Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten. Die Verdampfung von Flüssigkeiten in in direkt beheizten Verdampferanlagen, insbeson dere von sauren Flüssigkeiten, wie Phosphor säure mit Schlammabscheidungen, z. B.
Gips abscheidungen, verursacht erhebliche Schwie rigkeiten, weil die Heizflächen durch abge- sehiedene feste Substanzen stark inkrustiert werden, und infolgedessen der Wirkungsgrad und damit die Leistungsfähigkeit und Wirt schaftlichkeit der Vorrichtungen herabgesetzt rd. Weiter kommen als Nachteil bei die sen Anlagen noch die hohen Reinigungs- und Reparaturkosten, sowie die Betriebsunsicher heit hinzu.
Daher ist man seit langer Zeit bemüht. Verdampferanlagen mit Heizschlangen oder rotierende, trommelförmige Verdampfer mit indirekter Beheizung durch zweckmässiger Vorrichtungen zu ersetzen. Aber auch die vorgeschlagenen Türme, Oberflächenver dampfer und rotierenden trommelförmigen Eindampfapparate mit direkter Beheizung des zu verdampfenden Gutes lösen die Schwierigkeiten jedoch keineswegs.
So wer den zum Beispiel die Turmverdampfer, in denen die Flüssigkeit über eine Füllkörper- schiebt laufend umgepumpt wird, verhältnis mässig schnell zerstört; ausserdem scheidet sich auf den Füllkörpern eine Schlamm schicht ab, die die Kanäle zwischen den Füllkörpern verstopft und ihre Oberfläche vermindert. Ein weiterer Nachteil der Turmverdampfer ist, dass die Heizgase, um eine zu schnelle Zerstörung der, Einrichtun gen zu vermeiden, nicht mit voller Verbren nungstemperatur eingeführt werden können. Sie müssen vielmehr durch Frischluftzusatz auf 500 bis 600 heruntergekühlt werden, wodurch naturgemäss Wärmeverluste entste hen.
Aus diesem Grunde zeigen derartige Turmverdampfer gewöhnlich nur einen gerin gen Wirkungsgrad. Bei den bekannten Ober flächenverdampfern kann man zwar die Heiz gase mit voller Flammtemperatur über die Flüssigkeitsoberfläche streichen lassen. Je doch entstehen grosse Temperaturverluste; ferner zeigen diese Vorrichtungen eine ziem lich geringe Betriebssicherheit, weil die Haltbarkeit der Gewölbe sehr beschränkt ist.
Bei den bisher bekannten Eindampfappa- raten mit rotierenden zylindrischen Trom meln ist man durch die hohen, die Apparatur angreifenden Temperaturen des Heizmittels an ihrer Eintrittsstelle in den Verdampfer gezwungen, einen entsprechend grossen Durchmesser des Rohres zu wählen, wodurch die Ausnutzung der Heizgase unwirtschaft lich wird, weil ihre Berührung mit der Ober fläche der einzudampfenden Flüssigkeit nicht innig genug ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum ununterbrochenen Ein dampfen von Flüssigkeiten in rotierenden Trommeln mit direkter Innenheizung. Das Verfahren besteht darin, dass eine Trommel verwendet wird, deren innerer Durchmesser an der Eintrittsseite der Heizmittel am grössten ist. Da der Trommeldurchmesser an der Eintrittsseite der Heizmittel am grössten ist, so ist an dieser Stelle die die Trommel wandungen schützende Flüssigkeitsschicht am stärksten, während anderseits im engeren Teil der Trommel eine innige Berührung zwischen Flüssigkeit und Beizmittel statt findet.
Drei Ausführungsbeispiele einer zur Aus übung des Verfahrens geeigneten Vorrich tung sind in der Zeichnung schematisch dar gestellt.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 ist mit einer rotierenden Trommel versehen, die eine Brennkammer 1 aufweist, in die die Flamme 2, zum Beispiel eine Kohlenstaubflamme, aus dem Brenner 3 eingeblasen wird. Das zu ver dampfende Gut wird am entgegengesetzten Ende der Trommel durch einen Stutzen 4 zu geführt.
Durch die einen grossen Durchmesser auf weisende Brennkammer 1 wird erreicht, dass die Temperatur an den Wandungen das zu lässige Mass nicht überschreitet. Infolge der ständigen Drehung der Trommel findet in der Brennkammer eine dauernde Benetzung der Wände mit der einzudampfenden Flüssigkeit statt, die an den Wandungen während des Betriebes auf Siedetemperatur erhitzt wird.
Die Wandung der Brennkammer 1, die die Hauptverdampfungszone der Vorrichtung darstellt, wird also durch diese Anordnung nur bis zur Siedetemperatur der Flüssigkeit erhitzt und dadurch vor Zerstörung durch hohe Temperaturen bewahrt.
Hinter der Brennkammer 1 ist ein zylin drischer Teil 5 vorhanden, dessen Quer schnitt so verengt ist, dass die Feuergase in innige Berührung mit der zuströmenden Flüssigkeit gebracht werden und gezwungen werden, auf einem. verhältnismässig kurzen Weg einen grossen Teil ihrer Wärme abzu geben. Die Abgase treten nach ihrem Durch gang durch die Trommel in deii Abzug 6, aus dem Kondensat durch den Bodenstutzen 7 abgezogen werden kann.
Der Zulauf der Flüssigkeit wird mit der Heizgaszufuhr so eingestellt, dass die ge wünschte Konzentration an der Auslauföff nung 8 erreicht wird. Der Durchmesser der Auslauföffnung 8 ist so gewählt, dass sich in der Brennkammer 1 stärkere Flüssigkeits schichten aufhalten, als im zylindrisehen Teil 5. Ein Vorratsbehälter 9 nimmt die kon zentrierte Flüssigkeit auf.
Die rotierende Trommel der Vorrichtung gemäss Fig. 2 besteht aus zwei gesondert an getriebenen Teilen 10 und 11, die mit den Antriebsorganen 12 und 13 ausgerüstet sind. Der Durchmesser des Teils 10 ist wesentlich grösser, beispielsweise dreimal so gross wie der Durchmesser des zylindrischen Teils 11, der mit seinem innern Ende in den Teil 10 hineinragt, der nach rechts konisch verjüngt ist.
Die durch den Brenner 14, beispielsweise einen Kohlenstaubbrenner, erzeugten Heiz- flammen oder Heizgase 15 treten durch die Öffnung 16 in den Teil 10 ein und treffen dabei auf eine verhältnismässig starke Schicht der einzudampfenden Flüssigkeit. Aus dem Teil 10 gelangen die Heizgase dann in den Teil 11, um durch einen Kondensator 17 mit Abzugsstutzen 18 abgeleitet zu werden. Die einzudampfende Flüssigkeit wird durch ein Rohr 19 dem engen Teil 11 zugeführt, durch fliesst diesen und gelangt in den Teil 10, um schliesslich durch die Öffnung 16 auszutre ten und einem Vorratsbehälter 20 zugeführt zu werden.
Dadurch, dass die Teile 10 und 11 gesondert angetrieben werden, hat man es in der Hand, diese beiden Teile 10 und 11 verschieden schnell anzutreiben, wodurch sich der Verdampfungsvorgang besser regeln lässt.
Die in Fig. 3 gezeigte Vnrrichtung be steht aus einer in üblicher Weise angetrie benen, rotierenden Trommel 21 von konischer Form. Beide Enden dieser Trommel sind durch Platten 22 bezw. 23 verschlossen, in denen zentrale Öffnungen 24 bezw. 25 vorge sehen sind. Dabei ist der Durchmesser der Öffnung 25 etwas geringer als der Durch messer der Öffnung 24. Vor der Öffnung 24 ist ein Brenner 26, beispielsweise ein Kohlenstaubbrenner, angeordnet, aus dem in das Innere der Trommel gerichtete Heizflam- men 27 austreten.
Die Heizflammen bezw. Heizgase durchströmen die Trommel in der Richtung des Pfeils und treten durch die Öffnung 25 aus in einen Kondensator 28 mit Abzugsstutzen 29. Die zu konzentrie rende Rohphosphorsäure wird durch eine Leitung 30 durch die Öffnung 25 der Trom mel zugeführt; das Konzentrat verlässt die Trommel durch die Öffnung 24 und gelangt in einen Vorratsbehälter 31. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wächst die Stärke der Flüssigkeitsschicht im Gegenstrom zu den Heizflammen oder Heizgasen.
Es ist nicht erforderlich, die Heizmittel im Gegenstrom zu der Flüssigkeit durch die Trommel hindurchzuführen. Man kann auch nach dem Gleichstromprinzip arbeiten. In diesem Falle muss der Durchmesser der Öff nung 25 etwas grösser sein, als der Durch messer der Öffnung 24, durch die dann nicht nur die Heizmittel eintreten, sondern auch die zu konzentrierende Flüssigkeit zugeführt wird.
Die dargestellten Vorrichtungen gestatten die störungsfreie, ununterbrochene Eindarnp- fung von Flüssigkeiten, insbesondere auch von solchen, welche Schlammabscheidung, zum Beispiel in Form von Gips zeigen, und zwar mit einem Wirkungsgrad, der bedeu tend höher ist als nach den bekannten ent sprechenden Verdampf ungsverfahren.
Die dargestellten Vorrichtungen können auch für das Eindampfen von Phosphorsäure und ähnlichen Flüssigkeiten auf normale Konzentration verwendet werden, wenn sie homogen verbleit sind, da bei der geschilder ten und beanspruchten Arbeitsweise örtliche Überhitzungen vermieden werden. Sollen je doch höhere Konzentrationen erzielt werden, so könnten die Trommeln der dargestellten Vorrichtungen auch zweckmässig mit einem andern geeigneten Material, zum Beispiel "Haveg"-Masse ausgekleidet sein.
Die dargestellten Vorrichtungen gestat ten die Verwendung einer direkten Heiz- flamme, beispielsweise einer Kohlenstaub- flamme. Jedoch kann auch neben oder an Stelle des Kohlenstaubes anderes billiges Brennmaterial, wie Abfallöle und dergleichen Verwendung finden. Die Strahlungswärme der Flamme und der Wärmeinhalt der Heiz gase wird zu einem grossen Teil für die Ver dampfung ausgenutzt, die im kontinuier lichen Betriebe, sowie bis zur beliebigen Konzentration durchgeführt werden kann.
Die abgeschiedenen Substanzen bilden keine störenden Krusten, sondern werden von der Flüssigkeit schwebend gehalten und durch den Auslauf des geneigten Drehrohres nach aussen befördert.
Bei allen dargestellten Vorrichtungen ist der innere Durchmesser der Trommel an der Eintrittsseite des Heizmittels, wie ersicht lich, am grössten.