DE1551768A1 - Destillationsherd mit offenem Feuer,besonders fuer Destillation von Alkoholen - Google Patents

Description

Patentanwalt Dr.-ing. Woldemar Müller ¹ SÄ,^{20> den 9}·³·⁶⁷ Fernsprecher: 372533 1 *\ ζ 1 7 fi ft

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Cie. Des Gaz de Pitrole FRIKAGAZ, Paris (8) Frankreich Avenue Boche, 64«

Destillationsherd mit offenem Feuer, besonders für Destillation von Alkoholen.

Die Priorität.vom 29»Mär« 1966 in Frankreich der Patentanmeldung PoV*55«438 wird beantragt·

Die Erfindung besieht eich auf einen Destillat!ongherd mit offenem Feuer, besonder» für die Destillation von Alkoholen nach dem sogenannten Öharenteeisehen Verfahrenes ist bekannt» daß die Destillation von. Alkoholen vorsichtig durchgeführt werden muß,derart daß sie ein© gute Trennung der verschiedenen Fraktionen, erlaufet,, die- in des. verschiedenen Tesiper&turinte-r* vallen durchlauf <*», da senst die erhaltene " .Destillatioaslern¹¹ gen&irate Fraktion für den Verbrauch usgeaignet wenden könnte^ besonders, weisn-si© ni% Äthers, gemisslit ii?t₉ di® den flüchtigsten Teil bilden und awieehen 25° und 50° Uhergehen( Temperatur an den Schwanenhal«ausgang des Destillierkolbens gemessen), oder mit den Destillationsspitsen, die etwa »wischen 50° und 80° Vergehen, oder auch mit den*D«stillationsechwäxLs«n " dit den schwersten Fraktionen entsprechen· Andererseits hat »an offensichtlich ein Interesse daran, ein möglichst schnelles Ansteigen dtr Temperaturen zu erreichen,um die Leistungsfähig· keit der Einrichtung xu verbeesesn« Die Verwirklichung dieser ein wenig widersprechenden Bedingungen erfordert auf jeden Fall einen Herd, dessen HeIskraft mit grofier Leichtigkeit reguliert

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werden kann. Um dieses Resultat zu erlangen, hat man schon vorgeschlagen. Herde zu bauen, die mit einem Gasbrennetoff,besonders Naturgas, oder Staigas gespeist werden, und mehrere Brenner, z₀B« vier an der Zahl, haben, welche getrennt oder gleichzeitig in Betrieb genommen werden können, so daß durch ihr aufeinander folgendes Inbθtriebnehmen oder Ausschalten die Heizkraft abgestuft werden kann· Indessen bietet die direkte Heizung des uestillierkolbenkodens durch vier oder fünf Brenner, deren jeder eine bedeutende Heizkraft besitz*, die Gefahr, auf dem Kolben oder Kessel "heiße Punkte" zu schaffen, die der Qualität und vor allem dem Geschmack des Destillationsprodektes schädlich sind«

TTm diesen Mißstand su beseitigen, hat man daher auch ig diesen Gasherden ein Bett von feuerfesten leichten Produkten (Vermiculit und gegossenen Zement) angebracht, auf das die Flau«· ae der Brenner zuerst trifft, und dessen Ausstrahlung die Wärme auf den Boden des Kolbens oder Kessels überträgt. Immerhin vergrößert dl® Verwendung eines solchen feuerfesten Materials,das einen thermischen Speicher bildet, beträchtlloh die Trägheit der Anlag· und verhindert «in schnelles Wechseln der Heizlag·· Di* Erfindung hat dan Zweck, die oban genannten MiBstände an dta bekannte*, gasbeheizten Destillationsherden auszumerzen. Der Herd nach der Erfindung 1st dadurch gekennzeichnet, daß er einen Brenner alt mehreren Gruppen besitzt, deren jed· «in· große Anzahl gleichmäßig unter der ganzen Heizfläche des Kolbenboden* verteilter Brenndüsen Mit stabilisierter llama· besitzt,wob·! Mittel vorgesehen sind, in sehr großes Bereich die Ausströmung··» neige dieses Brenners zu regulieren,«. B* in einem Verhältnis

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Da die sahireichen Brenner gleichnamig über den Boden des Kolbens verteilt und in geeigneter Entfernung von diese* Boden angeordnet sind, ist di® Heizung des Bodens des Kolbens praktisch gleichmäßig und erzeugt keine lokale Überhitzung« Andererseits werden ja die Brennerstufen von einem brennbaren Gemisch gespeist, das aus einem Gas unter Druck und Luft gebildet wird, und daher ist es leicht, die Gasabgabe zu regulieren, indem «an den Zufuhrdruck variiert, 2.B₀ vermittelst eines Druckminderventils, das mit einem Manometer mit Ableseskala verbunden ist und eine Zufuhr von Propangas unter einem Druck von 0,05 bis 2 Bar ermöglichtο Dies erlaubt, die Gasabgabe und damit die Leistung des Herdes in einem Verhältnis 1 zu 11 zu variieren»

Als Beispiel 1st unten eine Ausführungsform einer Destilla

tionsvorrichtung, die mit einem Propangasherd nach der Erfindung versehen ist, beschrieben und in der Zeichnung dargestellt·

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einen Kessel nebst Schalttafel für den Brenner,

Fig. 2 und 3 zeigen den Brenner in Seitenansicht und Grundriß,

Fig. 4 zeigt im Axialschnitt eine der Brenndüsen für eine stabilisierte Flamme, mit denen der Brenner ausgerüstet ist,

Fig. 5 1st ein Diagramm, welches die Temperaturkurv· des Kessels als Fuktion der Zeit zeigt, und die Kurve der von dem Brenner gelieferten Leistung.

Gemäß Fig. 1 umfaßtdie Anlage einen Destillierkessel oder - Kolben 1, der von einem feuerfesten Grundkörper 2 getragen wird, in dem unter dem Boden des Kolbens eine Brennkammer 3 vorgesehen 1st, in die der durch einen Propangasbrennsr gebildete Herd eingesetzt ist· Dieser Brenner bereitet mehrere,«_oB. sechs,Gruppen (vergl. Fig. 1 bis 3)4,4*,4", die gleichzeitig

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von einer Gaβ-Luft-Mischung gespeist sind, die in einer Mischröhre 5 gebildet wird, welche an ein Sammelrohr 6 angeschlossen ist, an die die Gruppenrohre 4 parallel angeschlossen sind· Ein «weites Sammelrohr 7 verbindet die entgegengesetzten Enden der Gruppenrohre 4, um den Druck und die Liefermengen auszugleichen· Die Gruppenrohre 4 sind in geeigneter Entfernung unter dem Boden des Kolbens 1 angeordnet, so daß sie fast die ganze Fläche dieses Bodens bedecken, und sie sind ebenso wie die Querrohre 6,7 Mit einer Menge von Brenndüeen für stabile Flammen 8,8',8*, ζ·Β· etwa 60 pro Gruppe oder etwa 280 insgesamt versehen, was jeden Gang der Verbrennung ermöglicht, um den Boden des Kolbens gleichförmig zu erhitzen,ohne "heiße Punkte" hervorzurufen« Jede dieser Brenndüsen 8 besteht nach Fig. 4 in an sich bekannter Weise aus einem mit einem Rohrstutzen 10 versehenen Kragenstück 9, dessen Stützen 10 in ein Loch des Gruppenrohres 4 eingeschraubt oder eingeschweißt 1st« In de« Kragen 9 ist eine hohle kappenförmlge Düse 11 mit öffnungen 12, 12', 12" eingesetzt, die die Hauptflammen bilden, und mit Seitenöffnungen 13,13', 13", die in die Aussparung 14 des Kragenstücks münden und Steuerflammen oder Pilotflammen zur Sicherung der Verbrennung des Gasge-■enges am Ausgang der Hauptdüsen 12 bilden, gleichgültig wie groß das Haß der Verbrennung 1st, und selbst wenn die Hauptflammen die neigung haben, sich von ihren Düsen loszureißen·

Die Misehröhrβ 5 wird mit Propangas von der Steuerschalt· tafel 15 aus (Fig· 1)gespeist, welche eine mit Handsteuerventilen 14,25 «ersehene Zuleitung 26 für Propan unter hohem Druck und zwei parallel geschaltet· llektroventile 16, 17 speist· Das Slektroventil 16 speist die Misehröhrβ 5 über ein handfetrietenes Druckminderventil 18, an das ein Manometer 19 «it großer Aaieige-

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skala angeschlossen ist, während das Slektroventil 17 eine Sicherheitszündflamme 20 speist.Diese beiden Elektroventile 16, 17 werden von einer Sicherheitsvorrichtung mit ionisation·· elektrode 21 gesteuert« welche einen Strom passieren läßt, der die Wicklungen dieser Ventile erregt und dadurch ihre Öffnung bewirkt»

Zwei Handventile £2,23 sind parallel zu den El@ktroventl.len 16,17 geschaltet, so daß sie einen Nebenschluß bilden, der es ermöglicht, den Herd zu speisen, wenn suB© infolge» ©iser Strom.« unterbrechung die Sicherheitsvorrichtung 21 sieht arbeitet«

Zwei Kontrollampen (Scheiben) 27»28 zeigen das Funktionieren oder Hichtfunktionlesren des" Sicherheit «Verrichtung 21 an_e

Wie oben gesagt? !saun der Sptieungadruek des Propangas®» vermittelst des DrucämiE,deÄ^oventlle 18 aswisciiem O_fö5 nad 2 bar geregelt werden* s© daß er ©ine Abgabe des? B^snnmisiehiaag entsprechend Jador Heizkraft s.1.@h©ri» die s'oi? Fütotsvig des £*& st illation in den verschiedenen Hias@a a©tw@ndig tato

oiid das 'fo©tsia Fehles jede? f??%ii®it te® Herd®« ai@ch dung, aug®a"bllelslich dea Hfeissgang sis mo^ifisieFo^. iisEd &km auf ailfii ¥ariation&E enapreehera su lssß®n,Bnd zwar «it einer großtn Genauigkeit, die die Verhältnisse der Destillation zwangläufig •rfodern«

Das Diagramm der Fig. 5 zeigt die Tenperaturkurv· O i» Kessel, die Tenperaturkurve D der destillierten Produkte und di· Kurv· P der von dem Brenner gelieferten Heizleistung,

Ώ·τ aeue Brenner ermöglicht, zuerst di· Temperatur d·· Kessels in schnell·» Gang steigen zu lassen, dann di· anfänglieh· Beichicücungstemptratur bie zu *±η·χ fcnperatur in der flüssigkeit in Höhe ν·η 80»_{c# lti} di··« Ieeperatur l»*fladen *i«ß

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die verdampften Fraktionen im Schwanenhals auf einer Temperatur von etwa 50⁰C, und es entstehen unkondensierbare Anteile, die man beseitigen muß.

In diesem Augenblick wird die Heizleistung verringert, um ein schwächeres Kochen zu erreichen, und um die Äther ohne Gefahr einer Mischung mit den folgenden Fraktionen auszuscheiden,, Wenn die Temperatur der Flüssigkeit in dem Kessel 82° erreicht, und wenn die Destillierten Dämpfe gegen 78° heraustreten, erscheinen die ersten kondensierbaren Teile« Diese Destillationsspitzwn werden getrennt aufgenommen; ihre getrennte Gewinnung entspricht einer sehr geringen Temperaturspanneο Im Laufe dieser Operation wird die Leistung des Herdes beträchtlich verringert zwecks einer guten Trennung dieses wesentlichen Teiles, der sich über 15 bis 20"Minuten erstrecken kann·

Die schwache Leistung wird während dieses ganzen Anfangs der "Kern-Destillation" genannten Phase aufrecht erhalten und kann schließlich für den Weitergang der Operation leicht verstärkt werden·

Zum Schluß der Daetillation^Behwanz-DestillationV'jCnicht graphisch dargestellt} wird keine besondere Vorsichtsmaßnahme getroffen, und die Stärke wird auf 3twa S/3 der Aafangsstärke geregelt -

Die Kurve P zeigt, daß die Variationen der Heizleistung des Herdes momentan sind (vergl. vertikale Teile der Kurve), und daß außerdem abgesehen von den drei den senkrechten Teilen ^₁»^» P3 entsprechenden Leistung!Veränderungen die Leistung des Herdes konstant gehalten wird auf des Niveaus,die den verschiedenen Phasen der Destillation angepaßt sind· Ss ist also sehr leicht, eine Tabelle aufzustellen, die in Zeitfunktionen die Variationen

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angibt, denen der Arbeiter den Druck der Propangasspeisung unterwerfen muß, indem er gemäß den Angaben des Manometers 19 das Druckminderventil betätigt· Es ist gleicherweise leicht, automatisch vermittelst einer Programmieretes von bekannten Typus diese Variationen zu steuern* wobei dieses Programmgerät even· tuell dazu benutzt werden kann, gleichzeitig die HaaBver dor verschiedenen Ventile zu steuern, die am Ausgang de« Kolbens den Ausfluß der aufeinander folgenden Destillationsstufen in die verschiedenen Röhrenleitungen lenken, die die entsprechenden Behälter speisen·

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Claims (1)

1. Patentansprüche ·

   1· Deetillationeherd mit offenem Feuer, z.B. für Propangas als Brenngas,besonders für die Destillation von Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd einen Brenner(4) mit mehreren Gruppenrohren (4,4*,4") enthält,deren jedes eine große Anzahl von Gas-Brenndüsen (8,8*,8") für stabile Flammen gleichmaßig unter der gesamten Heizfläche des Kolbenbodenβ (1) Verteilt besitzt, wobei Regelglieder (16-25) vorgesehen sind, um in sehr großer Stufenfolge die Mengenleistung dieses Brenners (4) zu regeln, ζ·Β· im Verhältnis von 1 zu 10·

   2· Destillationsherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (4) durch ein unter Druck stehendes Gas gespeist ist, der durch ein Druckminderventil (18) regelbar ist«

   3· Destillationsherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngas mit der Verbrennungsluft vorzugsweise bei seiner Einführung in die Gruppenrohre (4,4*,4") des Brenners gemischt ist.

   4» Destillationsherd nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt des Propangases durch zwei Elektroventile (16,17) regelbar ist, welche sowohl die Sicher· heitszündflamme (20) wie die Hauptbrennerdüsen (8,8*8") speisen, wobei diese beiden Ventile (16,17) von-einer Sicherheitsvorrichtung (21), vorzugsweise mit Ionisationselektrode, steuerbar sind.

   5· Destillationsherd nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisevorrichtung eine lebenleitung mit Ventilen mit Handbetätigung (22,23) nät, die das Speisen des Brenners erlaubt,wenn die Elektroventile im Falle eines Strokausfalls durch die Sicherheitsvorrichtung geschlossen sind.

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   6e Destillationsherd nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das regelbar* Druckminderventil (18) mit einem Manometer (19) mit Skala verbunden ist, die beide für Verwendung von Propangas für Druckstufen von 0,05 bis 2 bar gebaut sind«.

   7ο Verfahren zur Destillation von Alkoholen bei offenem Feuer mit einem Herd nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst schnell die Anfangetemperatur des Kolbens bis auf 5O⁰C steigen läßt, um die su beseitigenden Äther abzutrennen, dann die Temperatur sehr langsam bis 78° 80⁰C steigert, um die gewonnenen Destillationsepitzen abzutrennen, und dann die Temperatur »och langsamer innerhalb von wenigstens 1 bis 2 Stunden bis auf etwa 86° C steigert, um die Kern-Destillation zu erhalten, indem man die Dauer der kritischen Teile dieser Operationen durch sehr genaue und geeignete Wärmezusätze vergrößert©

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