CH451087A - Verfahren und Mittel zum Konzentrieren von Flüssigkeitsgemischen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Mittel zum Konzentrieren von Flüssigkeitsgemischen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Mittel zum Konzentrieren von   flüssigkeitsgendschen,    deren Komponenten verschiedene Siedepunkte auf dem Wege der Verdampfung besitzen. Das Verfahren und das Mittel sollen insbesondere für einen kontinuierlichen Betrieb zum Erzielen von besonders hohen Reinheiten der schwerer siedenden Komponente verwendet werden können, wobei die auszutreibenden Komponenten tiefere Siedepunkte aufweisen.



   Es sind Verdampfer bekannt, bei denen die Aus  dampfung    der leichter siedenden Komponente mit und ohne Anwendung von Vakuum erfolgt. Um mit diesen Verdampfern höchste Reinheiten zu erzielen, muss entweder ein sehr hohes Vakuum angelegt werden oder die Eindampfung muss bei relativ hohen Temperaturen erfolgen. Da aber einerseits der Erzeugung eines sehr hohen Vakuums in der Technik ökonomisch Grenzen gesetzt sind und andererseits die Anwendung hoher Eindampftemperaturen durch die Temperaturbeständigkeit der Stoffe oftmals beschränkt wird, kann mit diesen Verdampfern in vielen Fällen entweder die gewünschte hohe Aufkonzentrierung nicht erreicht werden oder nur mit grossen Apparate- und Energieaufwand.



   Weiterhin sind Verdampfer bekannt, bei denen die Eindampfung unter Zusatz eines nichtkondensierenden Gases in den Verdampfungsraum erfolgt, wodurch der Partialdruck der leichter siedenden Komponente und damit die Siedetemperatur herabgesetzt wird.



   Um mit diesen Verdampfern besonders hohe Reinheiten zu erzielen, muss entweder die Flüssigkeit im Kreislauf wiederholt durch den Verdampfer geführt werden oder man muss sehr hohe Gasmengen zuführen.



  Führt man die Flüssigkeit im Kreislauf durch den Verdampfer, so hat das zum Nachteil, dass der Apparat für ein Vielfaches der Aufgabemenge ausgelegt werden muss und dass die Flüssigkeit einer langen, unter Umständen schädigenden Temperatureinwirkung ausgesetzt ist. In diesem Falle ist ein grosser Apparat- und Energieaufwand notwendig.



   Bei einem erhöhten Gaszusatz lassen sich aber auf Grund des Daltonschen Gesetzes nur dann hohe Reinheiten erzielen, wenn dieses Gasvolumen im Verhältnis zum entwickelten Dampfvolumen sehr gross ist. Da nun bei grossen Gehalten an leichter Siedenden das Dampfvolumen allein schon eine beachtliche Grösse erreicht, so wird es in diesem Fall technisch und ökonomisch unvertretbar, die zur Aufkonzentrierung erforderlichen Gasvolumins zuzuführen, so dass sich auch hier ein sehr grosser Apparate- und Energieaufwand ergibt.



   Die Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile aufzuheben und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren und ein Mittel zur Ausführung des Verfahrens zu entwickeln, um eine hohe Aufkonzentrierung von Flüssigkeitsgemischen trotz grossen Gehalts an leichter Siedenden mit geringem Apparate- und Energieaufwand zu ermöglichen.



   Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe wie folgt gelöst: Ausgehend von der Tatsache, dass sich Flüssigkeitsgemische bei sehr hoher Konzentration im Bereich der Restlöslichkeit befinden, ist hier das erste Raoultsche Gesetz anzuwenden. Dieses Gesetz besagt, dass einem geforderten sehr geringen Molanteil des leichter Siedenden in der Lösung auch ein sehr geringer Teildruck der leichter siedenden Komponente im Dampfraum gegen überstehen muss. Die Rechnung nach dem Daltonschen Gesetz zeigt, dass für höchste Reinheiten der Lösung so geringe Dampfteildrücke der abzutreibenden Komponente erforderlich sind, dass diese mittels technischen Vakuumpumpen nicht mehr erreicht werden können.



  Durch Zusatz von Gas in den Dampfraum lässt sich aber der Teildruck der leichter siedenden Komponente auch nur dann auf die erforderliche geringe Grösse bringen, wenn nur noch eine sehr kleine Menge des abzutreibenden Dampfes vorhanden ist.



   Deshalb wird erfindungsgemäss das Flüssigkeitsgemisch im ersten Verfahrensschritt in einer Stufe oder mehreren Stufen eines Verdampfers   vorkonzentriert    und danach, im zweiten Verfahrensschritt, das dabei gewonnene Konzentrat einem Dünnschichtverdampfer zugelei  tet, in   dessen Verdampfungsraum    ein nichtkondensierendes Gas eingeführt wird.



   Hierbei kann im ersten und/oder im zweiten Verfahrensschritt unter Vakuum verdampft werden. Das erfindungsgemässe Mittel zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein ein- oder mehrstufiger Verdampfer in Reihe mit einem Dünnschichtverdampfer geschaltet ist und letzterer eine Einrichtung, die die Zuführung eines nichtkondensierenden Gases in den Verdampfungsraum gestattet, besitzt.



   Die Erfindung soll anhand der Konzentrierung eines Trikresylphosphat-Wassergemisches beispielsweise näher erläutert werden.



   Das einzudampfende TKP-Wassergemisch, welches 16   Oio    Wasser enthält, wird im ersten Verfahrensschritt in der ersten Stufe der zweistufigen Fallstromeindampfanlage bei einem Vakuum von   80 ovo    auf eine Reinheit von 99,5   O/o    aufkonzentriert. Anschliessend wird die Lösung im zweiten Verfahrensschritt in die letzte Stufe geleitet, die ebenfalls unter Vakuum arbeitet. Der Verdampfungsraum der letzten Stufe wird mit einem Belüftungsventil versehen, durch welches eine dosierte Luftmenge zuströmt. Mit kurzer Temperatureinwirkung und geringer Luftmenge kann man leicht erreichen, dass die TKP-Lösung nur noch einen Wassergehalt von 0,02   o/o    enthält.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Konzentrieren von Flüssigkeitsgemischen, deren Komponenten verschiedene Siedepunkte auf dem Wege der Verdampfung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch im ersten Verfahrensschritt in einer Stufe oder in mehreren Stufen eines Verdampfers vorkonzentriert wird und danach im zweiten Verfahrensschritt das dabei gewonnene Konzentrat einem Dünnschichtverdampfer zugeleitet wird, in dessen Verdampfungsraum man ein nichtkondensierendes Gas einführt.

   II. Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein einoder mehrstufiger Verdampfer in Reihe mit einem Dünnschichtverdampfer geschaltet ist, wobei der Dünnschichtverdampfer eine Einrichtung zur Einführung eines nichtkondensierenden Gases in den Verdampfungsraum besitzt.

   UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten und/oder im zweiten Verfahrensschritt unter Vakuum verdampft wird.