Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen der flüchtigen Bestandteile in Losungen,
Emulsionen und Suspensionen.
Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Verdampfen der flüehtigen Bestandteile in Losungen, Emulsionen und Suspensionen bekannt, bei denen das zu behandelnde flüssige Gut innerhalb eines geschlossenen Raumes fein zerstäubt und wÏ des Sehwebens in der Luft der Einwirkung eines gasförmigen Verdamp- fungsmittels ausgesetzt wird, um das behandelte Gut durch teilweise Entziehung der fliichtigen Bestandteile einzudicken o, cler durch vollständige Verdampfung derselben zu trocknen. Als Trocknungs- bezw. Ver dampfungsmittel wird meist heiBe Luft verwendet ; als solche ist ferner jedes Gas geeignet, das fÏhig ist, Wasserdampf oder andere Verdampfungsprodukte aufzunehmen.
Da der VerdampfungsprozeB desto leichter vor sich geht, je gröBer die Oberfläche des zu behandelnden flüssigen Gutes ist, so ist es wichtig, dieses während des Verdampfungsprozesses möglichst fein zu zerstäuben und in diesem Zustande zu erhalten. Die Zerstäubung geschieht meistens in einer wagrechten Schicht.
Nach der Art, wie das Verdampfungs mittel zur Anwendung gebracht wird, lassen sich unter den wichtigsten bekannten Ver fahren, welche den Grundgedanken der Zer stäubungstroeknung zu loden versuchen, zwei
Gruppen unterscheiden ; solche, welche das zu behandelnde flüssige Gut und das Ver dampfungsmittel in zwei parallelen Schich ten ausbreiten und meistens unter Führung der beiden Schichten in der gleichen Strö- mungsrichtung die Verdampfung im Gleich- strome durchführen, und solche, welche das Verdampfungsmittel im Winkel gegen die
Schicht des zerstäubten flüssigen Gutes an sétzen, so da? die Verdampfung im Gegen strome verläuft.
Die Verfahren der ersten Gruppe haben den Vorteil, dass die Ausbreitung des zer stäubten Gutes sich nicht nur unbehindert durch einen anders gerichteten Strom des
Verdampfungsmittels entwickeln kann, sondern durch dessen Strömung noch regulie- rend gefördert wird. Dadurch nämlich, dass ? das Verdampfungsmittel in der gleichen
Richtung wie das zerstäubte Gut str¯mt und eine gleichmässige Geschwindigkeit hat, wird die geringere Geschwindigkeit und Flug- weite der kleineren Tröpfehen durch die Str¯mung des Verdampfungsmittels gegenüber der höheren Geschwindigkeit und weiteren Flugbahn der grösseren Tröpfthen ausgegli- chen.
Auf diese Weise wird die Wieder- vereinigung der Flüssigkeitsteilchen zu grö sseren und schwerer zu trocknenden Tropfen verhindert. Der Nachteil der Verfahren dieser Gruppe besteht darin, daB die einzelnen Tröpfchen des zerstäubten Gutes auf ihrem ganzen Wege mit denselben Teilen des Verdampfungsmittels in Berührung sind, wodurch die Verdampfung verlangsamt und die volle Ausnützung des Verdampfungsmittels in Frage gestellt wird, weil nicht alle Teile desselben zur Wirkung kommen.
Bei dem Verfahren der zweiten Gruppe kommt das zerstäubte flüssige Gut infolge des Aufpralles des im Winkel auftreffenden Verdampfungsmittels nicht so gut zur Ausbreitung, erfährt durch die Strömung des Verdampfungsmittels jedenfalls keine Forde rung der Ausbreitung. Dagegen hat die Durchdringung der Schicht des zerstäubten flüssigen Gutes im Winkel durch den Strom des Verdampfungsmittels den Vorteil, daB die einzelnen Flüssigkeitsteilclien auf ihrer Flugbahn im Fortschreiten immer mit neuen Teilchen des Verdampfungsmittels in Berüh- rung kommen, und daB die Durchdringung eine innige Mischung zur Folge hat, so dal3 das Verdampfungsmittel bestens ausgenützt wird und die Verdampfung sehr rasch vor sich geht.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung sucht die Vorteile der beiden Gruppen von Verdampfungsverfahren zu vereinigen.
Das geschieht dadurch, da? ein kleinerer Teil des Verdampfungsmittels zum zerstaub- ten Gut parallel und in derselben Strömungs- richtung geführt wird, während die gr¯?ere Menge des Verdampfungsmittels von unten gegen die Schicht des zerstäubten Gutes geführt wird, um sie zu durchdringen. Es kommen also zwei versehieden gerichtete Str¯me des Verdampfungsmittels in Anwendung.
ZweckmÏ?igerweise lÏ?t man den kleineren Teil des Verdampfungsmittels oberhalb und unterhalb der zerstäubten Flüssigkeit ausströmen, so dass die Schicht derselben dann zwischen zwei parallel strömenden Schichten des Verdampfungsmittels ausge breitet wird. Der grössere Teil desselben wird aber von unten, beispielsweise an zen traler Stelle, von einem turmformiben Ein- bau aus in den Verdampfungsraum ein-und mit Kraft gegen die Schicht des zerstäubten Gutes gefiihrt, so dass dieser grössere Teil des Verdampfungsmittels von unten in rechtem Winkel auf dasselbe trifft und es in seiner ganzen oder fast ganzen Ausdehnung zu durchdringen vermag.
Die Abführung des verbrauchten Verdampfungsmittels, beladen mit den verdampften flüchtigen Bestandteilen des behandelten Gutes, erfolgt zweckmässig im obern Teil des Verdamp fungsraumes.
Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, da? die Mengen des Verdampfungsmittels, welche parallel zu der zerstäubten Flüssigkeit geführt werden, sofort mit der- selben in Berührung liommen und eine gleich mäBige Ausbreitung derselben gewährleisten, die Einwirkung störender Luftwirbel verhindern und teilweise die Verdampfung bewirken.. Auch werden durch die Parallelstr¯me des Verdampfungsmittels einzelne TrÏpfohen, welche aus der vorgeschriebenen Flugbahn abspringen und meistens grosser sind, vom Verdampfupsmittel besonders stark beeinfluBt und wieder in die vorge- schriebene Bahn zurückgeführt.
Bei dieser gleichmässigen und durch die Parallelströme des Verdampfungsmittels geförderten Aus- breitung des zerstäubten Gutes wird die Gefahr der Vereinigung einzelner Tröpfchen desselben beseitigt, wie sie bei Wirbelbildun ; en und ungleichmässiger Tropfengrösse, sowie dadurch verursachter verschiedener Flugweite und Fluggeschwindigkeit gegeben ist.
Durch die gleichmässige Ausbreitung des zerstäubten Gutes wird dessen Verdampfung und Durchdringung durch die von unten zugef hrte Hauptmenge des Verdampfungs mittels wirksam vorbereitet, so dass die Ver dampfung hauptsächlich im Gegenstrom erfolgen kann. Ausserdem bildet das Verdamp fungsmittel eine Art tragfähige Unterlage fiir die Schicht der zerstäubten Flüssigkeit, so da? ein Durchbruch derselben nicht zu be fürchten ist.
Die Zuführung des grösseren Teils des Verdampfungsmittels von unten gegen die Schicht des zerstäubten flüssigen Gutes kann natürlich in versehiedener Weise erfolgen.
Eine recht günstige Art der Zuführung der Hauptmenge des Verdampfungsmittels ist, da? sie unterhalb der Fl ssigkeitsschicht und des wagrecht geführten kleinen Verdampfungsmi'ttelstromes in einer den wagrechten Querschnitt des Verdampfungsraumes im wesentlichen ganz ausfüllenden, sich in kreisförmigen Windungen hinaufschraubenden Schicht im Gegenstrom gegen die Schicht des zerstäubten Gutes aufwärts geführt und nach deren Durchdringung oberhalb derselben aus dem Verdampfungsraum abgeleitet wird.
In den Zeichnungen sind zwei Vorrichtungen zur Ausfiihrung des Verfahrens beispielsweise veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt den lotrechten Querschnitt einer Anlage, in welcher die Ilauptmenge des Verdampfungsmittels von einer zentralen Zuführungsstelle so durch den Verdamp fungsraum geführt wird, da? sie auf die Schicht der zerstäubten Fl ssigkeit in deren ganzem Umfange auf kürzestem Wege fast überall rechtwinklig von unten auftrifft, um sie zu durchdringen.
Mit i ist ein zylindrischer Verdampfungsraum mit dem Mantel B und den Grundflächen C bezeichnet. Mitten auf der untern Grundfläche ist ein kegelförmig hohler turmartiger Einbau D. angeordnet, welcher die Schleudervorrichtung E trÏgt, von der aus die Flüssigkeit wagrecht nach allen Seiten zerstäubt wird. Die Zuführung des flüssigen Gutes zur S hleudervorrichtung erfolgt durch den Trichter F und das Zuführungsrohr G. Die Hauptmenge des Ver dampfungsmittels strömt durch die wagrechte Reihe von Íffnungen H in den Verdampfungsraum, welche ringsherum angeordnet sind.
Die geringere Menge des Ver dampfungsmittels, welche sich in paralleler Strömung zur wagrechten Schicht des zerstaubten Gutes ausbreitet, wird durch die ringförmigen Schlitze K und Kil in den Verdampfungsraum gef hrt ; zu dem untern Schlitz K gelangt sie durch den Turm D und zu dem Schlitz E1 durch das Rohr J.
Durch die Leitung L wird das Verdampfungsmittel, beladen mit den verdampften flüchtigen Bestandteilen des behandelten Gu tes, abgefiihrt.
In Fig. 2 ist der lotrechte und in Fig. 3 der wagrechte Schnitt einer Verdaiupfungs- anlage dargestellt, bei welcher die grössere Menge des Verdampfungsmittels sich in kreisförmig drehenden Schichten, die den wagrechten Querschnitt des Verdampfungsraumes ausfüllen, gegen die Schicht der zerstÏubten Flüssigkeit hinaufschraubt. Die Anlage des Verdampfungsraumes, die Anordnung der Schleudervorrichtung, die Zuführung des geringeren Teils des Verdampfungsmittels und die Abführung des verbrauchten Verdampfungsmittels sind genau so wie bei der Anlage gemäss Fig.
l. Dagegen erfolgt Zuführung der Hauptmenge des Verdampfungsmittels durch die flachen Zuführungs- kanÏle H mit den schlitzförmigen, schwach aufwärts gerichteten Austrittsöffnungen R', und es ist ohne weiteres klar, da? durch die Art der Zuführung die Hauptmenge des Verdampfungsmittels in Schichten einströmt, die den wagrechten Querschnitt des Verdampfungsraumes ausfüllen und durch die zylindrische Form desselben, sowie eine oben angeordnete Abführungsöffnung gezwungen sind, sich in kreisender Bewegung hinaufzu- schrauben. Die in Fig. 2 und 3 eingezeich- neten Pfeile zeigen die Strömungseinrich- tungen der verschiedenen Teile des Verdampfungsmittels.
Die Pfeile bei E und K1 zei- gen gleichzeitig die Richtung der Strömung des zerstäubten Gutes und der parallel zu derselben geführten kleineren Menge des Verdampfungsmi'ttels, und es ist einleuch- tend, da? diese Richtung das zerstäubte Gut in rechtem Winkel mit den kreisenden Sehichten der Hauptmenge des Verdampfungmittels zusammentreffen lÏ?t.