BE422201A - - Google Patents

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BE422201A
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BE
Belgium
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chamber
liquid
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/22Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B01D1/222In rotating vessels; vessels with movable parts
    • B01D1/228In rotating vessels; vessels with movable parts horizontally placed cylindrical container or drum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/08Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in rotating vessels; Atomisation on rotating discs

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

       

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  Procédé et appareil pour la distillation et 1a jg.gQQ.fl#tion   continudes   liquides. 



   On sait que la rectification des liquides est'basée sur . le principe suivant: 
La vapeur dégagée par un liquide étant plus riche que celui-ci en un des composants de ce liquide, on lave la va- peur du liquide avec une partie du condensat provenant de sa vapeur ; on obtient ainsi une vapeur plus riche que l'on lave à nouveau avec une partie de son condensat et ainsi de suite. 



   La théorie indique que l'enceinte où s'effectue le lavage méthodique des vapeurs doit être complètement imperméable à la chaleur, sans quoi la dépense de chaleur augmente. 



   Les appareils généralement utilisés pour la rectification sont les colonnes à plateaux de barbottage, ou les colonnes à ruissellement remplies d'éléments de garnissage (anneaux, spires, etc.). Ces appareils, ayant une très grande surface extérieure, perdent beaucoup de chaleur et ne remplissent donc pas la condition ci-dessus de dépense minimum de chaleur. 



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Dans les plateaux de barbottage, les bulles de vapeur entrainent une quantité importante de liquide sous forme de brouillard ; de plus, pour que le lavage des vapeurs par barbottage soit suffisant, il faudrait que les bulles soient très petites, ce qui nécessiterait des plateaux de trop grande dimension. Pour ces deux raisons, on est obligé d'installer un nombre de plateaux beaucoup plus grand que celui théoriquement nécessaire. 



   Dans les colonnes à ruissellement, à moins de leur donner une très petite section et une hauteur considérable, il est impossible dtobtenir un ruissellement 'égal sur tous les élé- .nents du garnissage; il se forme des cheminées par lesquelles les vapeurs s'échappent sans avoir été convenablement lavées. 



   On voit que les colonnes sont des appareils imparfaits présentant de grandes surfaces de déperdition-de chaleur, ayant un mauvais rendement et exigeant des bâtiments de grande hauteur. 



   De plus, les colonnes à marche continue nécessitant une mise en régime et un arrêt très longs, doivent travailler jour et nuit, et ne peuvent pas être mises en marche le matin pour être arrêtées le soir. 



   Le procédé objet de la présente invention ne présente aucun de ces inconvénients. 



   Il consiste à opérer la séparation de chacun des différents composants d'un liquide dans une chambre de distillation cylindrique à axe horizontal, animée d'un mouvement de rotation autour de cet axe, les différentes chambres de di.stillation étant jointives et formant un appareil unique. 



   Chaque chambre de distillation est chauffée d'une manière très uniforme par toute sa surface cylindrique. Elle est garnie d'un grand nombre de cylindres creux concentriques à son axe et emboîtés les uns dans les autres; ces cylindres seront appelés cylindres d'étalement. Le liquide à distiller, additionné d'une partie du condensat des vapeurs sortant de la 

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 chambre, est déversé d'une manière continue sur la paroi in- térieure du cylindre d'étalement central, et il s'étale succes- sivement sur les parois intérieures et extérieures de tous les cylindres d'étalement sur lesquelles il ruisselle continuelle- ment.

   Il arrive en dernier lieu sur la paroi cylindrique inté- rieure de la chambre de distillation où il est porté à ébulli- tion et se vaporise partiellement, puis la partie restante est évacuée d'une manière continue et dirigée dans la chambre de distillation suivante. 



   Les vapeurs qui se dégagent du liquide bouillant parcou- rent successivement tous les espaces annulaires formés par les cylindres d'étalement, pour s'échapper par un orifice voisin de l'axe du cylindre, et elles sont dirigées vers un   condén-   seur dont une partie du condensat est renvoyée comme liquide de rétrogradation dans la chambre. 



   Comme les vapeurs dans leur parcours se rapprochent con- tinuellement de l'axe de rotation de la chambre, leur vitesse angulaire ira en augmentant; elles auront donc, par rapport aux cylindres d'étalement qu'elles lèchent, une composante de vitesse tangentielle. Cette composante tangentielle présente deux avantages: elle allonge le parcours des vapeurs, ce qui augmente l'efficacité de leur lavage, et surtout elle unifor- mise la composition des vapeurs dans toute l'étendue d'une même section plane annulaire, limitée par deux cylindres consécutifs
Grâce au ruissellement continuel des liquides sur les pa- 'rois des cylindres d'étalement, la vitesse relative des vapeurs par rapport aux liquides est notablement.accrue, ce qui amé- liore le lavage. 



   On voit que le procédé objet de la présente invention réa- lise les conditions essentielles d'une bonne rectification, qui sont:
Très grande surface de contact entre liquides et vapeurs.; grande vitesse relative des vapeurs par rapport aux surfaces des liquides; suppression de tout phénomène qui pourrait amener 

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   la formation d'un brouillard ; circulationméthodique et régu-   lière des vapeurs par rapport aux liquides; suppression radicale de toute fuite de chaleur hors de l'enceinte où s'effectue le lavage nréthodique des vapeurs, puisque cette enceinte se trouve à l'intérieur de la surface chauffante. 



   Les figures ci-jointes adonnent à titre d'exemple un mode de réalisation de ce procédé, appliqué à un liquide contenant quatre composante. 



   La figure I est une coupe verticale et axiale de l'appareil; les figures 2,3 et 4 sont des coupes transversales, rabattues vers la droite, suivant les plans verticaux X,Y et Z, et la figure 5 est le détail à plus grande échelle d'une aube d'arrosage. 



   L'appareil est constitué par un récipient fixe' soigneusement calorifugé, ayant la forme d'un cylindre horizontal muni à sa partie inférieure de trois appendices I. 



   A l'intérieur de la partie cylindrique du récipient est disposé un cylindre concentrique tournant, divisé en trois chambres 2,3 et 4. 



   La rotation est assurée grâce à deux arbres alignés suivant l'axe de l'appareil, tournant dans des paliers 5 et dont l'un porte une poulie motrice 6. Le récipient fixe est rempli jusqu'au niveau 7 par un liquide chauffant, à point d'ébullition très élevé, et qui sert uniquement de véhicule pour la transmission de la chaleur. 



   On pourrait remplir totalement le récipient fixe avec le liquide chauffant, mais généralement, on trouvera avantage à ne le remplir que jusqu'au niveau des garnitures d'étanchéité pour éviter radicalement les fuites. Ce liquide est chauffé par les trois serpentins de vapeur 8 logés dans les appendices. 



   Comme le cylindre tournant plonge dans un liquide, celuici exerce sur le cylindre une poussée qui soulage les paliers 5 et diminue considérablement la résistance de frottement, de sorte que la puissance prise pour la rotation de 1' appareil est 

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 très faible. 



   Grâce   à   leur rotation et à leur plongée dans le liquide chauffant, les parois cylindriques de chaque chambre de distillation seront portées à une température bien constante. Pour intensifier la transmission de la chaleur, les parois extérieures des chambres de distillation sont munies de godets 9 dont le fond est percé de trous 10, de sorte que le liquide chauffant se déverse continuellement sur les parois du cylindre tournant. 



   Les parois cylindriques de chacune des trois chambres de 'distillation 2,3 et 4 peuvent ainsi être portées à une température remarquablement constante en tous les points de cette paroi, et cette.température pourra être réglée séparément pour chaque chambre en réglant l'admission de vapeur dans les serpentins. 



   Afin que le liquide chauffant une chambre ne puisse pas se mélanger avec le liquide chauffant.,. la chambre vdsine, on dispose à l'intérieur du récipient fixe deux chenaux cintrés II dépassant le niveau du liquide et formant, avec les brides d'assemblage des chambres, des chicanes suffisantes pour supprimer tout déplacement nuisible de liquide d'un compartiment à l'autre. 



   Chaque chambre de distillation est séparée de la chambre adjacente par des joues à double paroi 12 afin dtéviter la transmission de la chaleur d'une chambre à la chambre voisine. 



   A l'intérieur des chambres de distillation 2,3 et 4, sont disposés des séries de cylindres d'étalement dont ceux de rang impair 13 forment corps avec la joue gauche de la chambre, tandis que ceux de rang pair 14 font corps avec la joue droite de la chambre. 



   Chaque cylindre d'étalement porte à son extrémité libre un rebord intérieur percé d'une série de trous 15 permettant au liquide qui s'accumule dans sa   parte   basse de se déverser continuellement à l'intérieur du cylindre d'étalement qui l'en-   toure.   

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   A l'intérieur de chaque cylindre d'étalement sont fixées une série d'aubes 16 destinées à faire ruisseler le liquide sur la paroi intérieure de leur cylindre et sur la paroi extérieure du cylindre précédent. 



   Ces aubes auront de préférence la forme indiquée en coupe figure 5. Elles sont constituées par une tôle cintrée 17 et sont fermées à leurs deux extrémités par des 'joues; à l'intérieur se trouve une tôle 18 qui les divise en deux compartiments. Les bords de la tôle cintrée 17 sont séparés de la tôle du cylindre par deux fentes 19 et 20, la fente 19 étant plus large que la fente 20. La tôle 17 est percée de deux séries de trous alignés suivant deux génératrices; les trous 21 sont petits et les trous 22 sont plus gros. 



   L'aube, en arrivant en contact avec le liquide qui s'accumule au bas du cylindre, se remplit par la fente 19 tahdis que l'air s'évacue par les trous 21 et 22. L'aube en continuant sa course fait ruisseler le liquide sur la paroi intérieure de son cylindre par la fente 20, tandis qu'elle arrose la paroi extérieure du cylindre précédent par les trous 22 (et aussi, mais faiblement, par les trous 21). Quand elle a dépassé la génératrice supérieure du cylindre, l'aube fait ruisseler le liquide sur la paroi intérieure de celui-ci par sa fent,e 19. 



  On voit que les parois de l'espace annulaire compris entre deux cylindres d'étalement successifs est continuellement arrosé par le même liquide. 



   Grâce à sa section lenticulaire, l'aube ne présente pas d'obstacle à la composante tangentielle de la vitesse des vapeurs dans l'espace annulaire, et permet à ces vapeurs de lècher toute la surface des cylindres d'étalement. 



   Quand le liquide est arrivé sur la paroi cylindrique de la chambre de distillation, il doit s'y vaporiser partiellement en puisant de la chaleur à cette paroi. Dans ce but, les aubes 23 de cette paroi sont de grandes dimensions agin de produire un ruissellement intensif, ce qui augmente la transmission de 

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 calories entre cette paroi et le liquide. 



   Le liquide   à   distiller entre dans 1' appareil par la tubulure 24 ettombe au fond de la chambre 25, où il se mélange avec une partie du condensat venant du premier condenseur. Ce condensat arrive en ruisselant le long de la paroi intérieure du tuyau de vapeurs 26 allant à ce condenseur. 



   La pièce cylindrique 27 servant uniquement au passage des liquides et des vapeurs est emmanchée sur l'arbre et tourne avec lui; elle est constituée par deux tubes concentriques reliés entre eux par quatre nervures hélicoïdales, à pas très allongé à droite, formant quatre conduits séparés dont deux opposés 28 mettent en communication la chambre 25 avec la chambre de distillation 2, et dont les deux autres 29 mettent en commu-   nication   la chambre 37 avec la chambre de distillation 3. 



   Le liquide de la chambre 25 est puisé par les deux aubes 30 qui le déversent dans les conduits 28   débouchaht   dans la chambre 2 par deux ouvertures 31. Grâce à la disposition hélicoïdale des conduits 28, le liquide   y'est   propulsé vers la droite, sans gêner la circulation simultanée des vapeurs qui a lieu en sans inverse dans ces conduits. Le liquide est déversé dans un chenal circulaire séparé du premier cylindre   dtétalement   par une nervure 32 percée de trous par lesquels le liquide arrive régulièrement au bas de ce cylindre. 



   Les vapeurs de la chambre de distillation 2 s'échappent par les ouvertures 31, les conduits 28, la chambre 25 et la tubulure 26. 



   Le liquide résiduel de la chambre 2 est amené dans le chenal circulaire du premier cylindre d'étalement de la chambre de distillation 3 par un conduit en spirale 33 logé entre les deux parois de la joue 12 séparant les chambres 2 et 3. Ce conduit communique avec la chambre 2 par l'ouverture 34 et avec la chambre 3 par l'ouverture 35; il fait plus d'un tour complet de manière à toujours isoler la chambre 2 de la chambre 3 par le joint hydraulique formé par le liquide qu'il contient. 

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   Ce conduit a une paroi commune avec la joue située du côté de la chambre 3, tandis qu'il est isolé de la joue située du côté de la chambre 2. Il en résulte que le liquide contenu dans ce conduit prendra la température de la chambre 3 et émettra des vapeurs de même composition que celles de cette chambre. Ces vapeurs chasseront de ce conduit les vapeurs de la chambre 2 qui s'y introduisent à chaque tour de l'appareil. 



  On évite ainsi tout passage de vapeurs de la chambre 2 à la chambre 3. 



     .En   plus du liquide résiduel de la chambre 2, le chenal circulaire du premier cylindre d'étalement de la chambre 3 reçoit encore une partie du condensat du deuxième condenseur. 



  Ce condensat arrive par ruissellement dans le tuyau 36 allant à ce condenseur; il tombe au fond de la chambre   37,   est puisé par deux aubes 38 qui le déversent dans les deux conduits 29 de la pièce   27   et est déversé à l'extrémité droite de cette pièce dans le chenal circulaire. Les vapeurs de la chambre 3 s'échappent par les conduits 29, traversent la chambre 37 et se rendent au deuxième condenseur par la tubulure 36. 



   Le liquide résiduel de la chambre 3 est conduit dans le chenal circulaire du premier cylindre d'étalement de la chambre 4 qui reçoit également une partie du condensat du troisième condenseur. 



   Ce condensat arrive par le tuyau 39 allant à ce condenseur, il tombe dans la chambre 40, est repris par deux aubes attachées à la pièce cylindrique   41,   analogue à la pièce 27, mais dont les conduits ont un pas très allongé à gauche, traverse cette pièce et tombe dans le chenal circulaire. 



   Les vapeurs de la chambre 4 s'échappent par les conduits d'arrivée du condensat, traversent la chambre 40 et se rendent au troisième condenseur par la tubulure 39. 



   Le liquide résiduel de la chambre 4 est repris par un conduit en spirale et amené dans la chambre 42 d'où il s'écoule par la tubulure 43. 



   Les carrés à diagonales 44 représentent schématiquement 

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 les garnitures d'étanchéité entre partie tournante et partie fixe, et qui sont au nombre de six. 



   Il peut être utile de faire arriver de la vapeur vive dans la chambre 4 por opérer à température réduite la distillation du liquide qu'elle contient. 



   Dans ce but, la vapeur sera introduite par un conduit pratiqué à l'intérieur de l'arbre de droite, traversera la pièce 41 radialement par un conduit spécial, et sera amenée par deux tuyaux logés dans la joue de droite de la chambre 4, à deux tuyères 45 dont les jets seront dirigés dans le sens de la rotation de l'appareil. De cette façon, la vitesse angulaire de cette vapeur ira en augmentant à mesure qu'elle se. rapprochera de l'axe, ce qui contribuera à donner aux vapeurs une grande vitesse relative par rapport aux liquides lèchés. 



   Aussitôt que l'appareil ne tourne plus, tous les échanges de chaleur deviennent négligeables. Si donc, l'appareil est arrêté, le liquide chauffant ne se refroidira pas beaucoup dans l'espace d'une nuit. Comme d'autre part les chambres de distillation ne contiennent que de très petites quantités de liquides, le démarrage et l'arrêt de l'appareil seront très rapides et il pourra sans inconvénient ne marcher que pehdant la journée. 



   L'appareil, objet de la présente invention, se prête particulièrement bien à la distillation sous vide. Il pourra être placé au niveau du sol tandis que les condenseurs seront placés à une hauteur suffisante pour que la partie de leur condensat que l'on recueille comme produits finis puisse s'écouler au niveau du sol par des tuyaux barométriques. Seul le liquide le moins volatil sortant de l'appareil devra être recueilli dans un réservoir où règne le vide. 



   Fréquemment dans l'industrie, le liquide à distiller contient une très grande proportion du composant le moins vola-   til.C'est   le cas par exemple des huiles benzolées provenant du lavage des gaz de fours à coke, et qui sont formés d'environ 

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 95 % d'huile fixe et de 5   %   d'huile légère; c'est aussi le cas du goudron qui contient environ 50 % de brai. 



   Pour ces liquides, il est intéressant de modifier l'appa- reil de manière à, faire servir le composant le moins volatil   comme   liquide chauffant. On peut alors utiliser le récipient fixe contenant le liquide chauffant comme dernière chambre de distillation. 



   L'appareil est précédé d'un échangeur de chaleur entre le liquide à distiller et le liquide chauffant quittant l'appa- reil. Le liquide résiduel de la dernièere chambre tournante de distillation de l' appareil stécoule dans le récipient fixe et traverse successivement de droite à gauche les appendices I où se trouvent les serpentins, avant de se rendre à   l'éohangeur   de chaleur. Comme le liquide chauffant circule à   grahd   débit at arrive déjà chaud dans les appendices, les serpentins de chauffage qui s'y trouvent pourront être très petits puisqu'ils ne serviront qu'à apporter le supplément de chaleur nécessaire au réglage précis des températures. 



   Les appendices seront munis d'une   infection   de vapeur vive destinée à chasser du liquide chauffant le composant le moins volatil qu'il contient encore; le mélange des vapeurs s'échappant du récipient fixe sera recueilli dans un condenseur. 



   Dans le cas du goudron, le liquide chauffant sera le brai contenant encore une certaine quantité d'huile anthracéni- que. Comme la température nécessaire pour la distillation de l'huile anthracénique est trop élevée pour que l'on puisse uti- liser le chauffage par la vapeur, les appendices et leurs ser- pen-tins seront supprimés et remplacés par des carneaux entou- rant le récipient fixe, parcourus par les   fumées   d'un foyer situé sous la partie du récipient fixe qui doit être la plus chaude.

   Bien entendu, le calorifugeage du récipient fixe sera supprimé et remplacé par le calorifugeage des carneaux à fu-   ::zées.   Pour pouvoir régler la température des différentes cham- bres, on aura recours auby-passage partiel des carneaux à fu-   @   

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 mées au droit de ces chambres. 



   Pour chasser du brai l'huile anthracénique qu'il contient encore, on fera arriver dans la dernière chambre tournante de distillation destinée à recueillir l'huile anthracénique, de la vapeur vive par des tuyères. Cette vapeur se surchauffera dans cette chambre. Le liquide résiduel et les vapeurs de cette chambre seront dirigés directement dans le récipient fixe où s'achèvera la distillation de l'huile anthracénique, tandis que le brai qui y circulera servira de liquide chauffant transmettait la chaleur des fumées aux chambres de distillation. 



   L'appareil tel que décrit plus haut à titre d'exemple pour la distillation des liquides en général peut recevoir les modifications ci-après:
La partie cylindrique des chambres de distillation peut être munie d'ondulations ou de cannelures de manière à augmenter la surface de transmission de la chaleur. 



   Les cylindres d'étalement peuvent   tre   également munis dtondulations ou de cannelures de manière à augmenter la surface de lèchage de la vapeur. 



     On   peut aussi, au lieu de cylindres d'étalement, utiliser des troncs de cône de faible cônicité. 



   Le liquide à distiller, au lieu   d'être   envoyé sur le premier cylindre d'étalement avec le liquide de rétrogradation, peut être envoyé séparément sur un autre cylindre d'étalement.



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  A method and apparatus for the distillation and the continuous flow of liquids.



   It is known that the rectification of liquids is based on. the following principle:
The vapor given off by a liquid being richer than the latter in one of the components of this liquid, the vapor of the liquid is washed with a part of the condensate coming from its vapor; a richer vapor is thus obtained which is washed again with part of its condensate and so on.



   The theory indicates that the chamber where the methodical washing of the vapors takes place must be completely impermeable to heat, otherwise the expenditure of heat increases.



   The apparatus generally used for rectification are columns with bubbling plates, or trickle columns filled with packing elements (rings, turns, etc.). These devices, having a very large external surface, lose a lot of heat and therefore do not meet the above condition of minimum heat expenditure.



    @

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In the bubbling trays, the vapor bubbles entrain a large quantity of liquid in the form of mist; moreover, for the washing of the vapors by bubbling to be sufficient, the bubbles would have to be very small, which would require the plates of too large size. For these two reasons, it is necessary to install a number of plates much greater than that theoretically necessary.



   In trickle columns, unless they are given a very small cross section and considerable height, it is impossible to obtain equal runoff over all elements of the packing; chimneys are formed through which the vapors escape without having been properly washed.



   It can be seen that the columns are imperfect devices with large heat loss surfaces, having poor efficiency and requiring tall buildings.



   In addition, continuously running columns requiring very long start-up and shutdown, must work day and night, and cannot be started in the morning and stopped in the evening.



   The method which is the subject of the present invention does not have any of these drawbacks.



   It consists in operating the separation of each of the different components of a liquid in a cylindrical distillation chamber with a horizontal axis, animated by a rotational movement around this axis, the different distillation chambers being contiguous and forming an apparatus. unique.



   Each distillation chamber is heated in a very uniform manner through its entire cylindrical surface. It is furnished with a large number of hollow cylinders concentric with its axis and fitted into each other; these cylinders will be called spreading cylinders. The liquid to be distilled, added with part of the condensate of the vapors leaving the

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 chamber, is continuously discharged onto the inner wall of the central spreading cylinder, and it successively spreads over the inner and outer walls of all the spreading cylinders on which it continuously trickles. .

   It finally arrives on the inner cylindrical wall of the distillation chamber where it is brought to the boil and partially vaporizes, then the remaining part is continuously discharged and directed into the next distillation chamber.



   The vapors which are released from the boiling liquid pass successively through all the annular spaces formed by the spreading cylinders, to escape through an orifice close to the axis of the cylinder, and they are directed towards a condenser, one of which is part of the condensate is returned as retrogradation liquid to the chamber.



   As the vapors in their path continuously approach the axis of rotation of the chamber, their angular velocity will increase; they will therefore have, with respect to the spreading cylinders which they lick, a tangential velocity component. This tangential component has two advantages: it lengthens the path of the vapors, which increases the efficiency of their washing, and above all it uniforms the composition of the vapors over the entire extent of the same annular planar section, limited by two. consecutive cylinders
By continuously trickling liquids down the walls of the spreading rolls, the relative velocity of the vapors to the liquids is significantly increased, which improves washing.



   It can be seen that the method which is the subject of the present invention fulfills the essential conditions for good rectification, which are:
Very large contact surface between liquids and vapors .; high relative velocity of vapors with respect to surfaces of liquids; elimination of any phenomenon that could cause

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   the formation of a fog; methodical and regular circulation of vapors in relation to liquids; radical suppression of any heat leakage outside the enclosure where the nrethodic vapor washing is carried out, since this enclosure is located inside the heating surface.



   The attached figures give by way of example an embodiment of this method, applied to a liquid containing four components.



   Figure I is a vertical and axial section of the apparatus; Figures 2, 3 and 4 are cross sections, folded to the right, along the vertical planes X, Y and Z, and Figure 5 is the detail on a larger scale of a sprinkler blade.



   The apparatus consists of a fixed, carefully insulated container, in the form of a horizontal cylinder provided at its lower part with three appendages I.



   Inside the cylindrical part of the container is arranged a rotating concentric cylinder, divided into three chambers 2, 3 and 4.



   The rotation is ensured by two shafts aligned along the axis of the apparatus, rotating in bearings 5 and one of which carries a driving pulley 6. The fixed container is filled to level 7 with a heating liquid, at very high boiling point, and which serves only as a vehicle for the transmission of heat.



   The fixed receptacle could be completely filled with the heating liquid, but generally, it will be advantageous to fill it only up to the level of the seals to radically avoid leaks. This liquid is heated by the three steam coils 8 housed in the appendages.



   As the rotating cylinder is immersed in a liquid, this exerts on the cylinder a thrust which relieves the bearings 5 and considerably reduces the frictional resistance, so that the power taken for the rotation of the apparatus is

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 very weak.



   Thanks to their rotation and their immersion in the heating liquid, the cylindrical walls of each distillation chamber will be brought to a very constant temperature. To intensify the transmission of heat, the outer walls of the distillation chambers are provided with cups 9, the bottom of which is pierced with holes 10, so that the heating liquid continuously flows onto the walls of the rotating cylinder.



   The cylindrical walls of each of the three distillation chambers 2, 3 and 4 can thus be brought to a remarkably constant temperature at all points of this wall, and this temperature can be regulated separately for each chamber by adjusting the inlet of steam in the coils.



   So that the liquid heating a chamber cannot mix with the heating liquid.,. the vdsine chamber, there are placed inside the fixed container two curved channels II exceeding the level of the liquid and forming, with the assembly flanges of the chambers, sufficient baffles to suppress any harmful movement of liquid from one compartment to the other. 'other.



   Each distillation chamber is separated from the adjacent chamber by double-walled cheeks 12 in order to prevent the transmission of heat from one chamber to the neighboring chamber.



   Inside the distillation chambers 2, 3 and 4, are arranged a series of spreading cylinders of which those of odd row 13 form a body with the left cheek of the chamber, while those of even row 14 form a body with the right cheek of the chamber.



   Each spreading cylinder has at its free end an inner rim pierced with a series of holes 15 allowing the liquid which accumulates in its lower part to continuously pour into the interior of the spreading cylinder which contains it. toure.

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   Inside each spreading cylinder are fixed a series of vanes 16 intended to make the liquid flow on the inner wall of their cylinder and on the outer wall of the previous cylinder.



   These blades will preferably have the shape shown in section in Figure 5. They consist of a curved sheet 17 and are closed at their two ends by 'cheeks; inside is a sheet 18 which divides them into two compartments. The edges of the curved sheet 17 are separated from the sheet of the cylinder by two slots 19 and 20, the slot 19 being wider than the slot 20. The sheet 17 is pierced with two series of holes aligned along two generatrices; holes 21 are small and holes 22 are larger.



   The vane, coming into contact with the liquid which accumulates at the bottom of the cylinder, fills up through the slit 19 tahdis that the air is evacuated through the holes 21 and 22. The vane, continuing its course, makes it trickle down. the liquid on the inner wall of its cylinder through the slot 20, while it sprinkles the outer wall of the previous cylinder through the holes 22 (and also, but weakly, through the holes 21). When it has passed the upper generatrix of the cylinder, the vane causes the liquid to flow on the inner wall of the latter through its slot, e 19.



  It can be seen that the walls of the annular space between two successive spreading cylinders is continuously sprayed with the same liquid.



   Thanks to its lenticular section, the blade presents no obstacle to the tangential component of the speed of the vapors in the annular space, and allows these vapors to lick the entire surface of the spreading cylinders.



   When the liquid has reached the cylindrical wall of the distillation chamber, it must partially vaporize there by drawing heat from this wall. For this purpose, the vanes 23 of this wall are of large dimensions in order to produce an intensive runoff, which increases the transmission of

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 calories between this wall and the liquid.



   The liquid to be distilled enters the apparatus through the pipe 24 and falls to the bottom of the chamber 25, where it mixes with some of the condensate coming from the first condenser. This condensate arrives by trickling along the inner wall of the vapor pipe 26 going to this condenser.



   The cylindrical part 27 serving only for the passage of liquids and vapors is fitted onto the shaft and rotates with it; it consists of two concentric tubes connected to each other by four helical ribs, with a very elongated pitch to the right, forming four separate ducts, two of which are opposite 28 put the chamber 25 in communication with the distillation chamber 2, and the other two 29 of which chamber 37 communicates with distillation chamber 3.



   The liquid from the chamber 25 is drawn by the two vanes 30 which pour it into the conduits 28 opening into the chamber 2 through two openings 31. Thanks to the helical arrangement of the conduits 28, the liquid is propelled there to the right, without hinder the simultaneous circulation of vapors which takes place without reverse in these conduits. The liquid is poured into a circular channel separated from the first spreading cylinder by a rib 32 pierced with holes through which the liquid arrives regularly at the bottom of this cylinder.



   The vapors from the distillation chamber 2 escape through the openings 31, the conduits 28, the chamber 25 and the tubing 26.



   The residual liquid from chamber 2 is brought into the circular channel of the first spreading cylinder of the distillation chamber 3 by a spiral duct 33 housed between the two walls of the cheek 12 separating the chambers 2 and 3. This duct communicates with chamber 2 through opening 34 and with chamber 3 through opening 35; it makes more than one complete revolution so as to always isolate chamber 2 from chamber 3 by the hydraulic seal formed by the liquid it contains.

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   This duct has a common wall with the cheek located on the side of the chamber 3, while it is isolated from the cheek located on the side of the chamber 2. It follows that the liquid contained in this conduit will take the temperature of the chamber. 3 and will emit vapors of the same composition as those in this chamber. These vapors will drive out from this duct the vapors from chamber 2 which enter it at each turn of the device.



  This prevents any passage of vapors from chamber 2 to chamber 3.



     In addition to the residual liquid from chamber 2, the circular channel of the first spreading cylinder of chamber 3 still receives part of the condensate from the second condenser.



  This condensate arrives by trickling into the pipe 36 going to this condenser; it falls to the bottom of the chamber 37, is drawn by two vanes 38 which discharge it into the two conduits 29 of the part 27 and is discharged at the right end of this part into the circular channel. The vapors from chamber 3 escape through conduits 29, pass through chamber 37 and reach the second condenser through pipe 36.



   The residual liquid from chamber 3 is led into the circular channel of the first spreading cylinder of chamber 4 which also receives part of the condensate from the third condenser.



   This condensate arrives through the pipe 39 going to this condenser, it falls into the chamber 40, is taken up by two vanes attached to the cylindrical part 41, similar to the part 27, but whose conduits have a very elongated pitch to the left, crosses this piece and falls into the circular channel.



   The vapors from chamber 4 escape through the condensate inlet conduits, pass through chamber 40 and go to the third condenser through pipe 39.



   The residual liquid from chamber 4 is taken up by a spiral pipe and brought into chamber 42 from which it flows through pipe 43.



   The diagonal squares 44 represent schematically

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 the seals between the rotating part and the fixed part, and which are six in number.



   It may be useful to bring live steam into chamber 4 to operate at reduced temperature the distillation of the liquid it contains.



   For this purpose, the steam will be introduced through a duct made inside the right shaft, will cross the part 41 radially by a special duct, and will be brought by two pipes housed in the right cheek of the chamber 4, with two nozzles 45 whose jets will be directed in the direction of rotation of the apparatus. In this way, the angular velocity of this vapor will go increasing as it builds. will move closer to the axis, which will help to give the vapors a high relative speed compared to the liquids licked.



   As soon as the device stops running, all heat exchanges become negligible. If, therefore, the appliance is switched off, the heating liquid will not cool down much overnight. As, on the other hand, the distillation chambers only contain very small quantities of liquids, the starting and stopping of the apparatus will be very fast and it will be able without inconvenience to work only during the day.



   The apparatus, object of the present invention, lends itself particularly well to vacuum distillation. It can be placed at ground level while the condensers will be placed at a sufficient height so that the part of their condensate which is collected as finished products can flow at ground level through barometric pipes. Only the least volatile liquid leaving the device should be collected in a reservoir where there is a vacuum.



   Frequently in industry, the liquid to be distilled contains a very large proportion of the less volatile component, for example the benzol oils obtained from the scrubbing of coke oven gases, and which are formed from approximately

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 95% fixed oil and 5% light oil; this is also the case for tar which contains about 50% pitch.



   For these liquids it is advantageous to modify the apparatus so as to serve the less volatile component as a heating liquid. It is then possible to use the fixed vessel containing the heating liquid as the last distillation chamber.



   The apparatus is preceded by a heat exchanger between the liquid to be distilled and the heating liquid leaving the apparatus. The residual liquid from the last rotating distillation chamber of the apparatus flows into the fixed vessel and passes successively from right to left through the appendages I where the coils are located, before going to the heat exchanger. As the heating liquid circulates at a high rate and arrives already hot in the appendages, the heating coils therein may be very small since they will only serve to provide the additional heat necessary for precise temperature regulation.



   The appendages will be provided with a live vapor infection intended to expel from the heating liquid the least volatile component which it still contains; the mixture of vapors escaping from the fixed vessel will be collected in a condenser.



   In the case of tar, the heating liquid will be the pitch still containing a certain quantity of anthracene oil. As the temperature required for the distillation of the anthracene oil is too high for the use of steam heating, the appendages and their coils will be removed and replaced by flues surrounding the fixed container, through which the fumes from a hearth located under the part of the fixed container which must be the hottest.

   Of course, the thermal insulation of the fixed container will be eliminated and replaced by the thermal insulation of the smoke flues. To be able to regulate the temperature of the different rooms, we will have recourse to the partial bypassing of the flues to fu- @

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 mées to the right of these rooms.



   In order to drive out the anthracene oil which it still contains from the pitch, live steam will be brought to the last rotating distillation chamber intended to collect the anthracene oil through nozzles. This vapor will overheat in this chamber. The residual liquid and the vapors from this chamber will be directed directly into the fixed vessel where the distillation of the anthracene oil will be completed, while the pitch which will circulate there will serve as a heating liquid transmitting the heat of the fumes to the distillation chambers.



   The apparatus as described above by way of example for the distillation of liquids in general can accommodate the following modifications:
The cylindrical part of the distillation chambers can be provided with corrugations or grooves so as to increase the heat transmission surface.



   The spreading cylinders can also be provided with corrugations or grooves so as to increase the steam licking surface.



     It is also possible, instead of spreading cylinders, to use truncated cones of low cone.



   The liquid to be distilled, instead of being sent to the first spreading cylinder with the downshifting liquid, can be sent separately to another spreading cylinder.


    

Claims (1)

R e v e n d i c a t i o n s. R e v e n d i c a t i o n s. I ) Procédé pour la distillation et la rectification continue des liquides, caractérisé en ce que chacun des différents com- posants.du liquide est séparé dans une chambre de distillation cylindrique à axe horizontal, animée d'un mouvement de rotation autour de cet axe, les différentes chambres étant jointives et formant un appareil unique, en ce que chaque chambre est chauffée- uniformément sur toute sa surface cylindrique, et est garnie de cylindres creux concentriques à son axe, emboîtés <Desc/Clms Page number 12> les uns dans les autres, dits cylindres d'étalement, en ce que le liquide à distiller est déversé d'une manière continue dans le cylindre d'étalement de plus petit diamètre, I) Process for the distillation and continuous rectification of liquids, characterized in that each of the different components of the liquid is separated in a cylindrical distillation chamber with a horizontal axis, animated by a rotational movement around this axis, the different chambers being contiguous and forming a single apparatus, in that each chamber is heated uniformly over its entire cylindrical surface, and is lined with hollow cylinders concentric to its axis, nested <Desc / Clms Page number 12> into each other, called spreading cylinders, in that the liquid to be distilled is poured continuously into the spreading cylinder of smaller diameter, et est étalé successivement sur les parois intérieures et extérieures de tous les cylindres d'étalement sur lesquelles il ruisselle continuellement, puis arrive en dernier lieu sur la paroi cylindrique intérieure de la chambre de distillation sur laquelle il ruisselle conti¯nuellement, et où il est vaporisé par- tiellement, et en ce que le liquide résiduel est évacué d'une manière continue et est dirigé dans la chambre de distillation suivante, les vapeurs dégagées du liquide vaporisé parcourant successivement, et en sens inverse du liquide, tous les espaces annulaires compris entre les cylindres d'étalement, et étant ensuite dirigées vers un condenseur, dont une partie du condensat peut être renvoyée dans la chambre de distillation pour y agir comme liquide de rétrogradation. and is spread successively on the inner and outer walls of all the spreading cylinders on which it continuously trickles, then arrives lastly on the inner cylindrical wall of the distillation chamber on which it continuously trickles, and where it is partially vaporized, and in that the residual liquid is evacuated continuously and is directed into the following distillation chamber, the vapors released from the vaporized liquid passing successively, and in the opposite direction of the liquid, all the annular spaces included between the spreading cylinders, and then being directed to a condenser, part of the condensate of which can be returned to the distillation chamber to act as a retrogradation liquid. 2 ) Appareil pour la mise en pratique du procédé, suivant la revendicationI, comprenant une série de chambres de distillation cylindriques à axe horizontal et tournant autour de cet axe, caractérisé en ce que chaque chambre est garnie d'une série de cylindres d'étalement concentriques à son axe. 2) Apparatus for carrying out the method, according to claim 1, comprising a series of cylindrical distillation chambers with a horizontal axis and rotating about this axis, characterized in that each chamber is lined with a series of spreading cylinders concentric with its axis. 3 ) Appareil suivant la revendication 2, dont le dispositif de chauffage de la partie cylindrique des chambres constitué par un récipient cylindrique fixe entourant les chambres, et rempli d'un liquide à point d'ébullition élevé, est caractérisé en ce que le récipient cylindrique fixe est pourvu à sa partie inférieure d'autant d'appendices qu'il y a de chambres de distillation, chaque appendice étant muni d'un serpentin de chauffage réglable(au moyen de vapeur ou par tout autre moyen) permettant de porter chaque chambre de distillation à la température voulue. 3) Apparatus according to claim 2, in which the device for heating the cylindrical part of the chambers consisting of a fixed cylindrical container surrounding the chambers, and filled with a liquid with a high boiling point, is characterized in that the cylindrical container fixed is provided at its lower part with as many appendages as there are distillation chambers, each appendage being provided with an adjustable heating coil (by means of steam or by any other means) making it possible to support each chamber distillation to the desired temperature. 4 ) Appareil suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, dans le plan de séparation de chaque chambre de distillation, le récipient cylindrique fixe forme, avec le cylin- <Desc/Clms Page number 13> dre tournant, une chicane destinée à éviter que le liquide chauffant une chambre de distillation se mélange avec le liquide chauffant une autre chambre. 4) Apparatus according to claims 2 and 3, characterized in that, in the separation plane of each distillation chamber, the fixed cylindrical vessel forms, with the cylin- <Desc / Clms Page number 13> dre rotating, a baffle intended to prevent the liquid heating one distillation chamber from mixing with the liquid heating another chamber. 5 ) Appareil suivant la revendication 2, caractérisé par la disposition d'aubes d'arrosage des parois intérieures et extérieures des cylindres d'étalement, ces aubes étant disposées à l'intérieur de ces cylindres et ayant une section lenticulaire pour ne pas présenter de résistance à la composante tangentielle de la vitesse des vapeurs. 5) Apparatus according to claim 2, characterized by the arrangement of sprinkling vanes of the inner and outer walls of the spreading cylinders, these vanes being arranged inside these cylinders and having a lenticular section so as not to present resistance to the tangential component of vapor velocity. 50) Appareil suivant les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que les aubes présentent une fente à leurs deux bords, et en ce qu'elles sont divisées en deux compartiments par une cloison, ce qui permet d'obtenir un bon arrosage de toute la paroi intérieure des cylindres d'étalement. 50) Apparatus according to claims 2 and 5, characterized in that the blades have a slot at their two edges, and in that they are divided into two compartments by a partition, which allows to obtain a good watering of any the inner wall of the spreading cylinders. 7 )Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les cylindres d'étalement sont munis de cannelures ou d'ondula- tions. 7) Apparatus according to claim 2, characterized in that the spreading cylinders are provided with grooves or corrugations. 8 ) Appareil suivant la revendication 2, dans lequel, au lieu de cylindres d'étalement, il est fait usage de troncs de cônes de faible conicité. 8) Apparatus according to claim 2, wherein, instead of spreading cylinders, use is made of truncated cones of low taper. 9 ) Appareil suivant les revendications 2-8, en substance comme décrit et représenté aux dessins annexés. 9) Apparatus according to claims 2-8, substantially as described and shown in the accompanying drawings.
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