CH310240A - Verfahren zum kontinuierlichen Eindampfen unter Luftleere von Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens. - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum kontinuierlichen Eindampfen unter Luftleere von Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.



   Das Problem des kontinuierlichen Eindampfens unter Luftleere von Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt, wie z. B.   Laugen    (Natron   und Kalilaugen),    Säuren und Salz lösungen, konnte bis heute auf Grund folgender Tatsachen nicht in befriedigender Weise gelöst werden:
1. durch die Unmöglichkeit, in ein und demselben   Kessel    Schichten dieser Flüssig keit von verschiedenen   Konzentrationen    zu erhalten, da das Aufheizen des   Kesselinhaltes    stets mittels Schlangen oder Doppelmantel so erfolgte, dass der Dampf oder die   Heizflüsr      siglSeit    oben zugeleitet wurde, während das Kondensat oder die abgekühlte Flüssigkeit am untern Teil des Kessels   abzug;

     
2. durch die Schwierigkeit, während des Einkochens, das meist unter Luftleere stattfindet, die eingedampfte Flüssigkeit regelmässig aus dem Kessel ablaufen zu lassen.



   Der Zweck der vorliegenden   Erfindung    besteht darin, die   Sehichtenbildlmg    der zu konzentrierenden Flüssigkeit im Kessel durch zwangsweisen Umlauf. eines flüssigen Heizmittels in der Heizschlange des Kessels von unten nach oben zu fördern und durch die geeignete Anordnung eines Überlaufes das ununterbrochene Abziehen der am stärksten konzentrierten Flüssigkeit aus der betref fenden, meist der untersten, Schicht des   Kes-    sels zu ermöglichen.



      Demgem J3 betrifft die Erflirdung ein      Verfahren    zum kontinuierlichen   Eindampfen    unter Luftleere von   Flüssigkeiten    mit hohem Siedepunkt in einem an seinem untern Teil mit einer Heizschlange versehenen Verdampfer, welches Verfahren sich dadurch kennzeichnet, dass man ein flüssiges Wärme übertragungsmittel mittels einer Förderpumpe derart umwälzt, dass es die lleizschlange von unten nach oben durchläuft, während das einzudampfende Produkt im entgegengesetzten Sinne oben in den Verdampfer zum Einlauf gebracht und unten abgezogen wird.



   Die Erfindung betrifft auch eine zur Durchführung dieses Verfahrens bestimmte Anlage, von der in der - Zeichnung ein beispielsweises Schema gezeigt ist.



   Die Anlage   hat- zwei    geschlossene, auf ver  schiedenen    Höhen angeordnete, Verdampfer bildende Behälter 1 und 2, von denen jeder aussen an seinem untern Teil mit einer Heizschlange   la    bzw.   2"    versehen ist. Der Behälter 1 ist mit einer Speiseleitung 3 versehen, die in den obern Teil einmündet und durch eine   Do-    sierpumpe 3a gespeist wird. Die Verbindung der beiden Verdampfer ist durch ein Überlaufrohr 5 bewerkstelligt, das vom Boden des ersten Verdampfers ausgehend unter dem Flüssigkeitsniveau aus diesen letzteren heraus geführt ist und unter dem Flüssigkeitsniveau des zweiten endigt.

   Die beiden Verdampfer sind oben mit je einem   Aufsatzstutzen      ib    und 2'versehen, an den eine in einem Kondensator 7 mündende Leitung 6 angeschlossen ist.  



  Der Kondensator 7 ist seinerseits durch eine Leitung pa mit einer   Vaktitunpumpe    8 verhunden. Die Überlaufleitung 5 ist an ihrem obern Bogenteil ausserhalb des Behälters 1 mittels einer Hilfsleitung 9 mit dem   Aisatz-    stutzen   lb    verbunden, so dass sie, solange ein Hahn   9E    offen ist, unter der Wirkung des im obern Teil des Verdampfers herrschenden Unterdruekes steht. Durch Schliessen des Hahnes   9"    wird die Überlaufleitung in einen gewöhnlichen Siphon für das Entleeren des Verdampfers verwandelt.

   Der Verdampfer 2 ist mit einem ähnlichen Überlaufrohr 10 versehen, das seinerseits mit dem   Kondensator    7 verbunden ist und dessen Ablauf in ein Ba  rometergefäss    12 mündet, dessen Überlauflei  innig    12a das Abfüllen des fertigen Produktes gestattet. In der überlaufleitung 10 des Verdampfers 2 ist ein Thermostat 13 eingebaut, der mit Hilfe bekannter Steuermittel, einschliesslich eines Bypassventils 4 die Leistung der Dosierpumpe 3a in Abhängigkeit der Temperatur des eingedampften Produktes regelt.



   Die   lleizschlangen    la und   2a    sind in Reihe in die Umlaufheizung mittels eines flüssigen   Wärmeübertragungsmlttels      eingeschaltet.    Die Wärmequelle dieser Heizung ist ein Erhitzer 14, dessen Vorlaufleitung 14a   entspreehend    dem Prinzip der Gegenstromheizung unten in die Heizschlange   2"    des Verdampfers 2 mündet und wieder unten in die   Heissehlange    1a    des Verdampfers : 1.

   Das erkaltete Wärme-    übertragungsmittel verlässt diesen am obern Ende der Schlange   la    und wird durch die   Rücklalifleitung    16 mittels einer Umwälzpumpe 17 zum   Wiederaufwäzmen    in den Erhitzer 14 zurückbefördert, wo es wieder nach dem Gegenstromprinzip ein Rohrsystem durchläuft, das durch den Brenner 18 von oben nach unten beheizt wird. Da die Umlaufleitung des   Wärmeübertraglmgsmittels    ganz geschlossen ist, ist ein Expansionsgefäss 19 vorgesehen, das die Volumenänderungen der   Heizfiüssigkeit    aufnimmt.



   Die Arbeitsweise der beschriebenen Anlage ist folgende:
Die einzudampfende Flüssigkeit (alkalische Lauge, Säure oder Salzlösung) wird mittels der Dosierpumpe   3a    dem Verdampfer 1 zugeführt, in dem sie zum Sieden gebracht wird und dadurch der Wärmezufuhr entsprechend einen Teil ihres Wassers in Form von Dampf verliert. Die schwerer gewordene, eingedampfte Flüssigkeit sinkt in den untern Teil des   Verdampfers    hinab, füllt die Überlaufleitung 5 und fliesst in den Verdampfer 2 ab, in dem sie durch das   wärmere      Wä-. rme-      übertragtmgsnüttel    erneut zum Sieden gebracht und das übrigbleibende Wasser bis zum erwünschten Trockengehalt ausgetrieben wird.

   Die bis zum gewünschten Grade eingedampfte Flüssigkeit sammelt sieh wieder infolge ihrer grösseren Schwere im untern Teil des Verdampfers und fliesst unter dem Druck der aus dem Verdampfer 1 nachfliessenden Lange usw. durch die überlaufleitung 10 in das Barometergefäss 12 ab, in welchem sie unter atmosphärischem Druck steht und frei für ihre weitere Behandlung ablaufen kann.



  Das Sieden in den beiden Verdampfern findet unter   Luftleere    statt, die jeweils den physikalischen Bedingungen des Produktes angepasst ist. Der Siedepunkt der   Flüssigkeit    zeigt den Grad ihrer   Konzentration    an. Der Thermostat 13 in der Überlaufleitung 10 des Endverdampfers erlaubt deshalb, dem registrierten Wärmegrad entsprechend, die Leistung der Dosierpumpe   3"    zu vermindern oder zu vergrössern, je nachdem die Temperatur des Endproduktes zu tief oder zu hoch ist.



   Der Einlauf der Flüssigkeit in die Verdampf er erfolgt tangential, wie auch der Auslauf, damit die Flüssigkeit eine leichte Kreisbewegung erhält, die wie bei Absetzgefässen das Niedersinken der schweren Teile erleichtert und anderseits den Abzug der Dampfblasen fördert. Die Trennung von Dampf und Produkt erfolgt demnach im   Kes-    sel selbst nach zwei entgegengesetzten Richtungen.



   Das   Wärmeübertraglmgsmittel    durchläuft die Anlage im entgegengesetzten Sinne des   Prodififtes.    Es muss flüssig sein, damit es unter der Wirkung einer Umwälzpumpe die   Heizschlangen von unten nach oben durchlaufen kann. Es wird im Erhitzer 14 auf die notwendige Temperatur, für schwere Laugen z.

   B. auf 360 bis   380"    gebracht, durchläuft die Schlange des Verdampfers 2, wo es seine Kalorien an das Endprodukt bis auf beispielsweise   300     abgibt, fliesst dann durch die Schlange des Verdampfers 1 und verliert dort, je nach dem Siedepunkt der   einlaufen-    den Lauge seine   Kalorien    bis auf   160-190"    hinunter, so dass es stark abgekühlt die Umwälzpumpe erreicht   und    von ihr in den Erhitzer 14 befördert wird, indem wieder die Rauchgase bis zu einer relativ niederen Temperatur ausgenutzt werden können.



   Die Vorteile der beschriebenen Anlage sind folgende:
1. Die Anlage arbeitet kontinuierlich. Es fallen alle Zeitverluste für das Leeren und Umfüllen der Behälter weg.



   2. Die konsequente   Durchführung    des Gegenstromprinzips gewährleistet die bestmögliche   Wärmeausnutzlmg,    sowohl der Rauchgase, als auch des Wärmeübertragungsmittels.



   3. Die Verteilung des Eindampfens auf mehrere Behälter ermöglicht es, die Arbeit eines jeden den gegebenen Verhältnissen bestens anzupassen,   z    B. die Höhe des Va  lmums    richtig zu bemessen und   allzugrosse    Differenzen zwischen der   Wärmeübertra-    gungsflüssigkeit und der Lauge usw. zu vermeiden, die stark korrosionsfördernd wirken.



   4. Den Ablauf des Produktes vollständig von dem auf grosser Fläche stattfindenden   Abziig    des Dampfes zu trennen, wodurch das Mitreissen von   Flüssigkeitspartikelchen    auf das Mindestmass beschränkt wird.



   5. Die Trennung von Produkt   und      Dampf    schon im Kessel durch eine mässige kreisende Bewegung zu fördern.



   6. Das Beibehalten der einfachen, kreisrunden Form des Verdampferinhaltes gestattet es, bei Eindampfen von korrosiven Flüssigkeiten in der   Mitte    die Anode einer   Pola-    risation zum Schutze des Mantels und des Bodens gegen den Angriff anzubringen.



   7. Die durch kleine   Lufthähne    verschliess baren Verbindungsleitungen zwischen den Überlaufrohren und der zugehörigen Va  kutimleitung    ermöglichen den Wegfall aller Ventile und Hähne in den Verbindungsleitungen des erhitzten, oft stark korrosiven Produktes.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum kontinuierlichen Eindampfen unter Luftleere von Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt in einem an seinem untern Teil mit einer Heizschlange versehenen Verdampfer, dadurch gekennzeichnet, dass man ein flüssiges Wä. rmeübertragungsmittel mittels einer Förderpumpe derart umwälzt, dass es die Heizschlange von unten nach oben durchläuft, - während das einzudampf ende Produkt im entgegengesetzten Sinne oben in den Verdampfer zum Einlauf gebracht und unten abgezogen wird.

   II. Anlage zur Durchführung. des Verfahrens nach Patentanspruch 1, mit mindestens einem Verdampfer, dessen über dem Flüssigkeitsspiegel befindlicher Raum unter Vakuum gehalten wird, dadurch gekeun zeichnet, dass der Verdampfer mit einer U-förmigen Überlaufleitung versehen ist, die vom Boden des Verdampfers ausgeht und unter dem Flüssigkeitsspiegel aus demselben herausgeführt ist, und dass diese Überlaufleitung an ihrer höchsten Stelle ausserhalb des Verdampfers mittels einer mit einem Absperrorgan versehenen Hilfsleitung mit dem Va kuumraum verbunden ist, so dass sie bei offenem Absperrorgan unter dem gleichen Unterdruck wie der Verdampfer arbeitet,

   bei geschlossenem Absperrorgan aber als gewöhnlicher Siphon zum Leeren des Verdampfers benutzt werden kann.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlaufrohr des Verdampfers in tangentialer Richtung unterhalb des Flüssigkeitsspiegel in den Verdampfer einmündet, um der einzudampfen- den Flüssigkeit eine Drehbewegung zu vermitteln.

   2. Anlage nach Patentanspruch II und Unteranspnich 1, mit mehreren, hintereinandergeschalteten Verdampfern, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfer auf verschiedenen Höhen angeordnet sind, so dass die einzudampf ende Flüssigkeit von einem Verdampfer zum nächstfolgenden überlaufen kann, wobei das Überlaufrohr eines Verdampfers unterhalb des Flüssigkeitsspiegel in tangentialer Richtung in den nächstfolgenden Verdampfer einmündet.

   3. Anlage nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 1 und 2, bei welcher die einzudampfende Flüssigkeit mittels einer Do serpumpe dem obersten Verdampfer zuge führt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im äussern Schenkel der U-förmigen Überlaufleitung des letzten Verdampfers ein Thermostat eingebaut ist, das durch Vermittlung von Steuermitteln ein der Dosierpumpe zugeordnetes Bypassventil die Leistung dieser Pumpe in Abhängigkeit der Temperatur des eingedampften Produktes regelt.

   4. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Verdampfer zwecks Erzeugung eines Unterdruckes oberhalb des Flüssigkeitsspiegels oben mit einem Kondensator verbunden sind, an dem eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.

   5. Anlage nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Thermostat versehene Schenkel der genannten Überlaufleitung in ein : Barometergefäss mündet, von dem aus die eingedampfte Flüssigkeit unter Atmosphä rendruck weitergeleitet werden kann.

   6. Anlage nach Patentanspruch und Un teransprüchen : 1, 2 und 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Eeizschlangen der Verdampfer derart in eine mittels eines flüssigen Wärmeübertragungsmittels betriebene Um laufheizung eingeschaltet sind, dass jede Heizschlange von unten nach oben durchflossen wird.