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Vorrichtung zum Verdampfen der flüssigen Bestandteile aus Lösungen,
Emulsionen und Suspensionen Es ist seit langem bekannt, die flüssigen Bestandteile
aus Lösungen, Emulsionen und Suspensionen durch Zerstäuben innerhalb eines heißen
Luftstromes zu verdampfen, wobei die darin enthaltenen festen Stoffe in ein trockenes
Pulver überführt werden. Die Zerstäubung erfolgt meist durch Düsen oder rasch umlaufenden
Schleudervorrichtungen.
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Die Arten, in denen die Luft oder ein anderes gasförmiges Verdampfungsmittel
auf das zerstäubte Gut zur Einwirkung gebracht wird, sind sehr mannigfach. Die nächstliegende
und wohl älteste Methode ist, daß die Zerstäubung in waagerechter Ebene vorgenommen
und daß der trocknende heiße Luftstrom mit größerer oder geringerer Geschwindigkeit
von unten gegen und durch das zerstäubte Gut geführt wird. Die Berührungen der Luft
mit der Flüssigkeit ist dabei kurz und darum die Wärmeausnutzung ungünstig.
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Man hat auch vorgeschlagen, die Zerstäubung innerhalb eines von dem
Strome der heißen Luft gebildeten kreisenden Mantels oder eines kreisenden Trichters
auszuführen.
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In der Praxis konnten diese Verfahren sich nicht einbürgern, weil
dabei eine innige Durchdringung der zerstäubten Flüssigkeit durch die Trockenluft
nicht gegeben war.
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Endlich hat man auch die Luft durch breite, waagerechte, tangential
gerichtete Zuleitungen in einen zylindrischen Raum eingeführt und dort unter Einwirkung
der Zylinderwand des Trockenraumes selbst zu kreisenden Schichten gezwungen, die
gleich beim Eintritt den ganzen waagerechten Querschnitt des Raumes ausfüllen, sich
gegen das horizontal zerstäubte Gut emporschrauben und es in seiner ganzen Ausdehnung
durchdringen.
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Die Wärme des trocknenden Luftstromes wird besser ausgenutzt und
darum der Trocknungsvorgang wirtschaftlicher, wenn die - Berührung der Luft mit
der zerstäubten Flüssigkeit länger andauert als bei einer einfachen Durchdringung
von unten nach oben.
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Dies ist nur zu erreichen, wenn man der Luft beim Passieren des Trockenraumes
einen möglichst weiten Weg vorschreibt, und dies kann nach Lage der Dinge nur eine
Führung in Kreisen oder richtiger in Spiralen sein, da man der freien Luft eine
andere von der Geraden abweichende Richtung nicht geben kann. Führt man aber die
Luft tangential in einen zylindrischen Verdampfungsraum derart ein, daß der Mantel
des Zylinders die Luft zum Kreisen zwingt, so strömt die Hauptmenge der Luft an
den Wänden entlang, bis zu welchen die Zerstäubung nicht reichen darf, wenn es dort
keine Verkrustungen und damit Materialverschlechterungen geben soll. Es besteht
also die Gefahr, daß größere Luftmengen an den Wänden unausgenützt entweichen oder
daß, wie
gesagt, Material durch Verkrustung an der Wand verdirbt
und durch Beimischung zum übrigen Trockengut dies in der Qualität mindert. Diesem
Nachteile will das nach-*-stehend beschriebene Verfahren abhelfen. -.
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Das gasförmige Verdampfungsmittel, meist ; heiße Luft, wird im unteren
Teile eines; zylindrischen » Trocknungsraumes mit senkrechter Achse durch eine zentral
angeordnete waagerechte, ringförmige Öffnung schon kreisend eingeführt und durch
eine ebenfalls ringförmige ) ffnung in der Decke des Raumes wieder abgeleitet. Diese
Eintritts- und Austrittsöffnungen sind in einem erheblichen Abstande von der Wand
des Verdampfungsraumes mit der Achse des Zylinders als Mittelpunkt so angeordnet,
daß ein Aufprallen der Luft an der Wand sowie ein Drängen zu derselben vermieden
wird. Es entsteht vielmehr zwischen Eintritts- und Austrittsöffnung ein Zylinder
der kreisenden Trockenluft. In diesen wird von zentraler Stelle aus die zu behandelnde
Flüssigkeit durch eine geeignete rasch umlaufende Schleudervorrichtung mit oder
ohne Förderung durch ein geeignetes Gebläse hineingespritzt, das ist zerstäubt.
Das zerstäubte Gut wird von der kreisenden Luft erfaßt und mitgenommen.
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Infolge der Zyklonwirkung der kreisenden Luft werden die feinen Tröpfchen
des flüssigen Gutes nach der Außenseite des kreisenden Luftzylinders geführt, so
daß sie auf ihrer Flugbahn immer wieder mit neuen Mengen der Trockenluft in Berührung
kommen, wodurch eine gute Wärmeausnutzung erzielt wird.
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Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Luft zu einer energischen
Kreisbewegung gebracht wird. Voraussetzung hierfür ist eine bedeutende Geschwindigkeit
der Trockenluft am Eintritt (I2 bis I5 m/Sek.). Deshalb muß kräftig abgesaugt und
die Luft beim Eintritt gedrosselt werden. Man hat früher geglaubt und versucht,
daß man eine gute Kreisbewegung schon durch den Einbau von einigen Leitschaufeln
in die,Eintritts- und Austrittsöffnungen herbeiführen könne.
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Solche einfachen Hilfsmittel geben aber keine. hinreichende Führung
für die Luft. Wenn solche durch ein oder zwei Sätze von Leitschaufeln herbeigeführt
werden soll, so kann dies nur innerhalb eines zylindrischen Raumes bewirkt werden,
dessen Mantel für die Erzielung kräftiger Kreis- bzw. Spiralbewegungen unbedingt
notwendig ist. A'us diesem Hohlzylinder, der an zentraler Stelle des Verdampfungsraumes
unterhalb der Vorrichtung für die Zerstäubung angeordnet ist gelangt dann die Luft
durch eine waagerechte, ringförmige Öffnung in den Verdampfungsraum.
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Die kreisende Bewegung der Luft in dem vorerwähnten Hohlzylinder
kann natürlich auch durch waagerechte, tangentiale Einführung in denselben allein
oder besser unter -gleichzeitiger Mitwirkung von Leitschaufeln hervorgerufen werden.
-,,, -Für die Zerstäubung wird eine sehr rausch umlaufende Schleudervorrichtung
angewen-- det, die zweckmäßig in einem zylindrischen, oben offenen Gefäß mit Öffnungen
an der Peripherie 0. dgl. besteht.
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Die zur Zerstäubung dienende Schleudervorrichtung dreht sich zweckmäßig
in entgegengesetzter Richtung, als die Trockenluft kreist, so daß die Zerstäubung
im spitzen Winkel der kreisenden Luft entgegengeführt wird, was für die Ausbreitung
des Gutes wichtig ist.
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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine Vorrichtung zur Ausführung
des vorbeschriebenen Verfahrens. Fig. 1 zeigt den senkrechten Querschnitt der Verdampfungsanlage.
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Fig. 2 ist die Seitenansicht des turmartigen Einbaues, der oben den
Zerstäuber trägt und um dessen unteren Teil der Kessel in Form eines Hohlzylinders
angeordnet ist, innerhalb dessen die durchströmende Trockenluft durch einen Satz
vertikaler und einen Satz waagerecht angeordneter Leitschaufeln im Zusammenwirken
mit dem Mantel des Kessels zu Kreisen bzw. Spiralen gezwungen wird. Ein Ausbruch
in der Wand des Zylinders läßt die Anordnung der Leitschaufeln erkennen.
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Fig. 3 zeigt den waagerechten Querschnitt des in Fig. 2 dargestellten
Einbaues bei der punktierten Linie a-b von oben gesehen.
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Die Einzelteile der Anlage tragen in der Zeichnung folgende Bezeichnungen:
V der Mantel oder die Wand des zylindri schen Verdampfungsraumes, G und G1 die Grundflächen
desselben, T ist der Zerstäuberturm, der in seinem oberen Teile den Antrieb für
den Zerstäuber birgt, meist Dampfturbine oder Elektromotor, Z der Kreiselzerstäuber,
P das Zuleitungsrohr für die zu behandelnde Flüssigkeit, E Eintritt für die Trockenluft,
A Austrittsöffnung für verbs'tauchte Trockenluft, D Druckiuftgebiäse, K zylindrischer
Kessel, in dessen Innern die Trockenluft durch die senkrecht angeordneten Leitschaufeln
S und die schwach aufwärts gerichteten Leitschaufeln Si zum Kreisen gebracht wird.
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Der Weg der Trockenluft ist durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet.