DE1519627C - Verfahren und Vorrichtung zum konti nuierhchen Strippen von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und der Zeiteinheit genügend große Mengen von Gas

eine Vorrichtung zum Strippen bzw. Abstreifen von oder Dampf aus der auf die eine Seite des Trägers

Flüssigkeiten, bei dem die Flüssigkeit auf die eine aufgebrachten Flüssigkeit abzuziehen.

Seite eines Trägers, der aus mindestens einem platten- Die Erfindung strebt an, die vorgenannten Nach-

förrnigen porösen, Diffusion gestattenden Teil be- 5 teile der bekannten Strippvorrichtung und des dabei

steht, und ein Dampfstrom auf die entgegengesetzte angewendeten Verfahrens zu beheben, insbesondere

Seite des Trägers derart aufgebracht werden, daß in das Strippen mit größerem Wirkungsgrad hinsichtlich

der Flüssigkeit auf der diese aufnehmenden Seite des der in der Zeiteinheit und pro Flächeneinheit des

Trägers Wirbel und Turbulenz erzeugt werden, wäh- Trägers abzuziehenden Gas- oder Dampfmengen

rend das Gas oder der abzuziehende Dampf aus der io durchzuführen.

Flüssigkeit entfernt wird. ■ Dieses Ziel wird ausgehend von dem eingangs

Der Ausdruck »Strippen bzw. Abstreifen von genannten Verfahren dadurch erreicht, daß der Flüssigkeiten« bezieht sich auf das Entfernen eines Träger mit solcher Geschwindigkeit in Drehung verGases oder einer flüchtigen Flüssigkeit aus einer Lö- setzt wird, daß die aufgebrachte Flüssigkeit auf der sung in einer weniger flüchtigen Flüssigkeit unter der 15 Aufnahmeseite des Trägers einen dünnen, über diese Wirkung von Temperatur und Druck. Die Konzen- Trägeroberfläche hinweg abströmenden Film bildet, tration des durch Abstreifen zu entfernenden Diese Bildung eines sehr dünnen, z. B. nur einige Dampfes oder Gases ist in der dem Abstreifen unter- Tausendstel Zoll dicken Films durch entsprechende worfenen Flüssigkeit selbst am größten und in der Drehgeschwindigkeit der porösen Trägerteile bzw. unter Vakuum gehaltenen Gasphase am niedrigsten. 20 der Trägerfläche bringt folgende außerordentlich Die Konzentration des gelösten Gases bzw. Dampfes günstige Wirkungsweise mit sich: Infolge der Eran der Phasengrenze liegt in der Mitte zwischen den zeugung eines nur sehr dünnen Films auf der porösen beiden Konzentrationen und ist von der relativen Trägerfläche aus der zu behandelnden Flüssigkeit Wirksamkeit der Massenübertragungskoeffizienten kann die abzustreifende bzw. abzustrippende Kompoabhängig, die die Massenübertragung in der flüssigen 25 nente (z. B. eine flüchtigere Flüssigkeit als die Trägerund der gasförmigen Phase regulieren bzw. be- flüssigkeit oder ein darin gelöstes Gas), während der stimmen. Im Vakuum, insbesondere bei niedrigen Film beschleunigt durch die Zentrifugalkraft zum Partialdrücken, können Einflüsse bzw. Effekte auf- schnellen Abströmen von der Trägerfläche gebracht treten, die mit der Flüssigkeitsoberfläche zusammen- wird, sehr viel schneller entzogen werden als bei Verhängen und die Massenübertragung beeinflussen. Die 30 Wendung einer ruhenden porösen Behandlungsplatte Größe dieser Einflüsse auf die Massenübertragung in Berührung mit der in einem Behälter befindlichen sollte in solchen Fällen berücksichtigt werden. Um Flüssigkeit. Das heißt, in der Zeiteinheit wird unter die Massenübertragungskoeffizienten in der flüssigen sonst gleichen Temperatur- und Druckverhältnissen Phase zu verbessern, wird oft Wasserdampf direkt in und Größenverhältnissen der porösen Platte oder den die Flüssigkeit in dem Behälter eingeblasen. 35 porösen Platten nach der Erfindung der zu behandeln-

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Durch- den Flüssigkeit eine sehr viel größere Menge der zu führung eines Verfahrens der eingangs genannten Art strippenden Komponente entzogen, dienen zum Einleiten von Gasen in Flüssigkeiten Diese Wirkungsweise und diese Vorteile ergeben mehrere einzelne Platten aus porösem Material mit sich nicht bei bekannten Vorrichtungen zur Vakuumgetrennter Gaszuführung, die in voneinander ge- 40 Destillation unter Verwendung sich drehender trennte Öffnungen des Bodens eines Flüssigkeits- Flächen, die nicht porös sind und nicht für die Erbehälters eingesetzt sind und von denen jede nach findungsaufgabe des Strippens bestimmt sind, so daß außen durch einen geeignet geformten und. mit einer diese Vorrichtungen das erfindungsgemäße Verfahren Gaszuleitung versehenen Deckel derart abgeschlossen und Vorrichtungen zu seiner Durchführung auch ist, daß zwischen Deckel und Platte ein Hohlraum 45 nicht nahelegen konnten. Bei diesem Verfahren und gebildet wird, durch den der: Platte das gewünschte bei diesen Vorrichtungen kommt es auf die Ver-Gas von der Rückseite her zugeführt werden kann, wendung eines porösen, auf einer Seite mit der zu wobei vorteilhaft die Abdichtung der porösen Platte behandelnden Flüssigkeit und auf der anderen Seite gegen die Behälterwand sowie gleichzeitig gegen den mit einem Dampfstrom beaufschlagten, sich drehen-Deckel unter Zwischenlage von Dichtungsmaterial 50 den Trägers, mit solcher Drehgeschwindigkeit an, durch das Andrücken des Deckels gegen die Platte daß sich im gesamten Wirkungszusammenhang der erfolgt. Flüssigkeitszufuhr einerseits und der- Dampfdurch-

Bei dieser Vorrichtung sind also die Trägerflächen, strömung von der anderen Trägerseite her andereran denen die Behandlung der Flüssigkeit und die seits der bereits beschriebene dünne, über die Träger-Trennung erfolgt, ruhende Trägerflächen, und es 55 oberfläche hinweg abströmende Film auf der die wird an diesen porösen Trägerflächen das Strippen Flüssigkeit aufnehmenden Seite des Trägers bildet, unmittelbar bewirkt, ohne daß auf diesen zunächst Demgemäß ist eine Vorrichtung zur Durchführung ein dünner Film der Flüssigkeit erzeugt wird. Auf des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekenndiese Weise ist aber das Strippen nur langsam, und zeichnet, daß ein zur Aufnahme der zu behandelnden in vielen Fällen gar nicht, in einem Maße möglich, 60 Flüssigkeit dienender Träger, der aus mindestens das für praktische Zwecke ausreicht. Für die be- . einem porösen, Diffusion ermöglichenden Teil beabsichtigte Anwendung des eingangs genannten Ver- steht, in einer evakuierbaren Kammer angebracht und fahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung drehbar gelagert ist, und daß eine Zuleitung zum im industriellen Maßstab, insbesondere auf dem Aufbringen der Flüssigkeit auf die eine Seite des Gebiet der chemischen Verfahrenstechnik und des 6₅ porösen Trägerteils oder eine Einrichtung zum Zuchemischen Apparatewesens, z. B. auf dem Gebiet leiten von Stripp- bzw. Abstreifdampf auf die entder kosmetischen Industrie und der pharmazeutischen gegengesetzte Seite dieses Trägerteils vorgesehen ■ Industrie, kommt es aber entscheidend darauf an, in sind. Dabei kann die den Strippdampf aufnehmende

Claims (10)

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   Seite des porösen Trägerteils eine Begrenzungsfläche unter Blasenbildung durch den Flüssigkeitsfilm. Da-

   des Innenraums eines hohlen Verdampfers bilden. durch erhöht sich die Verwirbelung des Films bzw.

   Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen die Wirbelbildung im Film, die bereits durch die

   Vorrichtung besteht der Träger aus mehreren porösen Oberflächenbeschaffenheit der Scheibe 4 eingeleitet

   Teilen, die einen an einem Ende geschlossenen Zy- 5 wird. Die vom Dampf abgegebene Wärme steht als

   linder bilden, wobei die Innenfläche des Zylinders die latente Verdampfungswärme für die aus der Flüssig-

   . den Strippdampf aufnehmende Seite des Trägers keit zu entfernenden Bestandteile zur Verfügung, und

   bilden kann, dessen Innenraum mit der Strippdampf- dadurch, daß der Dampf die Flüssigkeit durchdringt,

   quelle verbunden ist. wird eine physikalische Trennung bzw. Abtrennung

   Statt dessen kann die Außenfläche des Zylinders als io gewisser Bestandteile bewirkt. Je nach Drehgeschwin-

   die den Strippdampf aufnehmende Seite des Trägers digkeit der Scheibe bleibt die Flüssigkeit nur für

   ausgebildet sein, und zwar in Form der Außenfläche wenige Sekunden oder gar nur für einen Bruchteil

   des Innenmantels eines Doppelmantel-Zylinders. einer Sekunde auf der Scheibe 4. Die Dicke des Films

   Der Träger kann auch aus mehreren porösen muß so gering sein, daß in dem Film ein Dampf-Teilen bestehen, die zusammen einen Kegelstumpf 15 druck entsteht, der im Vergleich zum Druck in der bilden und wobei das den kleineren Durchmesser auf- Vakuumkammer 1 vernachlässigbar klein ist. Die weisende. Ende des Kegelstumpfes geschlossen ist. Filmdicke liegt somit in der Größenordnung von Dabei ist vorzugsweise die hohle Innenseite des einigen Tausendstel Zoll.-.

   Kegelstumpfes die den Strippdampf aufnehmende . Sobald der Wasserdampf den Flüssigkeitsfilm Seite des Trägers. 20 durchströmt hat, werden der Wasserdampf und alle .·' Statt dessen kann die Außenfläche des Kegel- kondensierbaren Dämpfe an dem Kondensator 9 gestumpfes die den Strippdampf aufnehmende Seite des kühlt und durch die Leitung 8 entfernt. Etwaige Rest-Trägers sein. . dämpfe werden durch die Leitung 7 mittels einer

   Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Vor- Vakuumeinheit entfernt, die von beliebiger Art sein

   richtung einen Kondensator zum Kondensieren des 25 kann und nur fähig sein muß, die aus der behandelten

   den porösen Träger durchdringenden Dampfes und Flüssigkeit entfernten Dämpfe abzusaugen und den

   aller anderen.. von der Flüssigkeit abgestrippten benötigten Druck bzw. Unterdruck in der Kammer 1

   Dämpfe. aufrechtzuerhalten.

   Normalerweise wird zum Abstreifen Wasserdampf Die F i g. 2 bis 5 zeigen andere Ausführungsformen

   benutzt, jedoch ist jeder andere geeignete Dampf, wie 3° einer Verdampfereinrichtung. In allen Figuren be-

   etwa Alkohol, verwendbar. ^v zeichnet das Bezugszeichen 4 die poröse Fläche, auf

   Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeich- der das Verfahren stattfindet. Für normale Zwecke

   nungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt werden die Einrichtungen gemäß den F i g. 3 und 5

   Fig. 1 schematisch und im Schnitt die erfindungs- bevorzugt, weil der'Flüssigkeitsfilm bei diesen Ausgemäße Vorrichtung und 35 führungsformen bestrebt ist, infolge der Zentrifugal-

   F i g. 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen des kräfte fester an den Oberflächen 4 gehalten zu

   porösen Teils. werden.

   Wie Fig. 1 zeigt, enthält eine Vakuumkammer 1 Die Verdampfervorrichtungen brauchen nicht so eine eine poröse Scheibe 4 tragende Verdampfer- orientiert zu sein, wie in den Zeichnungen dargestellt, einrichtung 3. Die Einrichtung 3 ist mittels eines um 40 und können tatsächlich in jedem gewünschten eine Riemenscheibe 11 gehenden Riemens drehbar Winkel oder umgekehrt (spiegelbildlich) angeordnet und weist eine in der unteren Wandung der Vakuum- werden, da die auf den Flüssigkeitsfilm einwirkenden kammer 1 angeordnete Lagerungs- und Dichtungs- Zentrifugalkräfte im Vergleich zu den Erdanziehungseinrichtung 10 auf. Durch eine Leitung 5 gelangt kräften groß sind.

   Wasserdampf in die Einrichtung 3 und tritt durch die 45 Zur Unterstützung des Verdampfens von verporöse Scheibe 4 hindurch. Durch eine Leitung 2 unreinigenden Stoffen ist es im allgemeinen wünschenswird die zu behandelnde Flüssigkeit der Oberfläche wert, die Flüssigkeit, die dem Verfahren unterworfen der Scheibe 4 zugeführt. Die Vakuumkammer 1 wird werden soll, zu erhitzen. Das kann entweder durch mittels einer durch eine Leitung 7 mit der Kammer 1 direktes Erhitzen der Flüssigkeit geschehen, beispielsverbundenen Pumpe evakuiert. Die Pumpe arbeitet 50 weise dadurch, daß eine Strahlungswärme abgebende fortlaufend und entfernt jeglichen Dampf, um einen Heizeinrichtung innerhalb der Vakuumkammer anniedrigen Betriebsdruck von bis zu 10~³ Torr auf- geordnet wird, oder indirekt durch Erwärmen des rechtzuerhalten. Ein Kondensator 9 gibt das Kon- porösen Teiles,
   densat an eine Ausflußleitung 8 ab, und die nach dem

   erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Flüssigkeit 55 Patentansprüche:
   wird durch einen Auslaß 6 entfernt.

   Im Betrieb rotiert die Verdampfereinrichtung 3, 1. Verfahren zum kontinuierlichen Strippen und die dem Verfahren zu unterwerfende Flüssigkeit, von Flüssigkeiten, bei dem die Flüssigkeit auf die die eine beliebige geregelte bzw. regulierte Temperatur eine Seite eines Trägers, der aus mindestens haben kann, wird auf die poröse Scheibe 4 aufge- 60 einem plattenförmigen porösen, Diffusion gebracht. Infolge der Drehbewegung der Scheibe 4 stattenden Teil besteht und ein Dampfstrom auf breitet sich die Flüssigkeit in Form eines sich von der die entgegengesetzte Seite des Trägers derart auf-Mitte zum Rand bewegenden dünnen Films über die gebracht werden, daß in der Flüssigkeit auf der Scheibe aus. Die Flüssigkeit wird dann in eine trog- diese aufnehmenden Seite des Trägers Wirbel und förmige Auffangrinne 12 eines oben offenen Be- 65 Turbulenz erzeugt werden, während das Gas oder hälters 13 abgeworfen, in dem die Einrichtung 3 an- der abziehende Dampf aus der Flüssigkeit entgeordnet ist. Währenddessen strömt Wasserdampf fernt wird, dadurch gekennzeichnet, durch die poröse Scheibe 4 und perlt bzw. sprudelt daß der Träger (4) mit solcher Geschwindigkeit

   in Drehung versetzt wird, daß die aufgebrachte Flüssigkeit auf der Aufnahmeseite des Trägers einen dünnen, über diese Trägeroberfläche hinweg abströmenden Film bildet.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Aufnahme der zu behandelnden Flüssigkeit dienender Träger (4), der aus mindestens einem porösen, Diffusion ermöglichenden Teil besteht, in einer evakuierbaren Kammer (1) untergebracht und (bei 10) drehbar gelagert ist, und daß eine Zuleitung (2) zum Aufbringen der Flüssigkeit auf die eine Seite des porösen Trägerteils und eine Einrichtung (3, 5) zum Zuleiten von Stripp- bzw. Abstreifdampf auf die entgegengesetzte Seite dieses Trägerteils (4) vorgesehen sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strippdampf aufnehmende Seite des porösen Trägerteils (4) eine Begrenzungsfläche des Innenraums eines hohlen Verdampfers (3) bildet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus mehreren porösen Teilen (4) besteht, die einen an einem Ende geschlossenen Zylinder bilden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Zylinders die den Strippdampf aufnehmende Seite des Trägers (4) bildet, dessen Innenraum mit der Strippdampfquelle verbunden ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Zylinders als die den Strippdampf aufnehmende Seite des Trägers (4) ausgebildet ist, in Form der Außenfläche des Innenmantels (4) eines Doppelzylinders.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus mehreren porösen Teilen (4) besteht, die zusammen einen Kegelstumpf bilden und daß das den kleineren Durchmesser aufweisende Ende des Kegelstumpfs geschlossen ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Innenseite des Kegelstumpfs (4) die den Strippdampf aufnehmende Seite des Trägers (4) ist
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Kegelstumpfs (4) die den Strippdampf aufnehmende Seite des Trägers (4) ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (9) zum Kondensieren des den porösen Träger (4) durchdringenden Dampfs und aller anderen von der Flüssigkeit abgestrippten Dämpfe vorgesehen ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen