DE1769294A1

DE1769294A1 - Method and device for the continuous freezing of solids from quantities of liquid

Info

Publication number: DE1769294A1
Application number: DE19681769294
Authority: DE
Inventors: Emil Gottwald; Ladislav Kvasnica
Original assignee: CHEPOS ZD Y CHLADICIHO A POTRA
Current assignee: CHEPOS ZD Y CHLADICIHO A POTRA
Priority date: 1967-05-03
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1970-12-03
Also published as: CS198351B1; FR1583217A

Description

DR.-INQ. ULRICH KNOBLAUCH ₅₀ DR.-INQ. ULRICH GARLIC ₅₀

BATBMTAWUIAIT β FRANKFURT/MAIN 1, DEN ^^U *BATBMTAWUIAIT β FRANKFURT / MAIN 1, DEN ^ ^U *

PATtNTANWALI KÜHHORNSHOFWEG IOPATtNTANWALI KÜHHORNSHOFWEG IO

POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 34 2βPOST CHECK ACCOUNT FRANKFURT / M. 34 2β

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. SS3 7O2 TE LEFON: OB O2 07DRESDNER BANK. FRANKFURT / M. SS3 7O2 TE LEFON: OB O2 07

TELEGRAMM: KNOPATTELEGRAM: KNOPAT

CHEPOS Zavody chemickeho a potravinar'skeho strojirenstvi oborov£ podnik Brno (GSSR)CHEPOS Zavody chemickeho a potravinar'skeho strojirenstvi oborov £ podnik Brno (GSSR)

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausfrieren von Feststoffen aus Flüssigkeiten engenMethod and device for the continuous freezing of solids from liquids narrow

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausfrieren von Feststoffen aus Flüssigkeitsgemengen durch unmittelbare Einführung eines Kühlmittels in das Gemenge. Dieses Verfahren ist insbesondere zur Trennung von organischen Gemengen anwendbar, die bei verhältnismäßig hohen Temperaturen sieden oder die durch andere Vorgänge, wie etwa durch fraktionierte Destillation in einzelne Bestandteile nicht getrennt werden können.The invention relates to a method and a device for the continuous freezing of solids from liquid mixtures by directly introducing a coolant into the mixture. This method is particularly useful for separation of organic mixtures which boil at relatively high temperatures or which are caused by other processes, such as cannot be separated into individual components by fractional distillation, for example.

Es wurde schon vorgeschlagen, die durch Ausfrieren einiger Bestandteile aus Flüssigkeitsgemengen bewirkte fraktionierte Kristallisation insbesondere auch zur Gewinnung von solchen reinen aromatischen Kohlenwasserstoffen anzuwenden, die im Temperaturbereich von minus 50° C bis minus 120° G kristallisieren, wie z.B. Zyklohexan, Benzen, Naphtalen, aber auch Para- und Ortho-Xylen aus deren Gemengen mit dem Meta-Isomer und Ethylbenzen. It has already been proposed to use the fractional crystallization brought about by freezing out some constituents from liquid mixtures, in particular to obtain pure aromatic hydrocarbons that crystallize in the temperature range from minus 50 ° C to minus 120 ° G, such as cyclohexane, benzene, naphthalene, but also para and ortho-xylene from their mixtures with the meta-isomer and ethylbenzene.

In der entmischen Industrie werden bislang zur Durchführung von fraktionierten Kristallisationen durch Ausfrieren des zu trennenden Gemengte meistens Krat2 taueeher, sogenannte Chiller, rerwendet, die als Rohr-in-Rohr-Systeme ausgebildet sind. In dta Mantelkörper tinte eolohen Systems strömt durch einen kreis- In the segregating industry, so-called chillers, which are designed as tube-in-tube systems, have so far been used to carry out fractional crystallizations by freezing out the mixture to be separated. In dta shell body ink eolohen system flows through a circular

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ringförmigen Spalt zwischen den beiden Röhren eine Kühlflüssigkeit, die bei ihrer Verdampfung dem auszufrierenden Gemenge in dem inneren Rohr die Wärme entzieht, Das innere Rohr wird dabei., von einer drehbaren Welle durchgesetzt, die einen Schaber/trägt, mit welchem von der Innenwandung des inneren Rohrs die dort zur Ausscheidung gebrachten und dort im Anwachsen befindlichen Kristalle abgeschabt und weggeführt werden.annular gap between the two tubes a cooling liquid, which in their evaporation of the mixture to be frozen out in the inner tube removes the heat, the inner tube is., penetrated by a rotatable shaft that carries a scraper /, with which of the inner wall of the inner tube those which are precipitated there and which are growing there Crystals are scraped off and carried away.

Diese Art einer indirekten Kühlung hat Nachteile. Die Vorrichtung ist vor allem konstruktiv anspruchsvoll, erfordert eine gute dynamische Auswuchtung und Lagerung sowie eine genaue Einstellung der drehbaren Welle mit dem Schabersatz . Anspruchsvoll ist ferner auch die Bedienung und Instandhaltung, da diese verhältnismäßig komplizierte und unter schwierigen Bedingungen arbeitende Vorrichtung eine große Störanfälligkeit hat und zu einem hohen Verschleiß neigt. Nachteilig ist ferner auch der hohe Energiebedarf für den Wellenantrieb sowie die Unerläßlichkeit einer starken Abkühlung des Kühlmittels zur Sicherung einer hinreichenden Kühlwirkung beim indirekten Wärmeaustausch.This type of indirect cooling has disadvantages. Above all, the device is structurally demanding and requires a good dynamic balancing and storage as well as accurate Adjustment of the rotating shaft with the scraper set. Operation and maintenance are also demanding, as these relatively complicated and working under difficult conditions device has a high susceptibility to failure and to is prone to high wear. Another disadvantage is the high energy requirement for the shaft drive and the indispensability a strong cooling of the coolant to ensure a sufficient cooling effect with indirect heat exchange.

Aus diesem Grunde wurde bereits in einigen Fällen ein flüssiges oder festes Kühlmittel unmittelbar in das zu trennende Gemenge eingeführt. Zur Trennung von organischen Gemengen des Xylentypus wurden mit den Gemengen unmischbare, zum Dekantieren geeignete, meist wässrige Kühllösungen, wie Salzbrühen, Ammoniak, jedoch auch Freon, Schwefeldioxyd u.dgl. herangezogen. Es tauchten jedoch weitere Schwierigkeiten auf, die mit der Abtrennung dieser unmittelbar in das Gemenge eingeführten Kühlflüssigkeit verbunden waren.For this reason, a liquid or solid coolant has already been added directly to the batch to be separated in some cases introduced. For the separation of organic mixtures of the xylene type, immiscible, suitable for decanting, mostly aqueous cooling solutions such as brine, ammonia, but also freon, sulfur dioxide and the like are used. It popped up however, further difficulties arise with the separation of this cooling liquid introduced directly into the mixture were connected.

Am besten bewährte sich beim unmittelbaren Wärmeaustausch ein solches inertes und zuverlässiges Kühlmittel, das nach der Kälteübergabe an das zu iasnnende Gemenge verdampft, leicht von denselben abgeschieden unt getrennt, in einen Hilfskühlkreielau£ wieder komprimiert und unterkühlt werden kann. Sin solches Kühlmittel ist z.B. Kohlendloxyd. In the case of direct heat exchange, such an inert and reliable coolant has proven itself best, which, after the cold transfer to the mixture to be absorbed, evaporates, can easily be separated and separated from it, compressed again and subcooled in an auxiliary cooling circuit. Such a coolant is, for example, carbon dioxide.

Es wurde bereits tin Verfahren und tint Vorrichtung ium Ausfrieren dtr FtBtatoff*.aus JU.üa*igkeiten durch unmittelbar· Bin-There has already been a method and device in order to freeze out the FtBtatoff * .from JU.

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tragung eines dabei vergasenden Kühlmittels, wie z.B. Kohlendioxyd, vorgeschlagen. Das Flüssigkeitsgemenge wurde dabei durch einen geschlossenen Kreislauf geleitet, in welchem es im selbsttätigen Umlauf durch Einwirkung einer in den aufsteigenden Zweig des Kreislaufs eingespritzten und dort vergasenden Kühlflüssigkeit gehalten wurde. Auch bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung traten Betriebsschwierigkeiten und Mängel auf. Es hat sich gezeigt, daß eine selbsttätige Kreislaufführung des zu trennenden Gemenges bei weitem nicht ausreichend ist. Ferner war dadurch keine hinreichende Konzentrationshomogenität des Gemenges gesichert und es traten oft örtliche Unterkühlungen und Übersättigungen des Gemenges ein, was einerseits zu Aust Scheidungen von unerwünschten verunreinigenden Bestandteilen aus der Lösung und andererseits zur Entstehung einer übermäßigen Menge von Kristallisationszentren führte und damit zur nachfolgenden Ausbildung von viel zu geringen Kristallen und schließlich ebenfalls zur Verstopfung des Kreislaufumlaufes mittels der sich abscheidenden Feststoffe sowie des Kühlmittels Veran- ■ lassung geben konnte. Jede Unterbrechung des Kristallisationsvorganges und jedes Loslösen der Verstopfungen durch Tauen führt zu Kälteverlusten.Carrying a gasifying coolant, such as carbon dioxide, suggested. The liquid mixture was passed through a closed circuit in which it was automatically Circulation by the action of a coolant that is injected into the ascending branch of the circuit and gasified there was held. This method and apparatus also had operational difficulties and deficiencies. It has been shown that an automatic circulation of the to be separated mixture is far from sufficient. Furthermore, this did not result in sufficient homogeneity of the concentration of the Mixture secured and local hypothermia and oversaturation of the mixture often occurred, which on the one hand led to Aust Separation of undesirable contaminating constituents from the solution and, on the other hand, to the creation of an excessive The amount of crystallization centers led to the subsequent formation of crystals that were far too small and ultimately also to clog the circulation by means of the separating solids and the coolant could give. Every interruption of the crystallization process and every loosening of the blockages by thawing leads to cold losses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu beheben.The invention is based on the object of eliminating the disadvantages outlined.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Flüssigkeitsgemenge unter Zwangs-Umlauf in einem Kreislauf gekühlt wird, in welchem die Anteile des frischen Gemenges und des Kühlmittels hinter einem absteigenden Zweig und einer Umlaufpumpe, aber vor oder am Eintritt in einem aufsteigenden Zweig eingeleitet werden, wonach das abgekühlte Gemenge von Kühimitteldämpfen befreit, beruhigt und in Kristallisationsraum überführt wird, aus welchem die flüssigen Gemengeanteile über den absteigenden Zweig in den Kreislauf zurückgeleitet, die abgeschiedenen Kühlmitteldämpfe in einen Hilfs-Kühlkreislauf abgezogen und die abgesetzten groben Kristalle abgeführt werden. Als Kühlflüssigkeit wird dabei vorzugsweise insbesondere Kohlendioxyd verwendet.This object is achieved according to the invention in that the liquid mixture is cooled with forced circulation in a circuit is, in which the proportions of the fresh mixture and the coolant behind a descending branch and a circulation pump, but be introduced before or at the entrance in an ascending branch, after which the cooled mixture of Coolant vapors are freed, calmed and transferred to the crystallization space, from which the liquid mixture components The separated coolant vapors are returned to the circuit via the descending branch and an auxiliary cooling circuit peeled off and the coarse crystals deposited are removed. The cooling liquid used is in particular Carbon dioxide used.

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Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses kontinuierlichen Verfahrens ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch einen aufrechtstehenden Kristallisationsbehälter, an welchen in seinem kegeligen Boden eine Rohrleitung für die Abführung der Kristallsuspension und in seinem Kopfteil eine Rohrleitung für den Abzug der Kühlmitteldämpfe angeschlossen sind, durch einen etie inneren trichterförmigen Einbau, welcher den Behälter in ein oberes Abscheidungs/tail und ein unteres Kristallieationsabteil unterteilt und durch einen die beiden Abteile untereinander verbindenden äußeren Kreislaufs verbunden sind, welcher mit einem absteigenden Zweig aus dem Oberteil des Kristallisationsabteils unterhalb eines kegeligen Einbauteils austritt und mit einem tangential in das obere Abscheidungsabteil mündenden aufsteigenden Zweig eine Umlaufpumpe, eine Rohrleitung für die Einleitung der frischen Anteile des Flüssigkeitsgemenges und am Eintritt in den aufsteigenden Zweig ein Drosselventil für die Einspritzung des Kühlmittels aufweist.An apparatus for performing this continuous process is characterized according to the invention by an upright crystallization vessel, on which in his conical bottom a pipe for the discharge of the crystal suspension and in its head part a pipe for the extraction the coolant vapors are connected by an etie inner funnel-shaped installation, which divides the container into an upper separation / tail and a lower crystallization compartment divided and connected by an external circuit connecting the two compartments with each other, which with a descending branch exits from the upper part of the crystallization compartment below a conical built-in part and with one opening tangentially into the upper separation compartment ascending branch a circulation pump, a pipeline for the introduction of the fresh parts of the liquid mixture and at the entrance to the ascending branch a throttle valve for the injection of the coolant.

Hierbei wird zweckmäßigerweise dafür gesorgt, daß ein zylindrischer Unterteil des inneren Einbaus gegenüber der kegeligen Bodensohle des unteren Kristallisationsabteils offen ist, während der kegelige Oberteil des Einbaus mit lotrechten Entgasungsrohren versehen ist, die vom Eristallisationsabteil in den Dampfraum des oberen Abscheidungsabteils führen.Here it is expediently ensured that a cylindrical The lower part of the inner installation opposite the conical bottom sole of the lower crystallization compartment is open, while the conical upper part of the installation is provided with vertical degassing pipes that lead from the eristallization compartment into the Lead the vapor space of the upper separation compartment.

Bei einer anderen Ausbildung ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch einen aufrechtstehenden Kristallisationsbehälter, an welchen in seinem kegeligen Boden eine Rohrleitung für die Abführung der Kristallsuspension und in seinem Kopfteil eine Rohrleitung für den Abzug der Kühlmitteldämpfe angeschlossen sind, und durch einen, einen · inneren Kreislauf ergebenden axialen trichterförmigen Behältereinbau, dessen kegeliger Oberteil unterhalb dee Flüssigkeitsspiegel offen ist und einen kühlenden aufsteigenden Zweig des Kreislaufs bildet, während in dem zylindrischen Unterteil, der gegenüber dem Boden des Kristalliaetionsbehälters offensteht und eine Umlaufpumpe aufweist, oberhalb dieser Pumpe sowohl eine Rohrleitung für die Einleitung der frisch in die Vorrichtung In another embodiment, the device according to the invention is characterized by an upright crystallization container, to which a pipeline for discharging the crystal suspension is connected in its conical bottom and a pipeline for extracting the coolant vapors in its head part, and by an inner one Circulation resulting axial funnel-shaped container installation, whose conical upper part is open below the liquid level and forms a cooling ascending branch of the circuit, while in the cylindrical lower part, which is open to the bottom of the crystallization container and has a circulation pump, above this pump both a pipeline for the introduction the fresh in the device

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eintretenden Anteile des Flüssigkeitsgemenges als auch ein Drosselventil für die Einspritzung des KühMttels eingebaut sind.incoming portions of the liquid mixture as well as a throttle valve for the injection of the coolant installed are.

Im Kopfteil des Kristallisationsbehälters kann noch vor dem Anschluß der Rohrleitung für den Abzug der Kühlmitteldämpfe in den Hilfs-Kühlkreislauf oder direkt in dieser Rohrleitung in beiden Ausführungen ein Abscheider für die flüssige Phase vorgesehen sein.In the head part of the crystallization tank, before the pipeline is connected, the coolant vapors can be drawn off a separator for the liquid phase in the auxiliary cooling circuit or directly in this pipeline in both versions be provided.

Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise in schematischer Wiedergabe zwei Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausfrieren von Peststoffen aus Flüssigkeitsgemengen. Darin zeigt:The drawing illustrates, for example, a schematic representation of two embodiments of the device according to the invention for freezing out pests from liquid mixtures. It shows:

Pig. 1 einen aufrechtstehenden Kristallisator mit einem äußeren Kreislauf im lotrechten Schnitt undPig. 1 an upright crystallizer with a external circuit in the perpendicular section and

Pig. 2 einen anderen Kristallisator mit einem inneren Umlauf ebenfalls im lotrechten Schnitt.Pig. 2 another crystallizer with an inner circuit, also in a vertical section.

Der Kristallisator nach Pig. 1 besteht aus einem lotrecht stehenden zylindrischen Behälter 1 mit einem kegeligen Boden. Der Innenraum des Kristallisatorbehälters 1 ist durch einen trichterförmigen aus zwei Teilen 8,9 bestehenden Einbau in ein oberes Abscheidungsabteil und ein unteres Kristallisationsabteil unterteilt. Der kegelige Oberteil 8 des Einbaus, der die Form ' eines umgekehrten Kegelstumpfs besitzt, ruht mit seiner oberen breiteren Bodeneohle auf einer Tragleiste, die etwa in der halben Höhe des Kristallisators vorgesehen ist. Vom Boden des kegeligen Einbauteils ragt der axiale zylindrische Einbauteil 9 nach unten, der gegenüber dem kegeligen Kristallisatorboden offen steht. Xn den Oberteil 8 des Einbaus sind lotrecht Entgasungsrohre 12 eingesetzt», dia, oberhalb des Spiegels der flUsvigen Suspension in de^ des oberen Abscheidungsabteila ausmünden und somit diesen Raum mit dem unteren Abteil des Kris%allleator· verbinden. Pig's crystallizer. 1 consists of a vertical cylindrical container 1 with a conical bottom. The interior of the crystallizer container 1 is divided into an upper separation compartment and a lower crystallization compartment by a funnel-shaped installation consisting of two parts 8, 9. The conical upper part 8 of the installation, which has the shape of an inverted truncated cone, rests with its upper, wider bottom sole on a support strip which is provided approximately at half the height of the crystallizer. From the bottom of the conical built-in part, the axial cylindrical built-in part 9 protrudes downwards and is open with respect to the conical crystallizer base. In the upper part 8 of the built-in unit, vent pipes 12 are inserted vertically, which open out into the upper separating compartment above the level of the liquid suspension and thus connect this space to the lower compartment of the liquid suspension.

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An den kegeligen Boden des Kristallisators schließt eine Rohrleitung 10 zur Abführung der gröberen Kristallsuspension an und in den Kopfteil des Kristallisatorbehälters 1 mündet eine Rohrleitung 11 zum Auslass bzw. Abzug der Kühlmitteldämpfe in den nicht abgebildeten Hilfs-Kühlkreislauf. Unterhalb der Mündung bzw. des Anschlusses der Rohrleitung 11 ist im Behälterkopf ein Flüssigkeitsabscheider vorgesehen, den eine am Rost 13 lose gelagerte Füllung 14- bildet. Eine geeignsfce Füllung stellen z,B. Raschig-Ringe, Späne oder gröbere Rolladen, sogenannte Jalousien, dar.A pipe connects to the conical bottom of the crystallizer 10 for discharging the coarser crystal suspension on and into the head part of the crystallizer container 1 opens a Pipeline 11 to the outlet or extraction of the coolant vapors in the auxiliary cooling circuit, not shown. Below the mouth or the connection of the pipeline 11, a liquid separator is provided in the container head, one on the grate 13 loosely mounted filling 14- forms. A suitable filling put e.g. Raschig rings, chips or coarser shutters, so-called Blinds, represent.

An den Oberteil des Kristallisationsabteils unmittelbar unterhalb des kegeligen Einbauteils 8 schließt der absteigende ZweigThe descending branch closes at the upper part of the crystallization compartment immediately below the conical built-in part 8

2 des äußeren Kreislaufs an, dearen aufsteigender Zweig 7 mit einer tangentialen öffnung 15 in das Abscheidungsabteil oberhalb des kegeligen Einbauteils 8 mündet. In diesem Kreislauf ist eine Umlaufpumpe 3 mit einem Motorantrieb 4 vorgesehen. Hinter der Umlaufpumpe 3 mündet in den waagerechten Zweig des Kreislaufs eine Rohrleitung 5 für die Einleitung frischer, neu in die Vorrichtung geführter Anteile des Flüssigkeitsgemenges und vor dem aufsteigenden Zweig 7 ist ein Drosselventil 6 für die Einspritzung des Kühlmittels, z.B. des flüssigen Kohlendioxyds, eingeschaltet.2 of the external circuit, the ascending branch 7 with a tangential opening 15 into the separation compartment above the conical built-in part 8 opens. A circulation pump 3 with a motor drive 4 is provided in this circuit. Behind the circulation pump 3 opens into the horizontal branch of the circuit a pipe 5 for the introduction of fresh, new In the device conducted portions of the liquid mixture and upstream of the ascending branch 7 is a throttle valve 6 for the injection of the coolant, e.g. liquid carbon dioxide, is switched on.

Der Kristallisationsvorgang verläuft in der beschriebenen Vorrichtung in der Weise, daß zu dem teilweise bereits behandelten, durch den äußeren Kreislauf aus dem unteren Kristallisationsabteil zurück in das obere Abscheidungsabteil geführten Gemenge in dem waagerechten Zweig des Kreislaufs hinter der UmlaufpumpeThe crystallization process takes place in the device described in such a way that to the partially already treated, through the external circuit from the lower crystallization compartment back into the upper separation compartment led mixture in the horizontal branch of the circuit behind the circulation pump

3 die frischen Anteile des Gemenges durch die Rohrleitung 5 zugesetzt werden. Am Eintritt in den aufsteigenden Zweig 7 des Kreislaufs wird in das umlaufende Gemenge das flüssige Kohlendioxyd, eingespritzt. Im aufsteigenden Zweig 7_t welcher einen größeren Durchmesser ale der absteigende Zweig 2 besitzt, wird das Kohlendioxyd entspannt, vergast und mit der aufsteigenden Flüssigkeit vermengt, die soait abgekühlt wird. Zugleich wird mittels der Blasen des vergasenden Kühlmittels der Aufstieg des flüssigkeitsgefülltβ duroh den aufsteigenden Zweig in das obere Absohtidungeabteil unterstützt, in welohes der aufstei- 3 the fresh portions of the mixture are added through the pipe 5. At the entry into the ascending branch 7 of the circuit, the liquid carbon dioxide is injected into the circulating mixture. In the ascending branch 7 _t, which has a larger diameter than the descending branch 2 , the carbon dioxide is expanded, gasified and mixed with the ascending liquid , which is thus cooled. At the same time, by means of the bubbles of the gasifying coolant, the ascent of the liquid-filled ß through the ascending branch in the upper absorption compartment is supported, in which the ascending

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gende Zweig durch die tangentiale Öffnung 15 mündet. Diese tangentiale Ausmündung des aufsteigenden Zweiges 7 führt zu einer kreisenden Strömung des abgekühlten Flüssigkeitsgemenges entlang der kegeligen Wandung des Oberteils des inneren Einbauteils 8. Bei dieser absteigenden kreisenden Gemengeströmung findet die Vergasung dee restlichen flüssigen Kühlmittels, ferner dessen Diffusion und Verflüchtigung aus dem gekühlten Flüssigkeitsgemenge und dadurch gleichzeitig auch eine weitere Abkühlung des Gemenges statt. Von der Bodensohle des kegeligen Einbauteils 8 wird das abgekühlte Gemenge der Flüssigkeiten durch den axialen zylindrischen Einbauteil 9 in das untere Kristallisationsabteil der Vorrichtung überführt. Dabei prallt der sinkende Strom des überwiegend flüssigen Gemenges gegen die Bodensohle des Kristallisatorbehälters, wird von derselben nach oben zurückgeworfen und erzeugt somit aufsteigende Ströme, die entlang der geneigten Wand der kegelförmigen Bodensohle sowie entlang der lotrechten Wand des Kristallisatorbehäters 1 emporsteigen. Durch diese aufsteigenden Ströme werden die durch Berührung mit frischen Anteilen der gesättigten Lösung weiter anwachsenden Kristalle im Schwebezustand gehalten. Während die gröberen Kristalle zu Boden sinken, um von dort den Behälter zu verlassen, werden die feineren und leichteren Kristalle erneut im Kreislauf zu der im Höchstpunkt des Kristallisationsabteils vorgesehenen Mündung des absteigenden Zweiges 2 mitgeschleppt. Low branch opens through the tangential opening 15. This tangential The outlet of the ascending branch 7 leads to a circular flow of the cooled liquid mixture along the conical wall of the upper part of the inner built-in part 8. In this descending circular flow of the mixture takes place the gasification of the remaining liquid coolant, furthermore its diffusion and volatilization from the cooled liquid mixture and thereby a further cooling of the mixture takes place at the same time. From the bottom of the conical fixture 8 is the cooled mixture of liquids through the axial cylindrical built-in part 9 in the lower crystallization compartment transferred to the device. The sinking stream of the predominantly liquid mixture collides with the bottom of the soil of the crystallizer container, is thrown back upwards by the same and thus creates ascending currents that run along it climb up the inclined wall of the conical bottom sole and along the vertical wall of the crystallizer container 1. Through these ascending currents, those which are further increased by contact with fresh portions of the saturated solution Crystals held in suspension. While the coarser crystals sink to the bottom, from there the container To leave, the finer and lighter crystals are again dragged in the circuit to the opening of the descending branch 2 provided at the highest point of the crystallization compartment.

Die aus dem Flüssigkeitsgemenge im unteren Kristallisationsabtei! freiwerdenden Ktihlmitteldämpfe treten durch die Entgasungsrohre 12 in den Dampfraum oberhalb te Flüssigkeitsspiegels im oberen Abscheidungsabteil, von wo sie gemeinsam mit den in diesem Abteil freiwerdenden Dämpfen durch die Rohrleitung 11 über den Abscheider 13_f14 in den Hilfs-Kühlkreislauf abgezogen werdden. The ones from the mixture of liquids in the lower crystallization abbey! released Ktihlmitteldämpfe pass through the degassing pipes 12 in the vapor space above te liquid level in the upper deposition compartment, from where they werdden jointly withdrawn with the liberated in this compartment vapors through the pipe 11 via the separator 13 _f 14 in the auxiliary cooling circuit.

Ganz analog verläuft der Vorgang des Auefrierene im Kristallisator gemäß Fig. 2, auch wenn dieser keinen äußeren Kreislauf beeitzt, jedoch ait einem inneren Umlauf versehen ist. Zu diesem Zweck ist im «ylindrischen Behälter des aüfrechtstehendenThe process of freezing in the crystallizer is completely analogous according to FIG. 2, even if this does not start an external circuit, but is provided with an internal circuit. To this The purpose is in the ylindric container of what is right

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Kristallisators 1 ein innerer axialer Einbau vorgesehen, der wieder aus ;»einem kegeligen Oberteil 16 und einem daran anschließenden kurzen zylindrischen Unterteil 17 besteht. In diesen zylindrischen Unterteil 17 münden an den einander gegenüberliegenden Stellen einerseits die Rohrleitung 5 für die Einleitung der frischen Gemengeanteile und andererseits das Drosselventil 6 für die Einspritzung des flüssigen Kühlmittels. Die miteinander vermischten Anteile des frischen Gemenges und das Kühlmittel werden gemeinsam mit den in den Einbau durch das untere Ende des zylindrischen Teils 17 angesaugten Anteilen des teilweise behandelten Gemenges durch die Auswirkung der im zylindrischen Einbauteil unterhalb der Einmündungen der Rohrleitung 5 und des Drosselventils 6 gelagerten Umlaufpumpe 3 nach oben getrieben. Diese Umlaufpumpe 3 wird von einem, unterhalb des kegeligen Kristallisatorbodens gelagerten Motor 4 angetrieben. Crystallizer 1 an internal axial installation is provided, which again consists of; »a conical upper part 16 and an adjoining short cylindrical lower part 17 consists. In this cylindrical lower part 17 open to the opposite On the one hand, the pipeline 5 for the introduction of the fresh batch components and, on the other hand, the Throttle valve 6 for the injection of the liquid coolant. The mixed together portions of the fresh mixture and the coolant are drawn together with the fractions sucked into the installation through the lower end of the cylindrical part 17 of the partially treated mixture due to the effect of the in the cylindrical built-in part below the confluences of the pipeline 5 and the throttle valve 6 mounted circulation pump 3 driven upwards. This circulation pump 3 is of a, below of the conical crystallizer bottom mounted motor 4 driven.

Die vom Kristallisatorboden ausgehende Rohrleitung 10 dient wie** der zur Abführung der gröberen Kristallsuspension, während die vom Kristallisatorkopf ausgehende Rohrleitung 11 zur Abführung der Kühlmitteldämpfe über den Flüssigkeitsabecheider 13tH in einen nicht abgebildeten Hilfs-Kühlkreislauf dient.The radiation emanating from the crystallizer soil pipe 10 serves as ** the while proceeding from the crystallizer head pipe 11 serves for the discharge of the coarser crystal suspension for discharging the refrigerant gas via the Flüssigkeitsabecheider 13th in a non-illustrated auxiliary cooling circuit.

Beide Vorrichtungen bieten gute Voraussetzungen für einen kontinuierlichen Betrieb, bei dem die Abfuhr der getrennten groben Kristalle unfl in Abhängigkeit davon die geregelte Einleitung des frischen Gemenges vollkommen automatisch mit Hilfe an /sich bekannter Indikator- oder Regelorgane beherrscht werden kann.Both devices offer good conditions for a continuous Operation in which the removal of the separated coarse crystals unfl depending on the regulated discharge of the fresh mixture can be controlled completely automatically with the help of known indicator or control organs.

Im ganzen gesehen besteht der Vorteil der Ausführung mit einem inneren Umlauf des Flüssigkeitsgemengee gegenüber derjenigen mit dem äußeren Kreislauf vor allem in einer einfacheren und kompakten konstruktiven Form. Es entfällt der äußere Kreislauf, der eine sorgfältige Isolation erfordert und trotsdem Kälteverluste oftmals nicht ausschulen kann. Ee entfallen gleichfalls große hydraulische Verluste in dem verhältnismäßig langen Mußeren Kreislauf.Seen as a whole, the advantage of the design with an internal circulation of the liquid mixture compared to that with the external circulation is above all in a simpler and more compact structural form. It eliminates the external circuit, which requires a careful isolation and trotsdem cold losses often can not ausschulen. Ee also account for large hydraulic losses in the relatively long Mußeren circuit.

Durch eine -"-eienete Anordnung ^ee inneren KLnbn für den Ua-By a - "- eienete arrangement ^ ee inner KLnbn for the ua-

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lauf wird ein günstiger Gesehwindigkeitswechsel des umlaufenden Flüssigkeitsgemenges erzielt. Im aufsteigenden zylindrischen Unterteil 17 des Einbaus wird die Flüssigkeit beschleunigt, wonach im kegelförmigen Teil 16 die Geschwindigkeit des aufsteigenden Flüssigkeitsgemenges allmählich geringer wird. Im kegelförmigen Einbauteil 16 findet eine gründliche Durchmischung de» Flüssigkeitagemenges mit dem vergasenden Kühlmitte} ferner eine Abkühlung des Gemenges und schließlich die Abscheidung der Kühlmitteldämpfe statt. Bei der Überführung des Flüssigkeitsgemenges aus dea kegelförmigen Einbauteil 16 in den Zwischenraum zwischen den Einbauteilen 16,17 und der Behälterwandung des Kristallisators 1 wird der Flüssigkeitsstrom wieder beschleunigt, seine Geschwindigkeit sinkt jedoch beim nachfolgenden Abstieg durch den sieh erweiternden Zwischenraum in das Kristallisationsabteil in Unterteil des Kristallisatmrbehälters 1. In dieser letzten Phase des Kristallisationsvorganges wird ei ne hinreichende Beruhigung des Gemenges erzielt und somit das Anwachsen der Kristalle sowie die Abscheidung und Sedimentation der gröberen Kristalle erleichtert.run becomes a favorable speed change of the circulating Liquid mixture achieved. The liquid is accelerated in the ascending cylindrical lower part 17 of the installation, after which in the conical part 16 the speed of the rising liquid mixture is gradually lower. In the conical built-in part 16 there is a thorough mixing of the »amount of liquid with the gasifying coolant} furthermore, the mixture is cooled and, finally, the coolant vapors are separated off. When transferring the liquid mixture from dea conical built-in part 16 into the space between the built-in parts 16,17 and the container wall of the crystallizer 1, the flow of liquid is accelerated again, but its speed decreases in the subsequent one Descent through the widening space into the crystallization compartment in the lower part of the crystallizate container 1. In this last phase of the crystallization process, a sufficient calming of the mixture is achieved and thus the The growth of the crystals and the separation and sedimentation of the coarser crystals are facilitated.

Als Umlaufpumpe hat sich in beiden Ausführungen vor allem eine Propellerpumpe bewährt, bei welcher keine Verstopfungsgefahr und Zertrümmerung der Kristalle drohen,!' wie es bei anderen Pumpen, z.B. Schleuderpumpen der Fall sein kann.A propeller pump, with which there is no risk of clogging, has proven itself as a circulation pump in both versions and the shattering of the crystals threaten! ' as can be the case with other pumps, e.g. centrifugal pumps.

Die gemeinsamen Vorteile des Verfahrens und der beiden Ausführungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegen vor allem:The common advantages of the method and the two versions of the device according to the invention are mainly:

darin, daß es durch Einschaltung der Pumpe in den Kreislauf und durch das Kühlen des Flüaaigkeitegemenges im Zwangs-Umlauf möglich ist, die Umlaufgeschwindigkeit auf den erforderlichen Wert einzustellen, bei welchem die erwünschte Abkühlung und günstige Übersättigung des Gemengea mit dem durch Kristallisation zu trennenden Bestandteil stattfindet. Es wird daher nach diesem Verfahren eine übermäßige Unterkühlung des Gemenges durch die Einwirkung ein·» verzögerten Umlaufes verhindert und ••durch fallen die ungünstigen Begleiterscheinungen fort, die Bereit« in ά·τ Einleitung erwähnt sind. Bs werden größere Kri- in that it is possible by switching on the pump in the circuit and by cooling the Flüaaigkeitegemenges in the forced circulation to set the speed of circulation to the required value at which the desired cooling and favorable supersaturation of the mixture takes place with the constituent to be separated by crystallization . According to this method, excessive undercooling of the mixture by the action of a "delayed circulation" is prevented and the unfavorable side effects that are mentioned in the introduction are eliminated. There will be bigger crises

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stalle mit einer verhältnismäßig geringen Oberfläche und daher auch mit einer geringen Menge der daran anhaftenden Lösungen erzielt. Solche groben Kristalle lassen sich viel leichter schleudern, selbst in Zentrifugen einer niedrigen Trennungsstufe. Die höhere Qualität der~^rEndprodukte hängt auch davon ab, daß mit einem geeignet geführten Ausfrierungsverfahren die Abscheidung der verunreinigenden Beimischungen aus den Gemengen entbehrlich ist.Stalle achieved with a relatively small surface and therefore also with a small amount of the solutions adhering to it. Such coarse crystals are much easier to spin, even in centrifuges with a low separation level. The higher quality of the final products ~ ^r also depends on that the deposition of contaminating admixtures from the mixtures can be dispensed with an appropriately guided Ausfrierungsverfahren.

Durch Einschaltung der Umlaufpumpe in den Kreislauf wird eine genügende Umlaufgeschwindigkeit und Gleichmäßigkeit der Konzentration selbst dann gesichert, wenn c;; aus irgendeinem Grund eine Begrenzung oder Einstellung der Kühlmittelzufuhr erfolgen sollte. Es wird daher eine nachfolgende Verstopfung der Umlaufleitung und daher eine unerläßliche Betriebsunterbrechung zur Beseitigung von Verstopfungen in der Rohrleitung durch Tauen vermieden.By switching on the circulation pump in the circuit, a sufficient circulation speed and uniformity of concentration is achieved secured even if c ;; limiting or stopping the coolant supply for any reason should be done. It therefore becomes a subsequent clogging of the circulation pipe and hence an indispensable stoppage of operation to remove blockages in the pipeline avoided by thawing.

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Claims

Patent claims:

1. Process for continuously freezing the pesticides off Liquid mixtures by direct introduction of a coolant, characterized in that the liquid mixture is cooled with forced circulation in a circuit in which the proportions of the fresh mixture and the coolant behind a descending branch and a circulation pump, but before or are initiated at the entry into an ascending branch, after which the cooled mixture is freed of coolant vapors, calmed and transferred to the crystallization chamber, from which the liquid mixture fractions are fed back into the circuit via the descending branch, the separated ones Coolant vapors are drawn off in an auxiliary cooling circuit and the settled coarse crystals are removed.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by an upright crystallization container (1), cn which one in its conical bottom Pipeline (10) for the discharge of the crystal suspension and in its head part a pipeline (11) for the discharge the coolant vapors are connected through an inner funnel-shaped installation (8,9) which the container (1) into a upper separation compartment and a lower crystallization compartment divided, and are connected by an external circuit connecting the two compartments, which with a descending branch (2) from the upper part of the crystallization compartment below a conical built-in part (θ) exits and enters with an ascending branch (7) which opens tangentially into the upper separation compartment, as well as behind the descending branch (2) a circulation pump (3), one , Pipeline (5) for the introduction of the friechen parts of the Plushinessagemenges and at the entrance to the ascending branch (7) has a throttle valve for injecting the coolant.

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3. "Device according to claim 2, characterized in that a cylindrical lower part (9) of the inner installation opposite the conical bottom sole of the lower crystallization compartment 1st open, while the conical upper part (8) of the installation is provided with vertical degassing tubes (12), which from Limitation compartment into the vapor space of the upper separation compartment to lead.

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by an upright crystallization container (1), on which a pipeline in its conical bottom (10) for the discharge of the crystal suspension and in its head part a pipe (i1) for the extraction of the coolant vapors are connected, and through an axial funnel-shaped container installation resulting in an internal circuit (16,17) whose conical upper part (16) is open below the liquid level and has a cooling rising Branch of the circuit bilfet, while in the cylindrical lower part (17) opposite the bottom of the crystallization tank (1) is open and has a circulation pump (3), above this pump both a pipe (5) for the Introduction of the freshly entering the device fractions of the liquid mixture as well as a throttle valve (6) for the injection of the coolant are installed.

5. Device according to one of claims 2 to 4 »characterized in that that in the head part of the crystallization tank (1) before connecting the pipe (11) for the Abeug Coolant vapor in the auxiliary cooling circuit or directly in this pipe (11) a separator (13, U) for the liquid Phase is provided.

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ISIS

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