DE1767191A1

DE1767191A1 - Device for the heat treatment of viscous substances or substances which tend to form crusts or to cracking

Info

Publication number: DE1767191A1
Application number: DE19681767191
Authority: DE
Inventors: Reinhold Hanke; Theodor Dipl-Ing Reinhard
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1968-04-10
Filing date: 1968-04-10
Publication date: 1971-08-19

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AGFARBENFABRIKEN BAYER AG

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Vorrichtung für die Wärmebehandlung von viskosen oder zum Krustenbilden oder zum Verkraoken neigenden Stoffen Device for the heat treatment of viscous or crusting or coking substances

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung für die Wärmebehandlung von viskosen oder zum Krustenbilden oder zum Verkracken neigenden Stoffen, insbesondere zum kontinuierlichen Destillieren von Plüssigkeitsgemischen mit nichtverdampftem Rückstand im Endprodukt, sowie zum kontinuierlichen Eindampfen (Aufkonzentrieren) von hochviskosen Stoffen und zum Trocknen von Feststoffen mit relativ geringem Flüssigkeitsgehalt. The present invention is directed to an apparatus for the heat treatment of viscous or crusting or for Materials with a tendency to crack, especially for the continuous distillation of liquid mixtures with non-evaporated residue in the end product, as well as for continuous evaporation (concentration) of highly viscous substances and for drying solids with a relatively low liquid content.

Eine vorbekannte Vorrichtung dieser Art besteht aus einem in Schräglage angeordneten, mit einer Temperiereinrichtung versehenen, starr gelagertem Rohr, das an seinem oberen Ende einen Guteinlaß und einen Gasauslaftund am unteren Ende einen Produktauslaß sowie gegebenenfalls einen Gas- oder Dampfauslaß aufweist. Der Rotor besteht dabei aus einer im Rohr angeordneten, antreibbaren Welle mit Wischern.A previously known device of this type consists of an in Inclined position, provided with a temperature control device, rigidly mounted pipe that has a good inlet at its upper end and a gas outlet and at the lower end a product outlet as well optionally has a gas or steam outlet. The rotor is made it consists of a drivable shaft with wipers arranged in the tube.

Es ist ein solcher in Schräglage angeordneter Dünnschichtverdampfer bekannt, bei dem der Film durch eine elastische, einseitig gelagerte, kernlose Wendel gebildet wird. Diese Vorrichtung hat denIt is such a thin-film evaporator arranged in an inclined position known, in which the film is supported by an elastic, one-sided, coreless helix is formed. This device has the

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Nachteil, daß sich an der Wendel Verkrustungen bilden können und daß ein sehr starker Abrieb zwischen Wendel und Rohrmantel auftritt.Disadvantage that incrustations can form on the helix and that there is very strong abrasion between helix and pipe jacket occurs.

Es wurde nun gefunden, daß dtese Nachteile sich vermeiden lassen, wenn erfindungsgemäß die Wischer aus Ketten bestehen, deren Länge · von der Rotationsachse aus gemessen - mindestens das 1,5-fache des Innenradius des Rohres beträgt.It has now been found that these disadvantages can be avoided, if according to the invention the wipers consist of chains whose length measured from the axis of rotation - at least 1.5 times of the inner radius of the pipe.

Den Ketten kommt dabei die Aufgabe zu, das oben zugeführte Produkt im Rohrinneren über dessen Wandung zu verteilen, dieses aber auch von anhaftenden Feststoffen, wie Verkrustungen und Verkrackungen, freizuhalten und das Rückstandprodukt zum unteren Rohrende, d.h. zum Auslauf zu transportieren. Gegenüber der vorbekannten Wendel oder ebenfalls vorbekannten Wischerblättern haben die Ketten den Vorteil, daß die Kettenglieder durch ihre Bewegungen Anbackungen und Verkrustungen immer wieder abschlagen. Es ist dabei wichtig, daß die Ketten mindestens die Länge des 1,5-fachen des Rohrradius besitzen, um eine günstige wischende und zugleich reinigende Wirkung zu erzielen. Dies ist besonders vorteilhaft für den Auslaßbereich, wo das Rückstandsprodukt am ehesten zu Ansätzen neigt. Da die Kettenenden in den Auslaufbereich hineinschlagen können, wird dieser immer von Anbackungen freigehalten.The task of the chains is the product fed in above to distribute inside the pipe over its wall, but also of adhering solids, such as incrustations and cracking, to be kept free and to transport the residue product to the lower end of the pipe, i.e. to the outlet. Opposite the previously known helix or also previously known wiper blades, the chains have the advantage that the chain links caking due to their movements and chipping off incrustations again and again. It is important that the chains are at least 1.5 times the length of the pipe radius own to achieve a favorable wiping and at the same time cleaning effect. This is particularly advantageous for the outlet area, where the residue product is most likely to form deposits. Since the chain ends can hit the outlet area, this is always kept free from caking.

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Aus der französischen Patentschrift 1 101 753 ist zwar schon ein Dünnschichtverdampfer bekannt, der Ketten als Wischelemente aufweist. Es handelt sich hierbei um einen senkrecht stehenden Verdampfer, dessen Ketten gerade so lang sind, daß die Enden über die Rohrwandung schleifen. Außerdem ist dieser Verdampfer lediglich für das Verdampfen von Flüssigkeiten bestimmt. Wegen der senkrechten Anordnung des Verdampferrohres und der begrenzten Kettenlänge ist weder eine reinigende noch eine fördernde Wirkung zu erzielen, wie sie für die Anwendung auf die eingangs erwähnten Stoffe erforderlich ist. Durch die Schräglage der Vorrichtung gemäß der Erfindung überstreichen die Ketten eine breitere Fläche der Rohrwandung.From the French patent specification 1 101 753 a thin film evaporator is already known which has chains as wiping elements. It is a vertical evaporator, the chains of which are just long enough that the ends drag over the pipe wall. In addition, this vaporizer is only intended for vaporizing liquids. Because of the vertical arrangement of the evaporator tube and the limited chain length, neither a cleaning nor a promoting effect can be achieved, as is necessary for the application to the substances mentioned at the beginning. Due to the inclined position of the device according to the invention, the chains sweep over a wider area of the pipe wall.

Nach einer besonderen Aus führungsform der Erfindung ist exn. sehr schneller Austausch der Ketten möglich. Hierfür sind gemäß der besonderen Ausführungs"form am Umfang der Wellen achsparallele, gekröpfte Profileisen mittels Befestigungselementen gehalten, wobei in den Kröpfungen Ketten eingehängt sind.According to a particular embodiment of the invention, exn. very quick replacement of the chains possible. For this purpose, according to the special embodiment "form, axially parallel, cranked profile irons are held on the circumference of the shafts by means of fastening elements, with chains being hooked into the cranks.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Kröpfungen der verschiedenen Profileisen gegeneinander versetzt, so daß möglichst die gesamte Rohrwandung von den einzelnen Ketten über-'strichen wird.According to a further advantageous embodiment, the crankings of the various profile irons are offset from one another , so that the entire pipe wall is covered by the individual chains as far as possible.

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Die Vorrichtung läßt sich erfindungsgemäß je nach den Erfordernissen des zu behandelnden Stoffes auf verschiedene Art und Weise betreiben. Nach einem der zugehörigen erfindungsgemäßen Verfahren wird durch entsprechende Drehzahl der Wischerwelle auf die Ketten eine Fliehkraft einwirken gelassen, deren Größe mindestens der Größe der Schwerkraft entspricht. D.h., die Ketten liegen während des Betriebes stets an der Wandung des Rohres an. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft anzuwenden, wenn die Siedepunkte der zu trennenden Medien weit auseinanderliegen und eine Neigung zum Verkraken der Rohrwandung besteht. Es ist ferner vorteilhaft beim Trocknen von Peststoffen oder beim Eindampfen hochviskoser Stoffe und polymerisierbarer Substanzen.The device can be according to the invention depending on the requirements of the substance to be treated in different ways. According to one of the associated methods according to the invention a centrifugal force is allowed to act on the chains by the corresponding speed of the wiper shaft, the size of which is at least the Size corresponds to gravity. This means that the chains are always in contact with the wall of the pipe during operation. This method is particularly advantageous to use when the boiling points of the media to be separated are far apart and there is a tendency to claw the pipe wall. It is also advantageous when drying pesticides or when evaporating more highly viscous substances Substances and polymerizable substances.

Nach einem alternativen Verfahren wird durch entsprechende Drehzahl der Wischerwelle auf die Ketten eine Fliehkraft einwirken gelassen, deren Größe unterhalb der Größe der Schwerkraft liegt. Dadurch wird erreicht, daß die Ketten beim Hochlaufen an der Rohrwandung je nach der Drehzahl früher oder später zurückfallen und beim Herabschlagen sich Anbackungen sowohl an den Ketten, an der Welle als auch an den Rohrwandungen lösen. Die Anwendung dieses Verfahrens hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wo bereits während des Destillierens ein Teil des Rückstandproduktes auskristallisiert. Die Ketten wirken dabei verstopfungsverhinderndAccording to an alternative method, the appropriate speed is used Let the wiper shaft act on the chains with a centrifugal force, the size of which is below the size of the force of gravity. This ensures that the chains fall back sooner or later when they run up against the pipe wall, depending on the speed When knocked down, caking loosened on the chains, on the shaft and on the pipe walls. Applying this Process has been shown to be particularly advantageous where part of the residue product crystallizes out during the distillation. The chains act to prevent clogging

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iind gerade die Welle, die den kondens ier freudigsten Teil der »Vorrichtung darstellt, wird reingehalten. Besonders günstig hat sich dieses Verfahren für die Auslaufzone erwiesen.It is precisely the wave that is the condensed most joyful part of the device that is kept clean. Has turned out to be particularly favorable this procedure has been proven for the run-off zone.

Als weiteres alternatives Verfahren gemäß der Erfindung wird die Wischerwelle periodisch mit Drehzahlen der beiden zuvor erläuterr ten erfindungsgemäßen Verfahren betrieben. Dieses Verfahren eignet sich für besonders schwierig zu verarbeitende Stoffe.As a further alternative method according to the invention, the The wiper shaft is operated periodically at speeds of the two previously explained methods according to the invention. This method is suitable for materials that are particularly difficult to process.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem zugehörigen VerfahrenWith the device according to the invention and the associated method

wurden gegenüber den bekannten Vorrichtungen sehr gute Erfolge bei der Destillation von Nitrobenzol-Rückständen erzielt. Unter anderem bieten sich weitere.Anwendungsmöglichkeiten für diese Vorrichtung für die Behandlung von Kresolrückständen und höhersiedende Hydroxylgruppen enthaltende Verbindungen mit Feststoffen (anorg. Salze); sowie für die Behandlung von Phenolrückständen,Compared to the known devices, very good successes have been achieved in the distillation of nitrobenzene residues. Under there are other possible applications for this Device for the treatment of cresol residues and higher boiling points Compounds containing hydroxyl groups with solids (inorganic salts); as well as for the treatment of phenol residues,

d.h., von Phenolverbindungen mit anorg. Salzen. Weiterhin können ^ damit Teerrückstände und anorg. Salze behandelt werden, sowie hochsiedende aliphatische Amine und org. Salze. Eine andere Anwendungsmöglichkeit ist die Konzentration von hochviskosen und polymerisierenden Substanzen, wie NaOH-Schmelzen usw.i.e., of phenolic compounds with anorg. Salt. Furthermore, ^ thus tar residues and anorg. Salts are treated, as well as high-boiling aliphatic amines and org. Salts. Another application is the concentration of highly viscous and polymerizing substances such as NaOH melts etc.

Anhand einer Zeichnung sei nun die erfindungsgemäße Vorrichtung näher beschrieben, und zwar zeigen:The device according to the invention is now based on a drawing described in more detail, namely show:

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Figur 1 die Vorrichtung im Längsschnitt Figur 2 einen Querschnitt durch den Rotorteil und die Figuren 3 bis 5 verschiedene Betriebszustände.1 shows the device in longitudinal section; FIG. 2 shows a cross section through the rotor part and the Figures 3 to 5 different operating states.

In Figur 1 ist das schrägliegende Rohr 1 von der Temperiereinrichtung 2 mit dem Dampfeinlaß 3 und dem Auslaß 4 versehen. Auf der Welle 5 sind Profileisen 6 mit Befestigungselementen 7 gehalten, wobei in den Kröpfungen 8 dieser Profileisen 6 die Ketten 9 eingehängt sind. Das Produkt wird durch den Stutzen 10 zugeführt. Das Rückstandsprodukt verläßt das Rohr durch den Auslauf 11. Die Gase ziehen durch den Stutzen 12 ab. Zusätzlich erforderlicher Dampf oder Gas wird durch den Stutzen 13 eingegeben. Die Antriebsscheibe für die Welle 5 ist mit 14 bezeichnet.In Figure 1, the inclined tube 1 is from the temperature control device 2 provided with the steam inlet 3 and the outlet 4. Profile iron 6 with fastening elements 7 are held on the shaft 5, whereby the chains 9 are hooked into the crankings 8 of this profile iron 6. The product is fed in through the nozzle 10. The residue product leaves the pipe through the outlet 11. The gases are drawn off through the nozzle 12. Additionally required steam or gas is entered through the nozzle 13. The drive pulley for the shaft 5 is denoted by 14.

In Figur 2 ist die Welle 5 durch Befestigungselemente 7 umgeben, die aus zwei Hälften 15 bestehen, welche Ausschnitte zur Aufnahme der Profileisen 6 aufweisen und die durch Schrauben 16 zusammengehalten werden.In Figure 2, the shaft 5 is surrounded by fastening elements 7, which consist of two halves 15, which cutouts for inclusion of the profile iron 6 and held together by screws 16 will.

Figur 3 zeigt den Rotor im Stillstaid, so daß die Ketten auf dem unteren Teil der Rohrwandung aufliegen.FIG. 3 shows the rotor in the stationary position, so that the chains rest on the lower part of the pipe wall.

In Figur 4 wird der Rotor mit einer Drehzahl betrieben, wobei die auf die Ketten einwirkende Fliehkraft geringer ist als die einwirkende Schwerkraft. Die umlaufenden Ketten liegen deshalbIn FIG. 4, the rotor is operated at a speed, the centrifugal force acting on the chains being less than that acting gravity. The circulating chains are therefore

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am oberen Wandungsteil nicht an, sondern fallen auf die Welle bzw. auf den unteren Wandungsteil zurück, wodurch sich die Verkrustungen lösen.do not hit the upper part of the wall, but fall on the shaft or on the lower wall part back, whereby the incrustations to solve.

In Figur 5 wird die Welle mit einer Drehzahl betrieben, die auf die Ketten eine Fliehkraft ausübt, deren Größe über derjenigen der Schwerkraft liegt. Die Kettenenden liegen deshalb während Jeder Umdrehung stets an der Rohrwandung an.In Figure 5, the shaft is operated at a speed that a centrifugal force exerts on the chains, the size of which is greater than that gravity lies. The chain ends are therefore always on the pipe wall during each revolution.

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1. Apparatus for the heat treatment of viscous or crusting or cracking-prone substances, consisting of from one arranged in an inclined position, with a temperature control device provided, rigidly mounted pipe, which at its upper end has a material inlet and a material outlet and at the lower end has a product outlet and optionally a gas or steam inlet; and a drivable one arranged in the tube Shaft with wipers, characterized in that the wipers consist of chains (9), the length of which - from the axis of rotation measured from - is at least 1.5 times the inner radius of the pipe (1).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that Profile iron (6) cranked parallel to the axis on the circumference of the shaft (5) by means of fastening elements (7, 15> 16) are held, the chains (9) being suspended in the cranks (d).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the cranks (8) of the individual profile iron (6) are offset from one another.

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4. A method for operating the device, characterized in that that a centrifugal force is allowed to act on the chains by the corresponding speed of the Wiseherwelle, whose Size is at least equal to the size of gravity.

5. A method for operating the device, characterized in that the wiper shaft by appropriate speed a centrifugal force is allowed to act on the chains, whose Size is below the size of gravity

6 «Method according to claim 4, characterized in that the wiper shaft rotates temporarily at a speed, whereby a centrifugal force is allowed to act on the chains, whose Size is below the size of gravity.

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