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Vorrichtung zum Vakuumkristallisieren von Salzlösungen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Vakuumkristallisieren von Salzlösungen mit Zuleitung
für die Lösung, konischem Unterteil, nicht konischem Oberteil und darin angeordnetem
Rohr und auf der Höhe des ueberganges in dem konischen Teil angebrachter Umlenkvorrichtung.
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Es sind eine Reihe von Verdampferanlagen bekannt, die zumeist mehrstufig
unter Vakuum betrieben werden und in denen im Regelfall die zu verdampfende Lösung
über eine Umlaufleitung, die im Gefäßinneren des Vakuumapparates mit einem Sprühkopf
verbunden ist, versprüht wird und dadurch in das Gefäßinnere gelangt. Je nach Auslegung
der Einspritzdüsen wird die Lösung mehr oder weniger heftig versprüht, verdampft,
kühlt sich hierbei ab und kristallisiert, wobei Brüden entwickelt werden.
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Die über Oberflächen- oder Mischkondensatoren gelangenden Brüden werden
im allgemeinen zur Aufheizung von Betriebslauge weiter verwendet. Diese Anlagen
haben den Vorteil, daß auf verhältnismäßig kleinem Raum mit den entsprechenden Apparaten
sehr große Leistungen beim Kristallisationsvorgang erreicht werden können.
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Dieser Vorteil gegenüber anderen Verdampferanlagen ist jedoch mit
Nachteilen verbunden. Diese Nachteile von Verdampferanlagen der üblichen Konstruktion
sind a) starkes Versprühen und Vernebeln der zu verdampfenden Lösung hinter dem
Sprühkopf mit dem Ergebnis, daß größere Mengen dieser Lösung in feinster Verteilung
mit den Brüden in die Kondensatoren übergeführt werden. Dabei treten nicht unerhebliche
Verluste an kristallisierender Lösung ein. b) Durch die nach den bisherigen bekannten
Verfahren eintretende plötzliche Entspannung der in das Gefäßinnere durch Versprühen
gelangenden Lösung bilden sich hochkonzentrierte Tropfen oder Tröpfchen mit hohem
tJbersättigungsgrad, so daß dadurch bedingt ein sehr starkes Verkrusten der Oberfläche
des Kristallisationsgefäßes festzustellen ist. Diese starken Verkrustungen der Oberfläche
des Kristallisationsgefäßes sowie aller im Verdampferraum vorliegenden freien Einbauten
einschließlich der Einspritzöffnung, durch die die Lösung im Gefäßinneren versprüht
wird, führt dazu, daß die Einspritzverdampfer der bisher üblichen Ausführungsform
sehr störanfällig sind und keinen ununterbrochenen Betrieb der Anlage gestatten.
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Der Wirkungsgrad wird wesentlich herabgesetzt.
c) Die durch das Versprühen
der Lösungen außerordentlich plötzlich eintretende Verdampfung, läßt eine große
Anzahl kleiner Kristalle bzw. ein entsprechend feinstkörniges Kristallgut entstehen,
das die Qualität des Endproduktes wesentlich beeinflußt.
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Um diese genannten Mängel zu beheben, wurden die verschiedensten
Ausweichmöglichkeiten in Erwägung gezogen, z. B. Einspritzen der Lösung auf Prall-oder
Leitbleche u. a., um die starke Vernebelung beim Versprühen der Lösung herabzusetzen.
Diese Einrichtungen brachten nicht den gewünschten Erfolg, da alle bereits erwähnten
Einbauten in sehr kurzer Zeit mit einer Salzkruste überzogen waren.
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Demgegenüber wurden Vakuumverdampferanlagen bekannt, in die die zu
verdampfende Lösung durch eine geeignete Lochblende, eine konische Ver engung oder
zweckmäßigerweise eine Düse Lavallscher Form hineinragt, die zu einer Glockenform
nach unten hin erweitert ist und mit dieser eine Einheit bildet. Diese als Filmverdampferglocke
wirkende Einrichtung gestattet eine Filmbildung, mit der gleichzeitig die Verdampfung
der eingeführten Lösung beginnt. Sie ist beendet, wenn die frei schwebende Flüssigkeitsfilmglocke
auf den Flüssigkeitsspiegel im Verdampfer aufprallt.
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Diese Nachteile werden bei einer Vorrichtung zum Vakuumkristallisieren
von Salzlösungen mit Zuleitung für die Lösung, konischem Unterteil, nicht konischem
Oberteil und darin angeordnetem Rohr und auf der Höhe des Überganges in dem konischen
Teil angebrachter Umlenkvorrichtung vermieden, wenn erfindungsgemäß die Zuleitung
an der Oberseite des Kristallisators angebracht und daraus nach oben zu in einen
Behälter verformt ist, der im Inneren eine Umlenkvorrichtung aufweist, die an einem
aus
dem Behälter austretenden Brüdenabzug befestigt ist.
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Die Zeichnung erläutert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Mit 1 ist ein Kristallisations- und Verdampfergefäß bezeichnet, in
das der Behälter 2 hineinragt, der an der Oberseite des Gefäßes 1 angeordnet und
dort mit dem Gefäß fest verbunden ist. Der zur Austrittsseite hin sich verjüngende
Behälter ist dabei im Zentrum des sattelförmig ausgebildeten Rohres 3 angeordnet,
welches sich im Inneren des Verdampfers oder Kristallisationsgefäßes 1 mit Umlenkeinrichtung
5 und konischem Unterteil 6 befindet. Das Kristallisationsgefäß 1 ist weiterhin
so ausgebildet, daß im oberen Teil ein Hohlraum 7 mit Brüdenabzug 8 und Verdampferzone
9 vorhanden ist. Im Inneren des Behälters 2 befindet sich die Umlenkvorrichtung
10, die an dem Brüdenabzug 11 befestigt ist.
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Der Behälter 2 verjüngt sich zur Austrittsseite hin derart, daß in
Fortsetzung desselben das konische kreisrunde Rohr 12 entsteht, welches in das Kristallisationsgefäß
1 hineinragt.
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Die zu verdampfende gesättigte Lösung gelangt mit erhöhtem Druck
und der der gesättigte Lösung entsprechenden Sättigungstemperatur über die Zulaufleitung
13 in den Behälter 2, wird dabei durch die Umlenkvorrichtung 10 umgelenkt, tangential
beschleunigt und so gleichmäßig an die Behälterwand des Behälters 2 gedrückt, so
daß ein Film von geringer Stärke gebildet wird und innerhalb des Behälters 2 tangential
von oben nach unten strömt. Der dabei entstehende gleichmäßige Film verdampft teilweise,
so daß im Bereich des Behälters eine übersättigte Lösung gebildet wird. Die aus
dem konischen kreisrunden Rohr 12 des Behälters 2 austretende
übersättigte Lösung
trifft auf im Behälter befindliche, weniger gesättigte Lösung und mischt sich im
Bereich des sattelförmigen Rohres 3 mit derselben, dabei wird gleichzeitig ein Zirkulationsprozeß
mit innerem Kreislauf im Kristallisationsgefäß 1 eingeleitet. Die aus dem sattelförmigen
Rohr austretende und durch die Umlenkeinrichtung 5 umgelenkte und entgegen der Strömungsrichtung
im Rohr sich bewegende Lösung trifft dabei auf im Kristallisationsgefäß vorhandene
Salzkristalle mit einer zur Aufhebung der Übersättigung erforderlichen Wachstumsoberfläche,
die im Kreislauf im Kristallisationsgefäß 1 weiter zirkulieren und der Lösung weitere
Feststoffanteile entziehen, bis sie durch die entsprechende Volumenzunahme in den
konischen Unterteil 6 des Kristallisationsgefäßes 1 gelangen und vom Suspensionskreislauf
abgetrennt werden.