CS270752B1

CS270752B1 - A method for removing organic liquids from the amorphous substances and the process of the present invention

Info

Publication number: CS270752B1
Application number: CS886653A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Beran; Jaroslav Ing Stanek
Original assignee: Zdenek Ing Beran; Stanek Jaroslav
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1988-10-06
Publication date: 1990-07-12
Also published as: CS665388A1

Abstract

Způsob spočívá v tom, že se amorfní látka rozdruzí na vzájemně oddělené částice, které se bezprostředně po rozdružení zavádějí do fluidní vrstvy, vytvořené částicemi amorfní látky a pro.udem ohřátého Jnertního plynu nebo přehřátých par odstraňované organické kapaliny, kde se organická kapalina odpařuje a odděluje z fluidizačního prostředí kondenzací. Pluidizační prostředí se po kondenzaci přebytku par organické kapaliny ohřívá a recirkuluje zpět do fluidní vrstvy. Zařízení k provádění způsobu má fluidizační komoru (2), opatřenou fluidizačním roštem (6), rozdělenou na dvě sekce oddělené mezistěnou (3) s přepadovým otvorem. Do první sekce (4) je vyústěna matrice (7) protlačovacího granulátoru (1). Každá sekce je napojena na samostatný přívod fluidizačního prostředí. Všechny části zařízení tvoří uzavřený okruh. Řešení je určeno hlavně pro zpracování biologicky aktivních materiálů citlivých na teplotu.The method consists in that the amorphous substance is separated into mutually separated particles, which are immediately introduced after separation into a fluidized bed formed by particles of the amorphous substance and a stream of heated inert gas or superheated vapors of the organic liquid being removed, where the organic liquid evaporates and is separated from the fluidization medium by condensation. The fluidization medium is heated after condensation of the excess vapors of the organic liquid and recirculated back into the fluidized bed. The device for carrying out the method has a fluidization chamber (2), provided with a fluidization grid (6), divided into two sections separated by a partition wall (3) with an overflow opening. The matrix (7) of the extrusion granulator (1) opens into the first section (4). Each section is connected to a separate supply of the fluidization medium. All parts of the device form a closed circuit. The solution is intended mainly for the processing of biologically active materials sensitive to temperature.

Description

Vynález ee týká způsobu tepelného odstraňování organických kapalin z amorfních látek a zařízení k provádění způsobu.The invention relates to a process for the thermal removal of organic liquids from amorphous substances and to an apparatus for carrying out the process.

V průmyslové praxi se vyskytují případy, kdy je třeba odstranit z pevné TAza v amorfní formě organickou kapalinu, zpravidla rozpouštědlo, např. etanol nebo kapalné uhlovodíky. Pro tyto účely se používá zpravidla různých vyhřívaných uzavřených nádob, vybavených mechanickými míchadly. Stykem a ohřívanými plochami se přenáěí teplo do amorfní pevné fáze obsahující kapalinu, která se odpařuje, a páry kapaliny jeou odváděny z nádoby do kondenzátem. Pro zvýěení účinnosti takového zařízení se pracuje často za sníženého tlaku.In industrial practice, there are cases where it is necessary to remove an organic liquid, usually a solvent such as ethanol or liquid hydrocarbons, from the solid TAza in amorphous form. For this purpose, various heated closed vessels equipped with mechanical stirrers are usually used. The contact and the heated surfaces transfer heat to the amorphous solid phase containing the liquid, which evaporates, and the liquid vapors are removed from the vessel to the condensate. To increase the efficiency of such a device, it is often carried out under reduced pressure.

Je známo zařízení ve tvaru ležatého válce s parou ohřívaným pláětěm s pomalubéžným míchadlem, umístěným v ose válce. Přívod amorfní látky a odvod par je v horní části zařízení. Výstup materiálu po odstranění kapaliny je pomocí speciálního uzávěru ve spodní části válce. Zařízení pracuje nepřetržitě - po vsázkách - a během procesu je možno měnit tlak uvnitř nádoby.A horizontal cylinder-shaped device with a steam-heated plate with a slow-running stirrer located in the axis of the cylinder is known. The amorphous feed and the vapor outlet are at the top of the device. The outlet of the material after removing the liquid is by means of a special cap in the lower part of the cylinder. The device works continuously - in batches - and during the process it is possible to change the pressure inside the vessel.

Jiné zařízení zajišťuje pohyb hmoty v pracovním prostoru pomocí rotace celé vyhřívané nádoby, která má podélnou osu ěikmou k ose otáčení. Přitom dochází k složitému rotačnímu pohybu celého obsahu nádoby. Systém může pracovat za tlaku méně než o,ol MPa. Je známo také zařízení s nádobou ve tvaru uzavřené pánve s mechanicky stíraným povrchem pomocí rotujících hrabek.Another device ensures the movement of matter in the working space by rotating the entire heated vessel, which has a longitudinal axis perpendicular to the axis of rotation. At the same time, there is a complex rotational movement of the entire contents of the container. The system can operate at a pressure of less than 0.1 MPa. A device with a container in the form of a closed pan with a mechanically wiped surface by means of rotating rakes is also known.

Pro některé typy méně lepivých a drobivých past se používá parou vyhřátého šneku v uzavřené válcové nádobě, vyhřívané parním pláětěm. Toto uspořádání umožňuje za určitých podmínek nepřetržitý provoz.For some types of less sticky and friable pastes, a steam-heated auger is used in a closed cylindrical vessel heated by a steam jacket. This arrangement allows continuous operation under certain conditions.

Popsané systémy jsou vyhovující, pokud amorfní látka není příliě citlivá na teplotu, je dostatečně tepelně vodivá a netvoří během zpracování viskozní lepivé formy, které zpomalují až prakticky znemožňují přestup tepla a hmoty. Kromě toho není zpravidla možno toto zařízení provozovat nepřetržitě a je nutno pracovat po vsázkách. To znamená nižší využitelnost zařízení a velké nároky na obsluhu a manipulaci s materiálem.The described systems are suitable if the amorphous substance is not very sensitive to temperature, is sufficiently thermally conductive and does not form viscous adhesive forms during processing, which slow down to practically prevent the transfer of heat and mass. In addition, it is generally not possible to operate this device continuously and it is necessary to work in batches. This means lower equipment usability and high demands on operation and material handling.

Podstata způsobu odstraňování organických kapalin z amorfních látek podle vynálezu spočívá v tom, že se amorfní látka obsahující organickou kapalinu rozdruží na vzájemně oddělené částice, které se bezprostředně po rozdružení zavádějí do fluidního lože částic amorfní látky. Zde se ve fluidizačním prostředí, tvořeném za nižších teplot ohřátým inertním plynem obsahujícím páry odstraňované organické kapaliny a za vyšších teplot přehřátými parami odstraňované organické kapaliny, ohřívají částice amorfní látky a odpařuje organická kapalina, načež se částice zbavené kapaliny z fluidního lože odvádějí a fluidizační prostředí se po oddělení přebytku par organické kapaliny ohřívá a recirkuluje zpět do fluidního lože amorfní látky.The essence of the method for removing organic liquids from amorphous substances according to the invention consists in that the amorphous substance containing the organic liquid is separated into mutually separated particles, which are introduced into the fluidized bed of amorphous substance particles immediately after separation. Here, in a fluidizing medium formed by a lower gas heated at lower temperatures containing vapors of the removed organic liquid and at higher temperatures by superheated vapors of the removed organic liquid, the amorphous particles are heated and the organic liquid evaporates. after separating the excess organic liquid vapor, it is heated and recirculated back to the fluidized bed of the amorphous substance.

Zařízení k provádění způsobu se skládá z protlačovacího granulátem, jehož horizon- « tálně umístěná matrice je opatřena otvory o rozměrech odpovídajících velikosti rozdružované amorfní látky, fluidizační komory, ohřívacích těles fluidizačního prostředí, cyklonových odlučovačů úletu, kondenzátoru par rozpouštědla, čerpadla pro dopravu fluidi- začního prostředí, ěkrticích orgánů pro regulaci tlaku a rychlosti proudění fluidizačního prostředí ve fluidizační komoře, a vyznačuje se tím, že fluidizační komora je rozdělena mezistěnou na první sekci opatřenou prvním přiváděním otvorem fluidizačního prostředí a druhou sekci opatřenou druhým přiváděcím otvorem fluidizačního prostředí, kde matrice protlačovacího granulátem je vyústěna do první sekce fluidizační komory, v jejíž mezistěně je vytvořen první přepadový otvor, a v boční stěně druhé sekce fluidizační komory je vytvořen druhý přepadový otvor, navazující na výstup amorfních částic zbavených organických kapalin z fluidizační komory. Všechny části zařízení tvoří uzavřený okruh propojený potrubím pro dopravu fluidizačního prostředí.The device for carrying out the process consists of an extrusion granulate, the horizontally placed matrix of which is provided with openings of dimensions corresponding to the size of the dissociated amorphous substance, fluidization chamber, fluidizing medium heaters, cyclone fly ash separators, solvent vapor condenser, fluidization pump environment, throttling members for regulating the pressure and flow rate of the fluidizing medium in the fluidizing chamber, and characterized in that the fluidizing chamber is divided by a partition into a first section provided with a first fluidizing medium inlet and a second section provided with a second fluidizing medium inlet. it opens into a first section of the fluidization chamber, in the partition wall of which a first overflow opening is formed, and in the side wall of the second section of the fluidization chamber a second overflow opening is formed, following the outlet of amorphous particles free of organic liquids from the fluidization chamber. All parts of the device form a closed circuit connected by a pipe for the transport of the fluidizing environment.

Způsob podle vynálezu umožňuje odstraňování těkavých organických kapalin z amorfníchThe process according to the invention makes it possible to remove volatile organic liquids from amorphous ones

CS 27o752 Bl látek za nízkých teplot, které neohrožují kvalitu produktu. Využívá příznivých vlastností fluidní vrstvy, tj, intenzivního přestupu tepla a hmoty mezi fázemi. Je možné přesně regulovat teploty a odpařovat kapaliny za normálního tlaku. Proces je nepřetržitý s minimálními nároky na obsluhu.CS 27o752 Bl substances at low temperatures that do not endanger the quality of the product. It uses the favorable properties of the fluidized bed, ie, intensive heat and mass transfer between phases. It is possible to precisely regulate temperatures and evaporate liquids at normal pressure. The process is continuous with minimal operator requirements.

Pokud se týká zařízení pro provádění způsobu, je v porovnání se známými podstatně jednodušší. Kromě granulátoru nemá žádné pohyblivé části a přitom výkon vztažený na jeho velikost, případně hmotnost, je podstatně vyšší než u známých typů.As far as the device for carrying out the method is concerned, it is considerably simpler than known ones. Apart from the granulator, it has no moving parts and at the same time the power related to its size or weight is significantly higher than with known types.

Na výkresu je schematicky znázorněn příklad zařízení podle vynálezu v axonometrickém pohledu s oddělenou čelní stěnou,The drawing schematically shows an example of a device according to the invention in an axonometric view with a separate front wall,

Pluidizační komora 2 je mezistěnou £ rozdělena na první sekci £ a druhou sekci £. Ve spodní části fluidizační komory 2 je upraven fluidizační rošt 6. Do prostoru první * sekce 4 v její horní části je vyústěna matrice 7 protlačovacího granulátoru 1, Prostory fluidizační komory 2 jsou vzájemně propojeny prvním přepadovým otvorem 8 a na boční stěně druhé sekce £ je druhý přepadový otvor £ pro výstup 23 pevné fáze z fluidizační komory 2. Na dolním konci první sekce £ fluidizační komory £ je upraven první přiváděči otvor lo fluidizačního prostředí, který navazuje na první ohřívací těleso 11. V horní části první sekce £ je upraven první odváděči otvor 12 fluidizačního prostředí, který je napojen na cyklonový odlučovač 13. Obdobně je druhá sekce 5 opatřena druhým přiváděcím otvorem 14 fluidizačního prostředí, který navazuje na druhé ohřívací těleso 16, a druhým odváděcím otvorem 15 fluidizačního prostředí, na nějž navazuje cyklonový odlučovač 13. Cyklonový odlučovač 13 je potrubím 17 přes čerpadlo £8, které je v daném případě provedeno jako ventilátor, spojen s prvním ohřívacím tělesem 11 a druhým ohřívacím tělesem 16. Na potrubí 17 je pomocí potrubní odbočky 19 napojen kondenzátor 2o, na který navazuje nádrž 24 kondenzátu. Potrubí 17 je opatřeno prvním škrticím orgánem 21, který je předřazen prvnímu ohřívacímu tělesu 11, a druhým škrticím orgánem 22, který je předřazen druhému ohřívacímu tělesu 16.The pluidization chamber 2 is divided by a partition wall £ into a first section £ and a second section £. A fluidization grate 6 is provided in the lower part of the fluidization chamber 2. A matrix 7 of the extruder granulator 1 opens into the space of the first section 4 in its upper part. an overflow opening 6 for the outlet 23 of the solid phase from the fluidization chamber 2. At the lower end of the first section 6 of the fluidization chamber 6 a first inlet opening 11 of the fluidizing medium is provided, which adjoins the first heating body 11. A first outlet opening is provided in the upper part 12 of the fluidizing medium, which is connected to the cyclone separator 13. Similarly, the second section 5 is provided with a second inlet opening 14 of the fluidizing medium, which adjoins the second heating body 16, and a second outlet 15 of the fluidizing medium to which the cyclone separator 13 adjoins. 13 is connected to the first heater via a pipe 17 via a pump £ 8, which in this case is designed as a fan a condenser 20 and a second heating element 16 are connected to the pipe 17 by means of a pipe branch 19, to which a condensate tank 24 is connected. The pipe 17 is provided with a first throttling member 21, which is preceded by the first heating body 11, and a second throttling member 22, which is preceded by the second heating body 16.

Amorfní materiál obsahující organickou kapalinu přichází do protlačovacího granulátoru £, kde se protlačováním přes matrici 7 vytvaruje na částice, které se působením tíže odtrhávají a v řídké vrstvě, kde jsou vzájemně od sebe odděleny, padají do prostoru první sekce £ fluidizační komory £. Současně je do první sekce £ přes první přiváděči otvor lo vháněno ventilátorem fluidizační prostředí, které je ohříváno na potřebnou teplotu prvním ohřívacím tělesem 11 a prochází fluidizačním roštem G. Ve vzestupném proudu ohřátého fluidizačního prostředí se nad fluidizačním roštem G vytváří první stupeň fluidního lože. Druhý stupeň fluidního lože se vytváří v prostoru druhé sekce 5, kam je ohřáté fluidizační prostředí vháněno ventilátorem přes druhé ohřívací těleso 16 a druhý přiváděči otvor 14. Do prostoru druhé sekce 5 postupuje nepřetržitě pevná fáze » . prvním přepadovým otvorem 8 a druhým přepadovým otvorem 9 na boční stěně druhé sekce _5 je nepřetržitě odváděna přes výstup 23. Pluidizační prostředí je z fluidizační komory 2 odváděno působením ventilátoru přes první odváděči otvor 12 a druhý odváděči otvor ’ . 15 do cyklonového odlučovače 13, ve kterém se odloučí prach a drobné částice pevné fáze, stržené a unášené fluidizačním prostředím. Páry kapaliny odpařené ve fluidní vrstvě se kondenzují v kondenzátoru 2o a kondenzát se shromažňuje v nádrži 24 kondenzátu.The amorphous material containing the organic liquid enters the extrusion granulator 6, where it is formed by extrusion through a die 7 into particles which are torn off by gravity and fall into the space of the first section 6 of the fluidization chamber 6 in a thin layer where they are separated from each other. At the same time, a fluidizing medium is blown into the first section 6 via a first supply opening 10 by a fan, which is heated to the required temperature by a first heating element 11 and passes through a fluidizing grate G. The second stage of the fluidized bed is formed in the space of the second section 5, where the heated fluidizing medium is blown by a fan through the second heating element 16 and the second supply opening 14. A solid phase proceeds continuously into the space of the second section 5. the first overflow opening 8 and the second overflow opening 9 on the side wall of the second section 5 are continuously discharged through the outlet 23. The fluidizing medium is discharged from the fluidization chamber 2 by a fan through the first discharge opening 12 and the second discharge opening ’. 15 to a cyclone separator 13, in which dust and fine solid phase particles entrained and entrained by the fluidizing medium are separated. The vapors of liquid evaporated in the fluidized bed are condensed in a condenser 20 and the condensate is collected in a condensate tank 24.

Způsob a zařízení podle vynálezu byly použity pro odstraňováni etanolu z kvasničné bílkoviny. Obsah pevné fáze v kvasničné bílkovině na vstupu do zařízení byl 25 až 35 % p hmotnostních. Při roštové ploše o,75 m byla kapacita zařízení 3o kg granulí za hodinu o obsahu pevné fáze více než 9o % hmotnostních. Fluidizačním prostředím byly přehřáté páry etanolu ohřívané parou o tlaku 1 MPa, které se spotřebuje 12o kg/h. Spotřeba elektrické energie u tohoto zařízení je 35 kW.The method and apparatus of the invention were used to remove ethanol from yeast protein. The solids content of the yeast protein at the inlet to the plant was 25 to 35% by weight. With a grate area of .75 m, the capacity of the plant was 30 kg of granules per hour with a solids content of more than 90% by weight. The fluidizing medium was superheated ethanol vapor heated by steam at a pressure of 1 MPa, which was consumed at 12 kg / h. The power consumption of this device is 35 kW.

Claims

P I E D M Ž f V ϊ H L E E U

1.

Process for removing organic liquids from amorphous substances, characterized in that the amorphous substance containing the organic liquid is separated into mutually spaced particles, which are introduced into the fluidized bed of amorphous substance particles immediately after separation, where the amorphous substance particles are heated and evaporated in a fluidizing medium. the organic liquid, after which the deoxygenated particles are removed from the fluidized bed and the fluidizing medium is heated by condensation of the excess vapor of the organic liquid by condensation and recirculated back to the fluidized bed of the amorphous substance.

2.

The method according to item 1, characterized in that the fluidizing medium is formed by a heated inert gas containing vapors of the removed organic liquid.

3.

The method according to item 1, characterized in that the fluidizing medium is formed by superheated vapors of the removed organic liquid.

4.

Apparatus for carrying out the process according to items 1 to 3, consisting of an extrusion granulator, the horizontally placed matrix of which is provided with openings of dimensions corresponding to the particle size of the dissociated amorphous substance, fluidization chamber, fluidizing medium heaters, cyclone fly ash separator, solvent vapor condenser of the fluidizing medium, characterized in that the fluidizing chamber (2) is divided by a partition wall (3) into a first section (4) provided with a first fluidizing medium supply opening (lo) and a second section (5) provided with a second fluidizing medium supply opening (14). environment, where the die (7) of the extrusion granulator (1) opens into the first section (4) of the fluidization chamber (2), in the partition wall (3) of which the first overflow opening (8) is formed, and in the side wall of the second section (5) a second overflow opening (9) is formed in the fluidization chamber (2) connected to the outlet (23) of particles from the fluidization chamber (2), all parts of the device forming a closure circuit connected by a pipe (17) for transporting the fluidizing medium.