DE269553C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 269553 KLASSE Mg. GRUPPE

ALFRED POLLAK in MAISONS ALFORT b. PARIS.

diesen eingeführt werden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Oktober 1912 ab.

Es ist ein Verfahren zum Verdampfen oder Eindicken von Flüssigkeiten sowie zur Ausführung chemischer Reaktionen bekannt, bei welchem man die Flüssigkeit in fein zerstäubter Form in einen Behälter einbläst, in welchen ein auf eine gewünschte Temperatur gebrachter Luft- oder Gasstrom eingeleitet wird.

Nachfolgend beschriebenes Verfahren nebst

ίο Vorrichtung stellen nun einen bemerkenswerten Fortschritt auf diesem Gebiete dar, indem unter möglichster Vereinfachung und Verbilligung der Apparatur die weitgehendste Wärmeausnutzung und Materialausbeute erreicht wird.

Zu diesem Zwecke wird das zur Durchführung des Verfahrens verwendete Gas nach Abscheidung von mitgerissenen festen Teilchen und Feuchtigkeit in stetem Kreislauf erhalten. Hierbei wird die Gasführung so reguliert, daß im Arbeitsraum ein gewisser Unterdruck erzeugt wird und aufrechterhalten bleibt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Anordnung gewählt, wie sie in beiliegender Zeichnung dargestellt ist. Fig. ι zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Grundriß mit teilweisem Querschnitt der Gesamtanordnung, während Fig. 3 und 4 in Längsschnitten und Fig. 5 im Querschnitt den Kondensator darstellen.

Als Reaktionsraum wird ein Kasten gewählt, der aus einem schmäleren oberen Teil a besteht, an welchem sich oben die Gaseintrittsöfinung b und die Düsen c befinden. Ferner besteht er aus einem unteren, breiter dimensionierten, nach unten konisch zulaufenden Teile d, welcher mit Prallflächen versehen ist und infolge seiner Form zur möglichst vollständigen Abscheidung des . fertigen Produktes dient, das nach unten in eine Vorlage β abgelassen werden kann. In der Mitte ungefähr ist eine sattelförmige, von außen bewegbare Prall- und Auffangfläche f eingesetzt. ,

Außerdem befinden sich am unteren Teile die Gasabsaugevorrichtungen g. Diese führen zu einem zweiteiligen Kondensator h, durch dessen weiter unten noch zu beschreibende Einrichtung im ersten Teil mitgerissene feste Teilchen abgesondert werden, während im zweiten Teil eine vollständige Kondensation des mitgeführten Dampfes bzw. eine vollständige Nachscheidung durchgeführt wird.

Dieser Kondensator macht es bei der Verarbeitung hygroskopischer Produkte möglich, diese in vollständig trockenem Zustande aus dem bewegten Gasstrome zurückzugewinnen, ohne erst durch irgendeine Naßfällung den Nutzeffekt des Apparates verschlechtern zu müssen. Gleichzeitig ermöglicht der Kondensator aber auch, den vom Gas mitgeführten

Dampf vollständig abzuscheiden, so daß das Gas einerseits wieder in den Apparat zurückgeführt werden kann, andererseits die ganze Abwärme zurückgewonnen wird.
Vom Kondensator führt eine Leitung zu einem Ventilator i. In diese Leitung ist ein Regulierschieber k eingeschaltet. Vor und nach dem Schieber ist außerdem eine Abzweigung I an der Leitung vorgesehen, um Gas zu- und ίο ableiten zu können.

Der Ventilator saugt Gas aus dem Apparat und drückt es durch eine Heizvorrichtung m wieder in den Reaktionsraum zurück. Der Arbeitsvorgang ist folgender:

Beispiel I.

Trocknung einer Lösung zur Gewinnung des festen Rückstandes.

Es werden zunächst Ventilator und Heizkörper in Betrieb gesetzt und das System mit entsprechend angewärmter Luft gefüllt. Ist dies geschehen, dann werden die Düsen c in Betrieb gesetzt. Die Flüssigkeit wird in feinster Verteilung in den Raum gedrückt oder geblasen, kommt sofort mit dem eingesaugten warmen Luftstrome, zur intensivsten Mischung und trocknet infolgedessen fast momentan. Die festen Pulverteilchen fallen nach unten oder setzen sich lose auf den Prallflächen ab. Die die Feuchtigkeit enthaltende Luft wird abgesaugt. Um nun auch die vom Luftstrome mitgerissenen kleinen Substanzteilchen zurückzugewinnen, wird die Wasserkühlung am Kondensator h in Betrieb gesetzt.

Das dampfgesättigte Gas prallt an die Kühlplatte η an und wird zwangsweise an ihr entlang geführt.

Diese Kühlplatte enthält eine Zwischenwand, und es ist infolgedessen im Kondensator eine strikte Wasserführung im Gegenstromprinzip möglich. Das kalte Wasser tritt in die Kühlrohre bei 0 ein und verläßt bei p stark angewämt den Apparat. Es kann infolgedessen im Abgase eine fortschreitende Nebelbildung eintreten, welche bewirkt, daß der mitgeführte Staub sich zu größeren Partikeln vereinigt und an den gebotenen Siebund Prallflächen ohne Schwierigkeiten absetzt. Durch einfache Abklopfvorrichtungen kann dieser Staub im unteren konischen Teil des Kondensators gesammelt werden.

Im zweiten Teil dieses Kondensators, also auf der anderen Seite der Kühlplatte n, wird, unterstützt durch die Wirkung des Rohrkühlers, eine vollständige Kondensation des mitgeführten Dampfes und eine vollständige Trocknung des Gases durchgeführt. Das flüssige Kondensat sammelt sich im zweiten Teil des unterteilten Konus an.

Das den Kondensator angewärmt verlassende Kühlwasser kann sofort wieder verwendet werden, um im ersten Teil des Heizkörpers oder in einem besonders zwischengeschalteten Warmwasserheizkörper m das in den Reaktionsraum α zurückströmende Gas- oder Luftgemenge vorzuwärmen, um einen Teil der wieder neu einzuführenden Wärmemenge zu ersparen.

Zur Beheizung kann statt Dampf natürlich jede zur Verfügung stehende Wärmequelle oder Abwärme benutzt werden. Das angewärmte Gas fließt wieder in den Reaktionsraum α zurück, und der Kreislauf beginnt von neuem.

Um den Reaktionsapparat möglichst einfach gestalten zu können, ist es von großem Vorteil, im Räume selbst einen kleinen Unterdruck zu halten. Dadurch wird von vornherein verhindert, daß durch Undichtheiten an der Konstruktion Teile des Trockengutes verloren gehen. Zu diesem Behufe ist vor und nach dem Ventilator ein Regulierschieber k bzw. q und Abzweigungen I bzw. r an den Luftleitungen vorgesehen, um stets einen kleinen Unterdruck im Apparat einregulieren zu können. Die Anordnung der Apparatur wird möglichst kompendiös durchgeführt. Alle staubführenden Rohrleitungen sind möglichst kurz und vertikal. Für Wärmeisolierung und Reinigungsmöglichkeit ist gesorgt. Das Bau- g₀ material für die Apparatur ist beliebig und richtet sich stets nach den in Verwendung kommenden Lösungen und Gasen. Auch die Grundform und Größe der Apparate kann beliebig variiert werden. Letztere richtet sich in erster Linie nach der angestrebten Leistung. Gewisse Dimensionierungen, wie z. B. Höhe des oberen Reaktionsraumes a, Querschnitt der Gasabzüge g usw., werden eine gewisse untere Grenze haben, die nicht unterschritten werden darf, und die erstens von der Trocknungsgeschwindigkeit, zweitens von der Absetzgeschwindigkeit des betreffenden Materials abhängen. Dasselbe gilt auch von der Geschwindigkeit, mit der das angewärmte Gas durch den Apparat bewegt wird. Alle weiteren notwendigen Daten lassen sich aus diesen empirisch zu bestimmenden Verhältnissen leicht ableiten.

Beispiel II.

Handelt es sich um die Konzentrierung oder Trocknung von Lösungen unter Luftabschluß, sei es, um eine Veränderung durch Oxydation zu vermeiden, sei es, um während der Trocknung gleichzeitig eine andere Reaktion noch durchzuführen, dann wird diese Operation ebenso im Kreislauf durchgeführt. Vor Beginn wird jedoch unter Benutzung der Teile k, I vor dem Ventilator das in Betracht kommende Gas, wie z. B. Stickstoff, Kohlensäure, Rauchgas, Wasserstoff, Ammoniak,

schweflige Säure usw., so lange in die Apparatur geleitet, bis die Luft ganz oder teilweise verdrängt ist. Der weitere Verlauf ist gleich dem in Beispiel I beschriebenen. Zur Ergänzung des Gases und zur Einhaltung seiner Konzentration wird stets vor dem Ventilator ein beliebig großer Gasanteil frisch zugeführt. Durch Einschaltung automatisch wirkender Gasanalysatoren läßt sich die jeweilige Zusammensetzung des Gases genau kontrollieren. Als Spezialfall einer Konzentrierung oder Trocknung unter Vermeidung jeder Oxydation wird die Herstellung trockener, verwendungsfertiger Küpenpräparate angeführt. Man bedient sich dabei irgendeines neutralen Gases; im übrigen wird der Prozeß wie in Beispiel I beschrieben durchgeführt.

Ein weiterer Fall ist die Konservierung empfindlicher Pflanzenauszüge, Fruchtsäfte oder Organauszüge, überhaupt solcher Lösungen, welche durch ihren Gehalt an Enzymen und Katalysatoren einer raschen Trocknung unter Luftabschluß unterworfen werden sollen.

Beispiel III.

Es können auch Prozesse durchgeführt werden, bei welchen es sich weniger um eine ausgesprochene Trocknung als um Ausführung einer chemischen Reaktion handelt: z. B. Fällung von Aluminiumhydroxyd aus Aluminiumsalzen bei höherer Temperatur. In diesem Falle wird das Aluminiumsalz durch die Düsen c in den Apparat in feinster Verteilung zugeführt. Das Ammoniak wird gasförmig zugeführt. Gleichzeitig kann in den Apparat zur Temperaturerhöhung auch warme Luft oder Dampf eingeführt werden. Der erzielte Effekt ist der, daß man eine Fällung des Aluminiumhydroxyds in feinster Verteilung erhält, welche im Gegensatze zur üblichen Fällung leicht auswaschbar ist. Das überschüssige Ammoniak wird immer wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Je nachdem das Reaktionsprodukt flüssig oder halbflüssig ist, wird auch die Apparatur dementsprechend eingerichtet.

Beispiel IV.

Das vorher beschriebene Verfahren kann auch so ausgeführt werden, daß man durch einen Teil der Düsen Salzlösung zuführt, dagegen durch den anderen Teil der Düsen Ammoniaklösung zerstäubt. Als Gas wird erwärmte Luft oder Dampf zugeführt. Überschüssiges Ammoniak wird abgeführt und regeneriert.

In ähnlicher Weise kann man auch andere Reaktionen, Mischungen, Emulgierungen, Waschungen usw. vornehmen, wobei man jeden einzelnen Prozeß gleichzeitig auch mit einer Trocknung des Reaktionsproduktes verbinden kann. Man hat die Prozesse durch leichte Regulierbarkeit der einzelnen Faktoren vollständig in der Hand; auch der Apparat als solcher läßt sich den einzelnen Bedürfnissen entsprechend leicht adaptieren.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen und wärmetechnischer Prozesse, bei dem miteinander oder mit Gasen zu behandelnde Lösungen oder Suspensionen in einem Reaktionsraum fein zerstäubt und gleichzeitig das zur Reaktion selbst oder nur zur Erwärmung der Reaktionsstoffe dienende heiße Gas oder Gasgemenge in diesen eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man letzteres, gegebenenfalls unter Befreien von mitgerissenen festen oder flüssigen Teilchen und Wiede ran wärmung, im Kreislaufe erhält und dabei Sorge trägt, daß im Reaktionsraum stets ein bestimmter Unterdruck aufrechterhalten bleibt.

2. Einrichtung zur Reinigung der kreisläufigen Gase bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiteiligen Kondensator, in dessen erstem Teile die Gase einer langsam zunehmenden Abkühlung zwecks Fällung der mitgeführten festen Teilchen in möglichst trockener Form unterworfen werden, während im zweiten Falle die vollständige Kondensierung und Trocknung stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.