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Die Erfindung betrifft einen Drehrohrverdampfer zum Verdampfen von Flüssigkeiten, einschliesslich solcher von schlammigen oder inkrustierenden Eigenschaften im ununterbrochenen Arbeitsgange bis zur beliebigen Konzentration und selbst bis zur Kristallisation.
Drehrohrverdampfer dieser Art sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt, auch solche, bei welchen die Verdampfung in dünnen Schichten durch im Gegenstrom hindurchstreithende kalte oder mässig erwärmte Gas-oder Luftströme unterstützt wird. Die vorliegende Erfindung besteht in einer Ausgestaltung des Drehrohres mit verschiedenen Eigenschaften, die eine erhöhte Brauchbarkeit desselben im Betriebe zur Folge haben.
Im wesentlichen besteht der Drehrohrverdampfer aus einem geneigt gelagerten Drehrohr
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gewisse Menge Flüssigkeit befinden muss, die bei ständiger Zufuhr eine Trockenverdampfung ausschliesst. Das Rohr ist an seinen beiden Enden ausserhalb des Ofens gelagert, so dass sich selbsttätig im Rohr drei Zonen bilden, nämlich vorn. beim Eintritt der Flüssigkeit die Vorwärmzone, eine lange innerhalb des Feuerkanals gelegene Verdampfungszone und beim Austritt die Kristallisationszone, wobei man die beiden ausserhalb des Feuerkanals gelegenen
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Luftstromes am Austrittsende des Drehrohres, der also im Gegenstrom zur Flüssigkeit das Drehrohr durchstreicht, wird die Verdampfung der Flüssigkeit erheblich gefördert.
Das D. ehrohr selbst besitzt im Gegensatz zu den bekannten Apparaten keinerlei Einbauten, so dass ein Zusetzen des verhältnismässig engen Rohres durch Kristalle oder sonstige
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im Verhältnis zu seinem Durchmesser Abstand genommen werden, weil sich schmutzige und inkrustierende Flüssigkeiten in einem nicht glattflächigen Drehrohr nicht'störungslos verdampfen lassen, ebensowenig wie man damit Lösungen zu völliger Kristallisation eindampfen kann, indem sonst die Flüssigkeitsräume vollständig verstopft werden, und keine Möglichkeit vorhanden ist, diese ohne vollständiges Auseinandernehmen des ganzen Apparates zu reinigen. Von einer kontinuierlichen Austragung des Kristallisats kann somit keine Rede sein, und ebensowenig von einer selbsttätigen Reinigung der beheizten Flächen bei eintretender Krustenbildung.
Durch die Kombination des sehr langen, schlanken Drehrohres mit langem, freien, aus dem Ofen herausragenden Rohrschenkel zwecks Ausbildung als Kühlzone bei
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der zur direkten Beheizuug des Verdampfers dient, lagert. Da das Drehrohr einerseits zur Ausnutzung der Wärmekapazität eine sehr grosse Länge bei einem verhältnitmässig geringen Durchmesser besitzt, so ist durch Verlängerung und gleichzeitige Beschwerung des freien Rohrschenkels jenseits des Antriebes für die gleichmässige Verteilung der Rohrlast zu beiden Seiten durch Beschweren des freien Rohrschenkels Vorsorge getroffen,
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar ist :
Fig. i ein Längsschnitt durch den Drehrohrverdampfer und
Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie a-b der Fig. I.
A bezeichnet das eigentliche, sehr lange und verhältnismässig enge Drehrohr, welches in einem Ofen B gelagert ist. Die aus Feuerung C austretenden Feuergase umspülen in dem Feuerkanal D das Drehrohr, so dass in dem Drehrohr drei Zonen entstehen, nämlich die
Vorwärmzone von E bis F, die Verdampfungszone von F bis G und die Kristallisations-oder Endverdampfungszone von G bis H. Das Rohr ist an beiden Enden E und H mit überstehenden Flanschen mit grossen runden, konzentrischen Öffnungen M, V versehen, deren
Weite ungefähr die Hälfte des Durchmessers der Trommel beträgt. Diese ragt aus dem
Ofen von beiden Enden ungleich weit entfernt heraus, so dass die Vorwärmungszone von geringerer Länge als die Endverdampfungs-oder Kristallisationszone ist.
Der Antrieb des
Drehrohres erfolgt durch die Rollen I und den Laufring K. Der Flansch bei H ist durch einen schweren Gusseisenring 0 derart verstärkt, dass sich die Rohrlast zu beiden Seiten des
Antriebes gleichmässig verteilt. Bei der grossen Länge und Schlankheit des Rohres tritt nämlich bei einer gewissen Drehgeschwindigkeit ein starkes Vibrieren und teilweises Versagen der Antriebsvorrichtung ein. Dieser Uebelstand wird durch eine gleichmässige Belastung des
Rohres zu beiden Seiten des Antriebes beseitigt.
Das Drehrohr wird zweckmässig exzentrisch im Feuerkanal D, der zur direkten
Beheizung des Verdampfers dient, eingebaut, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die
Geschwindigkeit der Feuergase ist infolge der Reibung in dem engen Raum bei d kleiner als in dem weiten Raum bei c und das Mauerwerk bei d wegen der Rohrnähe entsprechend kühler. Der Wärmeaustausch zwischen den Heizgasen und der Flüssigkeit ist daher bei c am stärksten, was zweckmässig ist, da die Konzentration der in dem Rohr haftenden
Flüssigkeit von c nach d rasch zunimmt. Durch die exzentrische Lagerung, die auch die beste Sicherheit bei Betriebsstörungen ist, wird bei niedrigster Drehzahl ein Trocken- werden des Rohres an irgendeiner Stelle vermieden.
Die zu verdampfende Flüssigkeit wird bei L an dem einen Ende des Drehrohres zugeführt und wandert im Gleichstrom mit den Feuergasen, welche natürlich durch die Rohr- wandung getrennt sind, durch den Verdampfer. Ein Ventilator oder ein Schornstein saugt zugleich kalte oder mässig warme Luft im Gegenstrom durch das Drehrohr.
Die Betriebserscheinungen sind folgende : Die bei L einlaufende Flüssigkeit verteilt sich durch die Drehung auf die ganze innere Trommelwand und füllt zugleich das Rohr bis zur Öffnung des unteren Flansches hei H aus, wo-das Konzentrat austritt. Die Feuergase geben nahezu ihren gesamten Wärmeinhalt an die Flüssigkeit ab und entweichen mit kaum ion0 C zur Esse. Die Flüssigkeit überträgt ihrerseits die Wärme auf den Luftsrom, der dadurch schnell vorgewärmt wird. Der Temperaturaustausch ist so vollständig, dass das
Konzentrat bew. Kristallisat fast mit Aussentemperatur den Apparat verlässt.
Der immer wärmer werdende Luftstrom belädt sich mit einer der Temperatur entsprechenden Wasser- dampfmenge und wärmt nach seinem Austritt aus der innerhalb des Ofens liegenden eigent- lichen Verdampfungszone die eintretende Flüssigkeit zwischen E und F vor, Die Wasser- dampftension der über der verdampfenden Flüssigkeit befindlichen Atmosphäre wird durch den Luftstrom auf ein Mindestmass erniedrigt. Bei grösster Intensität der Verdampfung bleibt die Temperatur der Flüssigkeit stets unterhalb ihres normalen Siedepunktes bei Atmosphärendruck. Die Wirkung der Verdampfung ist dementsprechend.
Der vorstehend beschriebene Apparat eignet sich als Konzentrator besonders zum
Eindampfen empfindlicher, sowie schlammiger, inkrustierender oder stark schäumender
Flüssigkeiten. Soll das Rohr als Kristallisator laufen, so sind die Betriebsmomente auf die physikalischen Eigenschaften des Endproduktes einzustellen.
Je nachdem man das Anhydrit oder Hydrat eines Salzes zu erhalten wünscht, ist die Temperatur des das Drehrohr ver- lassenden Kristallisats oberhalb oder unterhalb des Umwandlungspunktes des betreffenden
Salzes zu halten, was sich durch Einstellung des Feuers und des Luftstromes leicht erreichen lässt,
PATENT-ANSPRÜCHE : t I. Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten jeder Art mittels eines Drehrohres bis zu beliebiger Konzentration einschliesslich Kristallisation, dadurch gekennzeichnet, dass ein sehr langes und verhältnismässig enges Drehrohr ohne irgendwelche Einbauten, welches an seinen offenen Enden mit nach seiner Achse zu vorstehenden Rändern versehen ist, von aussen erhitzt und gleichzeitig durch sein Inneres ein kalter oder nur mässig warmer Luftstrom, zweckmässig nach dem Gegenstromprinzip, hindurchgeführt wird.