdampfer von grundlegender Bedeutung ist, ist bei den be kannten Konstruktionen durchwegs unbefriedigend.
Insbesondere hat es sich als nachteilig erwiesen, die Brüden an der durch den Rotor in der Nähe der Mündung der Flüssigkeitszuleitung in den Verdampfer verspritzten Flüssigkeit vorbeizuführen, da hierdurch in vermehrtem Masse Flüssigkeitstropfchen mitgerissen werden.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist bei einer neueren Konstruktion vorgeschlagen worden, unmittelbar über dem beheizten Verdampferteil eiaen nichtbeheizten Abscheider- teil für die Brüden vorzusehen und die Rotorflügel in diesen Abscheiderteil hinein zu verlängern. Diese Anordnung hat befriedigende Resultate ergeben, bedingt aber eine beträcht- liche Bauhöhe für den Apparat und eine wesentliche Verteuerung des Herstellungspreises.
Bei allen diesen unter der allgemeinen Bezeichnung Dünnschichtverdampfer bekannt- gewordenen Anordnungen ist man von dem an sich naheliegenden Gedanken ausgegangen, die einzudampfende Flüssigkeit im wesentlichen entsprechend der Sehwere von oben nach unten und die entstehenden, in die Höhe strebenden Brüden im wesentlichen von unten nach oben, also beide Phasen in den für sie natürlichen Bewegungsrichtungen zu führen.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung bezweekt, die vorerwähnten Nach- teile nach Möglichkeit zu beseitigen. Dieses Verfahren zum Betrieb eines Diinnschieht- verdampfers, bei welchem die zu behandelnde Flüssigkeit auf der beheizten Wandung eines einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Verdampferrohres mittels bis annähernd an die genannte Wandung reiclien- den Fliigeln eines koaxial angeordneten Rotors zu einer dünnen Schicht ausgebreitet und als solche kontinuierlich in axialer Rich- tung der genannten Wandung entlang ihrer Austrittsstelle aus dem Verdampferrohr zufliesst, kennzeichnet sich dadurch,
dass die einzudampfende l ? lüssigkeit und die aus ihr ausgetretenen Brüden innerhalb des Ver dampferrohres in gleicher Bewegungsricntung gefiihrt und hierbei durch den Rotor mittels seiner Verteilorgane von den Brüden mitgeführte Flüssigkeitsteilchen mindestens teilweise abgeschieden werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Brüden die ihnen innerhalb des Verdampferrohres erteilte Bewegungsrichtung über die Entnahmestelle des Konzentrates im Verdampfer hinaus bis zum Eintritt in einen Kondensator beibehalten.
Die Einrichtung nach der Erfindvmg zur Durchfiihrung des Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, dass für die Abführung der restlichen Fliissigkeit und der Brüden aus dem Verdampfer Leitungsmittel auf einer und derselben Seite des Verdampfers angeordnet sind.
Anschliessend wird die erfindungsgemässe Einriehtung zur Ausübung des Verfahrens an Hand der Zeichnung beispielsweise und im Zusammenhang damit auch das erfin dlmgsgemässe Verfahren beispielsweise erläu- tert. Es zeigen :
Fig. 1 einen Dünnsehichtverdampfer im Vertikalschnitt,
Fig. 2 eine Ausführungsform des untern Teils des Verdampfers in einer ersten Aus führungsform,
Fig. 3 eine Ausführung des untern Teils des Verdampfers in einer zweiten Ausffihrungsform,
Fig. 4 eine Ausführung des untern Teils des Verdampfers in einer dritten Ausfüh- rungsform,
Fig. 5 eine Anordnung mehrerer Dünn- schichtverdampfer,
Fig. 6 eine Draufsicht von.
Fig. 5,
Fig. 7 eine zweite Anordnung mehrerer Verdampfer,
Fig. 8 eine dritte Anordnung mehrerer Verdampfer.
Der Verdampfer nach Fig. 1 weist ein Verdampferrohr 1 auf, das von einem Heizmantel 2 umgeben ist. Dem Heizmantel S wird über die Öffnung 3 Heissdampf zur Be- heizung des Verdampferrohres 1 zugeführt.
Das Verdampferrohr 1 ist durch einen ab nehmbaren Deekel 4 abgeschlossen, der den
Antriebsmotor 5 trägt. Der Antriebsmotor 5 ist über eine Kupplung 6 mit dem durch den Deekel 4 hindurchgefiihrten und gegen diesen abgedichteten Wellenstummel 7 ver- bunden. Der Wellenstummel 7 trägt den Ro tor 8, der sich auf einem am untern Ende des Verdampferrohres 1 befestigten Stern oder Steg 9 mittels des Lagers 10 abstützt.
Der Rotor 8 weist ; zweckmä#ig drei Flügel 11 auf, die bis nahe an die Wandung des
Verdampferrohres 1 heranreichen. Die ein zudampfende Flüssigkeit wird über die Lei tung 13 zugeführt, von dem Rotor 8 erfasst und auf der Innenwand des Verdampfer rohres 1 als Film ausgebreitet, in welcher
Form sie dann unter mehr oder weniger star ker Verdampfung entlang der Wand des
Verdampferrohres 1 nach unten fliesst. Die dabei entstehenden Brüden gelangen in den zwischen den Rotorflügeln befindlichen freien
Raum und werden hierauf auf der Unterseite des Verdampferrohres 1 abgesogen und wie durch die ausgezogenen Pfeile angedeutet -iiber die Rohrleitung 14 abgeführt.
Das
Konzentrat fliesst-wie durch den gestrichel- ten Pfeil angedeutet-in den trichterförmi- gen, mit dem Unterteil des Verdampferrohres 1 verbundenen Auffangbehälter 15 und wird dort durch die Ausmündung 16 abgeführt.
Die aus der dünnen Flüssigkeitssehicht ausgetretenen Brüden bewegen sich also inner halb des Verdampferrohres 1 abwärts, gleicli wie die zu verdampfende Flüssigkeit. Da durch wird der Nachteil der Gegenstromfüh- rung von Fliissigkeit und Briiden, bei wel cher immer wieder Flüssigkeitsteilchen von den Brüden mitgerissen werden, stark ver mieden.
Der Rotor dient nicht nur dazu, die
Flüssigkeit auf der Innenwand des Verdamp ferrohres 1 auszubreiten, sondern zugleich als Flüssigkeitsabseheider, welcher den entstan- denen Brüden schon innerhalb des Verdamp ferrohres zum mindesten den grö#ten Teil der einerseits beim Ausbreiten der Flüssig keit über die Flügel verspritzten und den Brüden beigemengten und anderseits beim Verdampfungsprozess von diesen mitgeris- senen Flüssigkeits-und Schaumteilchen entzieht.
In den Fig. 2 bis 4 sind nun einige besondere Ausführungsformen des untern Teils des Verdampfers dargestellt. Diesem Teil ist in bezug auf seine konstruktive Ausbildung besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da in ihm die Zirkulation der Brüden und des Konzentrates sowohl in bezug auf Richtung als auch Intensität Änderungen unterworfen ist. Man muss hierbei Wirbel im Konzentrat, die zu unerwünschten Sehaumbildungen führen können, nach Möglichkeit vermeiden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 reichen die Flügel 17 des Rotors bis an das untere Ende des Verdampferrohres, gleich wie in Fig. 1 bereits dargestellt. Unterhalb der Rotorflügel 17 ist ein feststehender, Leitschaufeln 18 aufweisender Körper 19 angeordnet.
An diesen Leitschaufeln wird das Konzentrat entlanggeführt, wobei seine Bewegung allmählich von einer schraubenlinienförmigen in eine rein axiale übergeführt wird, ohne dass eine Schaumbildung durch plötzlich erzwungene Richtungsänderungen eintritt. Wie durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet, wird das Konzentrat in dem als Überlaufgefäss ausgebildeten, in der Hauptsache kegelförmigen Behälter 20 aufgefangen, wobei der Rohrstutzen 21 vorteilhaft in das Konzentrat eintaucht, um ein möglichst ruhiges Einlaufen des letzteren in den ringförmigen Teil 22 des Behälters zu erreichen. Die ebenfalls durch den feststehenden Körper 19 aus dem Verdampferrohr austretenden Brüden werden über den Ringkanal 23 und die Ableitung 24 weggeführt.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 ergibt sich beim Austritt der Brüden und des Konzentrates aus dem Körper 19 ein Kreuzen der beiden sströme. Fiir besonders stark zur, Schaumbildvmg neigende Flüssigkeiten ist dies jedoch unerwünscht. Die Fig. 3 und 4 zeigen nun Ausführungsbeispiele, nach denen sich dies vermeiden lässt.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird das aus dem Verdampferrohr 25 austretende Konzentrat in einen anschliessenden Ringkanal 26 aufgefangen und über die Leitung 27 abgeführt. Die aus dem Verdampferrohr 25 austretenden Briiden werden hingegen durch ein in dessen Verlängerung angeordnetes Rohr 28, das vorteilhaft unmittelbar in den durch die Zerstäuberdüsen 29 für das Kühlwasser angedeuteten Kondensator mündet, abgeleitet.
Die diese beiden Ausströmbewegungen an deutenden Pfeile lassen erkennen, dass sich bei dieser Anordnung das Konzentrat und die Brüden auch am Austritt aus dem Verdampferrohr nicht kreuzen, wobei die Brüden die ihnen innerhalb des Verdampferrohres erteilte Bewegungsrichtung über die Entnahmestelle des Konzentrates im Verdampfer hinaus bis zum Eintritt in den Kondensator beibehalten.
Beim Beispiel nach Fig. 4 schlie#lich ist der Rotor 30 nach unten über den beheizten Teil 31 des Verdampferrohres hinaus verlän- gert, und seine Flügel ragen über einen unterhalb des beheizten Teils 31 des Verdampferrohres vorgesehenen Ringkanal 32 hinaus in den nicht beheizten Bohrteil als, der das untere Ende des Verdampferrohres bildet, hinein. Das der Innenwand des beheizten Teils 31 des Verdampferrohres entlanglaufende Konzentrat wird hier über die Abführleitung 33 abgeführt.
Der unterste Teil des Rotors 30 scheidet allenfalls noch in den Brüden vorhandene Flüssigkeitströpfchen aus, so dass dieser Rotorteil als Nachabscheider wirkt, und die so ausgeschleuderte Flüssigkeit läuft entlang der Wandung des Rohrteils 3tala in einen zweiten Ringkanal 34, wo sie aufgefangen und über die Leitung 35 in die Konzentrat- leitung 33 geführt wird. Die Brüden werden über den trichterförmigen Auffangbehälter 36 mit anschliessendem Rohrstutzen abgeführt.
Bei einer besonderen Ausbildungsform weist der Rotor 30 an mindestens einer Stelle in den Ringkanal 32 hineinragende schaufelartige Ansätze 30a auf, die infolge ihrer Formgebung und der Drehbewegung des Rotors als Pumpe wirken, indem sie das sich im Ringkanal 32 ansammelnde Konzentrat durch eine in diesem Fall tangential zur Rotationsrichtung des Rotors abgehende Leitung 33 hinausdrüeken.
In den Fig. 5 und 16 ist gezeigt, wie mehrere Verdampfer in Parallelschaltung kreisförmig nebeneinander in einem gemeinsamen Heizmantel 37 angeordnet werden können.
Die Verdampfer 38 sind kreisförmig um den gemeinsamen Nachabscheider 39 angeordnet.
Es ergibt sich also die Möglichkeit, bei der Verarbeitung stark schäumender Flüssigkei- ten für alle Verdampfer einen gemeinsamen Nachabscheider 39 und einen gemeinsamen trichterförmigen Auffangbehälter 40 für das Konzentrat vorzusehen, wobei dieses durch die Ausmündung 44 abgeführt wird. Die auf der gleichen Seite wie das Konzentrat aus den einzelnen Verdampferrohren der Verdampfer 38 austretenden Brüden werden dem Naehabseheider 39 zugeführt, der wiederum einen Rotor 41 mit Welle 42 aufweist. Im Nachabscheider können wiederum Schikanen 43 vorgesehen werden, welche verhindern, dass der sich auf der Wand des Nachabschei- derrohres befindende Flüssigkeitsfilm in Rieh- tung der Brüden nach oben wandert.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind vier Verdampfer 45 in einer Reihe in Parallelschaltung nebeneinander angeordnet.
Diese Anordnung ermöglieht eine raumsparende Montage längs Wänden oder auch frei im Raum stehend. Die Zuführung der einzudampfenden Flüssigkeit erfolgt über die ge meinsame Rohrleitung 46, von welcher einzelne wu den verschiedenen Verdampfern fiih- rende'Teilleitungen abzweigen. Jede dieser Teilleitungen weist ein Absperrventil 47 auf, um, falls erwünscht, jeden einzelnen Verdampfer ausser Betrieb setzen zu können.
Der Antrieb erfolgt durch einen gemeinsamen Motor 48, der über die Welle 49 und die entsprechenden Kegelräderpaare 60 die Rotoren sä. mtlieher Verdampfer antreibt. In den Antrieb kann jeweils noch jedem Verdampfer eine, der besseren Ubersichtlichkeit halber nicht eingezeichnete, ein-und ausrückbare Kupplung zugeordnet sein. Der Heissdampf zur Beheizung der Verdampferrohre wird über Leitung 51 zu-und das Kondensat über Leitung 5'2 abgeführt. Für die Entnahme des aus den einzelnen Verdampfern austretenden Konzentrats ist wiederum ein gemeinsames Organ vorgesehen.
Dieses ist beim vorliegenden Beispiel für infolge besonders hoher Konzentration nicht mehr fliessfähiges Material eingerichtet und besteht daher im wesentliehen aus einer Transportschnecke 53, welche vom Motor 54 angetrieben ist und das Konzentrat zur gemeinsamen Entnahmeoffnung 55 bringt. Die entstehenden Brüden werden neben dem die Transportschnecke enthalten- den Rohrstüek vorbei einem Sammelbehälter 56 und durch die Ausmündung 57 einem nicht dargestellten, gegebenenfalls für alle Verdampfer gemeinsamen Kondensator zugeführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8, das im wesentlichen demjenigen nach Fig. 7 entspricht, ist Einzelantrieb der Rotoren durch Motoren 58 vorgesehen. Die Abfüh rung des im Ringkanal 61 jedes Verdampfers aufgefangenen Konzentrates erfolgt durch eine Sammelleitung 59, welche zur Konzentratpumpe 60 führt. Die aus jedem der drei nebeneinander angeordneten Verdampfern anfallenden Brüden gelangen durch die in der Verlängerung der Verdampferrohre angeordneten Rohrstutzen 62 zum gemeinsamen Kondensator 63, an den die Vakuumpumpe 64 angeschlossen ist. Die Flüssigkeitszufuhr zu den Verdampfern wird durch eine Verteilerpumpe 65 geregelt.
Zweckmässig ist ferner in die Zuführleitung zu jedem Verdampfer ein Ventil 66 eingebaut, das mit elektrischen oder meehanischen Mitteln vom Verdampferrotorantrieb gesteuert wird, so dass beim Stillstand eines Verdampferrotors automatisch die Flüssigkeitszufuhr zu dem entsprechenden Verdampfer unterbrochen wird.
Statt in Parallelschaltung können die einzelnen Verdampfer auch in Mehrfacheffekt- schaltung angeordnet werden. Die Bewegung im Gleichstrom von Flüssigkeit und den aus ihr austretenden Brüden bewirkt, dass die Brüdengeschwindigkeit im Verdampfer in der gleichen Richtung zunimmt wie die Konzen- tration der Flüssigkeit. Dies hat fürs erste zur Folge, dass die an der Flüssigkeit vorbeistreichenden Brüden zum Hinausbefördern des nach und nach zähflüssiger werdenden Konzentrats aus dem Verdampfer mithelfen.
Ferner sorgen die Brüden dafür, dass die Temperatur des Konzentrats bis zur Entnahmestelle aus dem oder den Verdampfern nicht wesentlich unter jene der Brüden sinken kann, lmd dadureh ein vorzeitiges Erstarren infolge Abkühlung vermieden wird.
Die aus der Zone der heftigsten Verdamp fung und damit Schaumbildung stammenden Brüdenteile haben im Unterschied zum Gegenstromprinzip den längsten Abseheidungs- weg. Dadurch ergibt sich schon im Verdampfer selbst ein hoher Abscheidungsgrad, so dass sich ein Nachabscheider in den meisten Fällen erübrigt.
Solche Verdampfer können sowohl zum Konzentrieren wie auch zur vollständigen Trennung von zwei Stoffgemischen, beispielsweise von einem Gemisch Petrol-Xylol, und für die Durchführung ähnlicher Verdampfungsvorgänge dienen.
Method for operating a thin-film evaporator and device for carrying out the method.
Various designs of evaporation apparatus have been proposed in which the liquid to be evaporated is directed into a substantially vertical cylinder heated from the outside and is spread along the inner wall of this cylinder by vanes of a coaxially arranged rotor extending close to this wall, whereupon the liquid in the form of a film moves downwards in a helical movement along the cylinder wall due to the force of gravity and the rotation imparted by the agitator, in order to reach the concentrate discharge line there.
With these arrangements, the vapors that arise collect in the spaces between the blades of the rotor and are in all cases fed upward to a condensation system, with the blades separating the liquid droplets entrained by the vapors in a more or less effective manner depending on the respective structural arrangements. This deposition, which is of fundamental importance for the operation of such thin-film evaporators, is consistently unsatisfactory in the known constructions.
In particular, it has proven to be disadvantageous to guide the vapors past the liquid sprayed by the rotor in the vicinity of the mouth of the liquid feed line in the evaporator, since this entrains liquid droplets to an increased extent.
In order to remedy this disadvantage, it has been proposed in a newer design to provide an unheated separator part for the vapors directly above the heated evaporator part and to extend the rotor blades into this separator part. This arrangement has given satisfactory results, but requires a considerable overall height for the apparatus and a substantial increase in the manufacturing price.
In all of these arrangements, which have become known under the general designation of thin-film evaporators, the starting point is that the liquid to be evaporated is essentially from top to bottom according to the visual acuity and the resulting vapors, which tend to rise, essentially from bottom to top, so to lead both phases in their natural directions of movement.
The method according to the present invention aims to eliminate the aforementioned disadvantages as far as possible. This method for operating a thin-film evaporator, in which the liquid to be treated is spread into a thin layer on the heated wall of an evaporator tube with a circular cross-section by means of blades of a coaxially arranged rotor that extend almost to the said wall and as such continuously in in the axial direction of said wall along its exit point from the evaporator tube, is characterized by
that the l to be evaporated? The liquid and the vapors that have escaped from it are guided within the evaporator tube in the same direction of movement and liquid particles entrained by the vapors are at least partially separated off by the rotor by means of its distribution members. It is particularly advantageous if the vapors maintain the direction of movement given to them within the evaporator tube beyond the point of withdrawal of the concentrate in the evaporator until they enter a condenser.
The device according to the invention for carrying out the method is characterized in that conduit means are arranged on one and the same side of the evaporator for discharging the remaining liquid and the vapors from the evaporator.
Subsequently, the device according to the invention for carrying out the method is explained with reference to the drawing, for example, and in connection therewith also the method according to the invention, for example. Show it :
1 shows a thin-film evaporator in vertical section,
Fig. 2 shows an embodiment of the lower part of the evaporator in a first imple mentation form,
3 shows an embodiment of the lower part of the evaporator in a second embodiment,
4 shows an embodiment of the lower part of the evaporator in a third embodiment,
5 shows an arrangement of several thin-film evaporators,
Fig. 6 is a plan view of.
Fig. 5,
7 shows a second arrangement of several evaporators,
8 shows a third arrangement of several evaporators.
The evaporator according to FIG. 1 has an evaporator tube 1 which is surrounded by a heating jacket 2. Hot steam for heating the evaporator tube 1 is fed to the heating jacket S via the opening 3.
The evaporator tube 1 is completed by a removable cover 4, which the
Drive motor 5 carries. The drive motor 5 is connected via a coupling 6 to the shaft stub 7 which is passed through the cover 4 and sealed against it. The stub shaft 7 carries the Ro tor 8, which is supported on a star or web 9 attached to the lower end of the evaporator tube 1 by means of the bearing 10.
The rotor 8 has; expediently three wings 11, which close to the wall of the
Reach the evaporator tube 1. The liquid to be vaporized is fed via the line 13, detected by the rotor 8 and spread out on the inner wall of the evaporator tube 1 as a film in which
Then form them with more or less strong evaporation along the wall of the
Evaporator tube 1 flows downwards. The resulting vapors get into the free ones located between the rotor blades
Space and are then sucked off on the underside of the evaporator tube 1 and, as indicated by the solid arrows, discharged via the pipeline 14.
The
Concentrate flows — as indicated by the dashed arrow — into the funnel-shaped collecting container 15 connected to the lower part of the evaporator tube 1 and is discharged there through the opening 16.
The vapors that have emerged from the thin layer of liquid move downward within the evaporator tube 1, the same as the liquid to be evaporated. This largely avoids the disadvantage of countercurrent flow of liquids and liquids, in which liquid particles are repeatedly entrained by the vapors.
The rotor doesn't just serve that
Spreading liquid on the inner wall of the evaporator tube 1, but at the same time as a liquid separator which, on the one hand, added to the vapors that were created within the evaporator pipe at least most of the liquid that was sprayed over the blades and added to the vapors and on the other hand during the evaporation process is withdrawn from these entrained liquid and foam particles.
In FIGS. 2 to 4 some particular embodiments of the lower part of the evaporator are now shown. Special attention is to be paid to this part with regard to its constructive training, since in it the circulation of the vapors and the concentrate is subject to changes both in terms of direction and intensity. You have to avoid eddies in the concentrate, which can lead to undesirable hemorrhages, if possible. In the embodiment according to FIG. 2, the blades 17 of the rotor extend to the lower end of the evaporator tube, as is already shown in FIG. A stationary body 19 having guide vanes 18 is arranged below the rotor blades 17.
The concentrate is guided along these guide vanes, its movement gradually being converted from a helical to a purely axial one, without foam formation occurring as a result of suddenly forced changes in direction. As indicated by a dashed arrow, the concentrate is collected in the mainly cone-shaped container 20, which is designed as an overflow vessel, the pipe socket 21 advantageously dipping into the concentrate to ensure that the latter flows into the annular part 22 of the container as smoothly as possible . The vapors also emerging from the evaporator tube through the stationary body 19 are carried away via the annular channel 23 and the discharge line 24.
In the embodiments according to FIGS. 1 and 2, when the vapors and the concentrate emerge from the body 19, the two streams cross. However, this is undesirable for liquids which are particularly prone to foaming. 3 and 4 now show exemplary embodiments according to which this can be avoided.
In the arrangement according to FIG. 3, the concentrate emerging from the evaporator tube 25 is collected in a subsequent annular channel 26 and discharged via the line 27. The briids emerging from the evaporator tube 25, on the other hand, are diverted through a tube 28 arranged in its extension, which advantageously opens directly into the condenser indicated by the atomizer nozzles 29 for the cooling water.
The arrows indicating these two outflow movements indicate that, with this arrangement, the concentrate and the vapors do not cross at the exit from the evaporator tube either, the vapors moving in the direction given to them within the evaporator tube beyond the point where the concentrate was taken in the evaporator to the inlet retained in the condenser.
In the example according to FIG. 4, finally, the rotor 30 is extended downwards beyond the heated part 31 of the evaporator tube, and its blades protrude beyond an annular channel 32 provided below the heated part 31 of the evaporator tube into the unheated drilling part as , which forms the lower end of the evaporator tube, into it. The concentrate running along the inner wall of the heated part 31 of the evaporator tube is discharged here via the discharge line 33.
The lowest part of the rotor 30 separates out any liquid droplets still present in the vapors, so that this rotor part acts as a secondary separator, and the liquid thrown out in this way runs along the wall of the tube part 3tala into a second annular channel 34, where it is collected and via the line 35 is led into the concentrate line 33. The vapors are discharged via the funnel-shaped collecting container 36 with a connecting pipe socket.
In a special embodiment, the rotor 30 has at least one point in the annular channel 32 protruding blade-like extensions 30a, which act as a pump due to their shape and the rotational movement of the rotor, in that the concentrate accumulating in the annular channel 32 through a tangential in this case to the direction of rotation of the rotor push out line 33.
5 and 16 show how several evaporators can be arranged in parallel in a circle next to one another in a common heating jacket 37.
The evaporators 38 are arranged in a circle around the common post-separator 39.
There is therefore the possibility of providing a common post-separator 39 and a common funnel-shaped collecting container 40 for the concentrate for all evaporators when processing strongly foaming liquids, whereby this is discharged through the outlet 44. The vapors emerging on the same side as the concentrate from the individual evaporator tubes of the evaporator 38 are fed to the near separator 39, which in turn has a rotor 41 with a shaft 42. In the post-separator, baffles 43 can in turn be provided, which prevent the liquid film located on the wall of the post-separator pipe from migrating upwards in the direction of the vapors.
In the embodiment according to FIG. 7, four evaporators 45 are arranged in a row next to one another in parallel connection.
This arrangement enables space-saving installation along walls or free-standing in the room. The liquid to be evaporated is fed in via the common pipeline 46, from which individual sub-lines leading to the various evaporators branch off. Each of these partial lines has a shut-off valve 47 in order, if desired, to be able to put each individual evaporator out of operation.
It is driven by a common motor 48, which sä the rotors via the shaft 49 and the corresponding pairs of bevel gears 60. possibly drives the evaporator. In the drive, each evaporator can be assigned a clutch that can be engaged and disengaged, not shown for the sake of clarity. The superheated steam for heating the evaporator tubes is supplied via line 51 and the condensate is discharged via line 5'2. A common organ is again provided for the removal of the concentrate emerging from the individual evaporators.
In the present example, this is set up for material that is no longer flowable due to a particularly high concentration and therefore consists essentially of a screw conveyor 53 which is driven by the motor 54 and brings the concentrate to the common removal opening 55. In addition to the pipe section containing the screw conveyor, the vapors produced are fed to a collecting container 56 and through the opening 57 to a condenser (not shown), possibly common to all evaporators.
In the embodiment according to FIG. 8, which essentially corresponds to that according to FIG. 7, individual drives for the rotors by motors 58 are provided. The concentrate collected in the annular channel 61 of each evaporator is discharged through a collecting line 59 which leads to the concentrate pump 60. The vapors arising from each of the three evaporators arranged next to one another pass through the pipe sockets 62 arranged in the extension of the evaporator tubes to the common condenser 63, to which the vacuum pump 64 is connected. The supply of liquid to the evaporators is regulated by a distribution pump 65.
A valve 66 is also expediently built into the supply line to each evaporator, which valve is controlled by electrical or mechanical means from the evaporator rotor drive, so that the liquid supply to the corresponding evaporator is automatically interrupted when an evaporator rotor is at a standstill.
Instead of being connected in parallel, the individual evaporators can also be arranged in a multiple-effect circuit. The movement in the cocurrent flow of liquid and the vapors emerging from it causes the vapor velocity in the evaporator to increase in the same direction as the concentration of the liquid. The first consequence of this is that the vapors passing by the liquid help to remove the concentrate, which is gradually becoming more viscous, out of the evaporator.
Furthermore, the vapors ensure that the temperature of the concentrate up to the point of withdrawal from the evaporator or vaporizers cannot drop significantly below that of the vapors, thereby avoiding premature solidification as a result of cooling.
In contrast to the countercurrent principle, the vapor particles originating from the zone of the most violent evaporation and thus foam formation have the longest separation path. This results in a high degree of separation in the evaporator itself, so that a post-separator is not necessary in most cases.
Such evaporators can be used both for the concentration and also for the complete separation of two substance mixtures, for example a mixture of petroleum-xylene, and for carrying out similar evaporation processes.