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Drehbandkolonne Drehbandkolonnen sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Die bekannten Drehbandkolonnen bestehen zumeist aus einem im wesentlichen
zylindrischen, z. B. von außen beheizten Gefäß mit darin angeordnetem, um die vertikale
Achse rotierendem Drehbandrotor. wobei eine zu behandelnde Flüssigkeit als Film
der Gefäßinnenwand aufgegeben und im Gegenstrom mit einem aufwärtsströmenden Gas-
oder Dampfstrom in Berührung gebracht wird.
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Derartige Drehbandkolonnen finden beispielsweise zum Verdampfen von
Lösungsmitteln oder zur einfachen bzw. fraktionierten Destillation zahlreicher Produkte
Anwendung.
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Die teilweise oder insgesamt zu verdampfende bzw. durch Destillation
(Rektifizierung) zu fraktionierende Flüssigkeit strömt als ein Film längs der Gefäßinnenwand
von oben nach unten. Die Dämpfe durchlaufen dabei die Kolonne in entgegengesetzter
Richtung, d. h. von unten nach oben, und werden infolge der Drehbandbewegung gleichsam
umgewälzt.
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Die erforderliche Antriebskraft für die Drehbewegung wird bei den
bekannten Ausführungsformen zumeist von einem außerhalb des Gefäßes angeordneten
Motor auf die Drehbandrotorwelle übertragen. Hierzu ist es erforderlich, daß die
sich drehende Drehbandrotorwelle durch den Kopf oder Boden der Gefäßwandung geführt
und an dieser Stelle mittels einer Stoffbuchse und zugeordneter Packung abgedichtet
ist.
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Da oftmals in derartigen Kolonnen mit einem starken Unterdruck gearbeitet
wird, ergibt die Verwendung der bekannten Stoffbuchse mit ihren zugeordneten Packungen
einerseits den Nachteil, daß ein Lufteintritt in das Gefäß nicht immer zu vermeiden
ist, was die Aufrechterhaltung des Unterdruckes verhindert bzw. die Qualität der
erhaltenen Produkte beeinträchtigt, während andererseits die Reibung zwischen der
Drehbandrotorwelle und der Stoffbuchspackung die für den Antrieb der Drehbandkolonne
erforderliche Kraft in nachteiligerWeise wesentlich heraufsetzt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Drehbandkolonne
in einfachster Weise so aufzubauen, daß eine Durchführung rotierender Teile durch
die Gefäßwandung und insbesondere die mit den vorstehend beschriebenen Nachteilen
behafteten Stoffbuchsen mit ihren zugeordneten Packungen nicht mehr erforderlich
sind.
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Die Erfindung betrifft eine Drehbandkolonne aus im wesentlichen zylindrischem,
z. B. von außen beheiztem Gefäß, mit darin angeordnetem, um die Vertikalachse rotierendem
Drehbandrotor, wobei eine
zu behandelnde Flüssigkeit als Film der Gefäßinnenwand
aufgegeben und im Gegenstrom mit einem aufwärts strömenden Dampfstrom in Berührung
gebracht wird. Die Erfindung besteht darin, daß auf der Drehbandrotorwelle eine
von der zu behandelnden, bzw. von der in der Kolonne bereits in Behandlung befindlichen
Flüssigkeit oder von den in die Kolonne einzuleitenden Behandlungsdämpfen getriebene
Turbine angeordnet ist. Zweckmäßig ist der Turbine eine Pumpe für das Treibmittel
zugeordnet und dieses in Kreislauf geführt. Die Turbine kann dabei aus mehreren
Dreharmen bestehen und an ihren Enden im wesentlichen tangential abgewinkelt sein.
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Der durch die Erfindung erreichte Vorteil ist vor allem darin zu
sehen, daß bei den erfindungsgemäßen Drehbandkolonnen die Drehbandrotorwelle nicht
mehr durch die Gefäßwandung geführt werden muß und sich somit eine nachteilige Abdichtung
zwischen der Gefäßwandung und der sich drehenden Drehbandrotorwelle vollkommen erübrigt.
Gleichzeitig damit wird bei der erfindungsgemäßen Drehbandkolonne die für diese
erforderliche Antriebskraft wesentlich herabgesetzt, da eine Reibung zwischen der
Drehbandrotorwelle und den an diese Welle angepreßten Abdichtungsmitteln nicht stattfindet.
Im übrigen wird durch die besonderen Vorschläge der Erfindung erreicht, daß der
Drehbandantrieb von der Menge der in der Kolonne behandelten Flüssigkeit unabhängig
ist.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäß.e
Drehbandkolonne, in der die Turbine an der Oberseite der Kolonne angeordnet ist,
im Vertikalschnitt, F i g. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach der
F i g. 1, bei der die Turbine an der Unterseite der Kolonne angeordnet ist, F i
g. 3 eine im wesentlichen der Pig. 2 entsprechende Ausführungsform, in der jedoch
über der Turbine eine Trennwand angeordnet ist, F i g. 4 eine Turbine mit zwei Düsen
in der Aufsicht und teilweise geschnitten.
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In der erfindungsgemäßen Drehbandkolonne nach Fig. 1 ist in einem
zylindrischen Gefäß, das z. B. aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, eine zentrale
Drehbandrotorwelle 2 drehbar angeordnet, die mit zwei einander diametral gegenüberliegenden
Rührbändern 3 versehen ist, die den Drehbandrotor bilden. Die Bänder 3 können eine
solche Breite aufweisen, daß sie bis nahe an die Wand der Drehbandkolonne 1 heranreichen.
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Über den Bändern 3 ist auf der Drehbandrotorwelle 2 eine Turbine
angeordnet, die aus zwei senkrecht zur Drehbandrotorwelle 2 stehenden, hohlen Dreharmen
4 besteht, die an ihren Enden mit tangential gerichteten Düsen 5 versehen sind.
Die hohlen Dreharme 4 schließen an eine innere Längsbohrung 6 der Drehbandrotorwelle
2 an, die über Öffnungen 7 mit einer stillstehenden zylindrischen Kammer 8 in Verbindung
stehen. Das Zulaufroht 9 für die Flüssigkeit mündet in die Kammer 8 aus. Die Drehbandrotorwelle
2 ist bei 10 und 11, abgedichtet durch die Oberwand und die Unterw änd der Kammer8,
hindurchgeführt.
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Die Dreharme 4 befinden sich in dem verbreiterten Oberteil 12, in
den die zylindrische Kolonne über den kegelförmigen Übergangsteil 13 übergeht.
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Die zu behandelnde Flüssigkeit tritt durch das Zulaufrohr 9 in die
Kammer 8 hinein, fließt weiter über die Öffnungen 7 und die Längsbohrung 6 in die
Dreharme 4 und tritt durch die Düsen 5 aus. Dabei berührt die gleichmäßig über den
Umfang verteilte Flüssigkeit die Wand des verbreiterten Oberteils 12 und fließt
unter der Wirkung der Schwerkraft über den konischen Teil 13 längs der Kolonnenwand
1 nach unten. Die aus den Düsen 5 austretende Flüssigkeit erteilt der Drehbandrotorwelle
2 mit den Rührbändern 3 eine Drehung. Bei gewissen Prozessen wird zu gleicher Zeit
Dampf durch die Kolonne 1 von unten nach oben geführt, der über die längs der Kolonnenwand
abströmende Flüssigkeit streicht und die aus der Flüssigkeit zu entfernenden Bestandteile
mit sich führt. Bei anderen Prozessen, z. B. bei einer fraktionierten Destillation,
können die aufsteigenden Dämpfe ausschließlich aus am Boden der Kolonne verdampfter
Substanz bestehen. In jedem Fall aber werden durch die rotierenden Rührbänder die
Dämpfe in der Kolonne umgewälzt, so daß die Geschwindigkeit des längs des Flüssigkeitsfilmes
streichenden Dampfes gesteigert und an jeder Stelle der mit den zu entfernenden
Bestandteilen gesättigte Dampf durch Frischdampf ersetzt wird. Diese beiden Vorgänge
fördern die Diffusion und beschleunigen demzufolge die Wirkung der Drehbandkolonne.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten abgeänderten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Drehbandkolonne ist die Antriebsturbine der Rührbänder in
einem
gegebenenfalls verbreiterten Unterteil 14 der Kolonne angeordnet, in dem sich eine
gleichbleibende Flüssigkeitsmenge befindet. Ein Teil dieser Flüssigkeit strömt vom
Raum 14 über die Leitung 16 nach eitief außerhalb der Kolonne 1 angedrdneten Pünipe
15 und wird durch diese zum Antrieb der Dreharme 4 in einem Kreislauf herumgepumpt.
In diesem Kreislauf kann gegebenenfalls ein Wärmeaustauscher 17 aufgenommen sein.
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Diese letztere Ausführung hat den Vorteil, daß die zum Antrieb der
Dreharme 4 herumgepumpte Flüssigkeitsmenge viel größer sein kann als die durch die
Kolonne zu behandelnde Flüssigkeitsmenge, die über das Ablaufrohr 18 abfließt.
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Fig.3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Drehbandkolonne, in der die in der Kolonne 1 behandelte Flüssigkeit von der Trennwand
19 aufgefangen und über die Leitung 23, die Pumpe 15 und die Leitung 9 in die unter
der Trennwand im gegebenenfalls verbreiterten Teil 14 angeordnete Turbine geführt
wird. Aus dem verbreiterten Teil 14 fließt die Flüssigkeit weiter über das Ablaufrohr
23 ab.
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Wie aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich ist, kann gegebenenfalls im
Kreislauf der Antriebsflüssigkeit ein Wärmeaustauscher 17 aufgenommen sein.
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Fig.4 zeigt eine Ausführung der Turbine mit Dreharmen 4 und Düsen
5, durch welche die Flüssigkeit austritt. Gegebenenfalls wird die Flüssigkeit dabei
durch die Düsen 5 zerstäubt.
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Die erfindungsgemäße Drehbandkolonne eignet sich besonders zum Raffinieren
von Speiseölen und -fetten. Dazu wird zwecks Entfernung der Fettsäure das erwärmte
Speiseöl oder -fett in der Kolonne einet Destillation unter stark verringertem Druck
unter worfen, wobei dem längs der Kolonneninnenwand abströmenden Speiseölfilm Wasserdampf
im Gegenstrom entgegengeführt wird. Dabei ergibt sich dann der Vorteil, daß gleichzeitig
eine Desodorisierung des Speiseöles oder -fettes in der Kolonne stattfindet, indem
die Geruchstoffe gleichfalls entfernt wetden.