DE2331557A1

DE2331557A1 - Einrichtung zur konzentrierung von loesungen

Info

Publication number: DE2331557A1
Application number: DE19732331557
Authority: DE
Inventors: Albert Husken
Original assignee: PROREA
Current assignee: PROREA
Priority date: 1972-06-22
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1974-01-10
Also published as: IT986914B; CS198120B2; BE801041A; DD109516A5; NL7308665A; BG26802A3; ES416174A1; FR2189088A1; HU169914B; SU476727A3; FR2189088B1; GB1411862A

Description

DR. MÜLLER-BORE DlPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEU FEL

DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE

München, den 20. Juni 1973
Hl/Sv - G 2738

PEOEEA

11 rue Antonin Eaynaud
92300 LEYALLOIS PEEEEO?
Frankreich

Einrichtung zur Konzentrierung von Lösungen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Konzentrieren von Lösungen, bei der die in einem Gehäuse enthaltene Lösung mit einem Strom von warmem Gas in Berührung gebracht wird.

Es sind Einrichtungen bekannt, mit denen eine Lösung konzentriert werden kann, indem diese mit einem warmen Gas in Berührung gebracht wird, das das Lösungsmittel der Lösung verdampfen und mitreißen kann.

Bei solchen Einrichtungen wird die Gas-Lösungs-Berührung
herbeigeführt, indem entweder Schikanen bzw. Prallplatten bzw. Ablenkbleche, die die Oberfläche der wechselseitigen Berührung vergrößern sollen, vorgesehen werden, oder indem

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Dr. Müller-Bor« Dr. Manitz · Dr. Deufel - Dipl.-Ing. Finsterwald Dipl.-Ing. Grämkcw Braunschweig. Am Bürgerpark β 8 München 22, Robert-Koch-Straße 1 7 Stuttgart Bad Cannstatt, MarktstraSe 3 Telefon (0531) 73887 Telefon (0811) 293645, Telex 5-22050 mbpat Telefon (0711) 567261 Bank: Zentralkasse Bayer. Volksbanken, München, Kto.-Nr. 9822 Postscheck: Mön.Jien 95<95

ein Netz; oder mehrere Netze von Spritzern der Lösung erzeugt werden, die über der Bahn des Gases angeordnet sind«

Bei solchen Einrichtungen treten bedeutende Druckverluste auf und ist der wechselseitige Kontakt zwischen Lösung und Gas unzureichend.

Daraus folgt, daß bei solchen Anlagen der Konzentrierungsprozeß mit einem ungenügenden Wirkungsgrad ausgeführt wird» wobei ein bedeutender Energieverbrauch notwendig ist, was sich in erhöhten Betriebskosten ausdrückt.

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit der eine Lösung auf einen vorbestimmten Grad mit einem maximalen Wirkungsgrad und geringen Betriebskosten konzentrierbar ist, wobei die Einrichtung ohne spezielle Überwachung und mit erhöhter Zuverlässigkeit arbeitet.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Einrichtung zur Konzentrierung einer Lösung eines in einem Lösungsmittel gelösten Stoffes, bei der in einem Gehäuse die Lösung mit einem Strom von warmem Gas, der in einem über der Lösung vorgesehenen Raum zirkuliert, wechselseitig in Berührung gebracht wird, wobei das warme Gas das Lösungsmittel verdampfen und mitreißen kann, vorgesehen mit Einrichtungen, die in dem Raum ein Netz von Spritzern oder zerstäubten Teilchen der Lösung erzeugen, die sich wechselseitig in einer solchen Weise verflechten bzw. verketten, daß eine innige und heftige Berührung zwischen der Lösung und dem warmen Gas herbeigeführt wird, und Bit Einrichtungen, die zur Steuerung des Durchsatzes ebenso wie der Temperatur des Gases in bezug auf den abschließende!? S".or>zentrationsgrad des gelösten Stoffes steuern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben^ in dieser zeigt:

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Pig. 1 schematisch eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemaßen Konzentrierungseinrichtung und

Pig. 2 einen Schnitt entlang Linie AA in Fig. 1.

Nach der Zeichnung umfaßt eine Ausführungsform einer Einrichtung zur Konzentration gemäß der Erfindung im wesentlichen einen tiefgezogenen bzw. napfgezogenen Körper 1, der ein Profil im wesentlichen in Form eines U aufweist, das an seinem oberen Teil geschlossen ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Der Körper 1 ruht auf einem Rahmen mit Stützen 2, die eine entsprechende U-Form aufweisen.

Der Körper 1 ist auf konstantem Niveau, beispielsweise durch eine wässrige Lösung 3 von Phosphorsäure teilweise gefüllt Sin Raum 5» der für die Zirkulation von Gasen über die Oberfläche der Lösung 3 vorgesehen ist, ist im wesentlichen rechtwinklig ausgebildet.

Warmes Gas wird in den Körper 1 mittels eines Rohres 4- eingeführt, nachdem es ein Organ 20 durchquert hat, das einerseits einen Durchsatzregler und andererseits einen Gaserhitzer aufweist und von einer Einrichtung 21 zur Messung der Konzentration der Lösung 3 gesteuert wird.

Erfindungsgemäß wird die Konzentration bewirkt, indem in dem Raum 5 ein Netz von sich verwirrenden bzw. verflechtenden Spritzern oder Zerstäubern erzeugt wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird dies mittels zweier kraftangetriebener Rührer 6 ausgeführt, die sich mit großer Geschwindigkeit drehen.

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Die Rührer 6 sind an dem oberen Teil des Körpers 1 angebracht. Sie umfassen eine Welle 7_? die von einem Motor 8 angetrieben wird und Blätter 9 trägt, von denen ein Teil über der Lösung 3 angeordnet ist.

Die Welle 7 wird mit einer Geschwindigkeit mitgenommen bzw. einer Drehzahl angetrieben, die genügend hoch ist, daß die Blätter 9j die in bezug auf die Oberfläche der Lösung 3 rechtwinklig und/oder geneigt sein können, das Vorspringen dieser Lösung in der Form von zerstäubten Flüssigkeitsteilchen oder Spritzern in dem Inneren des Raums 5 bestimmen. Die zerstäubten Teilchen oder Spritzer werden in alle Richtungen gespritzt und aufgrund des Vorhandenseins mehrerer Rührer bilden sie über den Gasstrom ein verflochtenes sich bewegendes Netz, was überdies infolge des im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitts der Einfassung 1 einen ausgezeichneten Eontakt zwischen dem Gas und der Lösung sicherstellt. Die Rührer können vorteilhafterweise Mittel wie Blätter 10 umfassen, die das Verwirbeln bzw. Verrühren in der Tiefe der zu konzentrierenden Lösung ermöglichen.

Am Ausgang der Einfassung bzw. des Gehäuses 1 wird das mit Wasserdampf beladene Gas in einen Ausdehnungstank 11 geführt. Bevorzugt durchquert es vorher ein Polster bzw. Kissen 12, das sich aus fein verflochtenen synthetischen Fasern zusammensetzt, die zwischen zwei perforierte Platten eingesetzt sind und bevorzugt von außen vollständig zugänglich sind.

Das Kissen 12 empfängt die zu konzentrierende Lösung im Gegenstrom zum Gas durch Einrichtungen 17 mit einem vorbestimmten Durchsatz.

Das mit Wasserdampf beladene Gas wird nachfolgend zu einem Abführkanal 13 geführt. Es wird mittels eines Ventilators 14, der sehr schematisch dargestellt ist und beispielsweise vom Zentri-

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fugaltyp sein kann, in den Kanal gesaugt. Aufgrund der großen Tangentialgeschwindigkeit der Flügel des Ventilators werden die im blasenförmigen Zustand durch das Gas mitgerissenen Lösungströpfchen auf die Innenwand des Ventilators geschleudert und an dessen unterem Teil gesammelt, um zu dem Körper 1 durch eine geeignete Leitung 15 zurückgeÄhrt zu werden.

Die durch Verdampfung konzentrierte Lösung und der mitgerissene Teil von dessen Wasser strömt durch eine AbIeiteinrichtung 16, die an dem Vorderteil des Körpers 1 angeordnet ist, aus dem Körper 1 beispielsweise zu einer Nutzungsstelle.

In Abhängigkeit von dem gesuchten Ergebnis ist es möglich, Konzentrierungseinrichtungen mit mehreren Körpern wie dem Körper 1, die in Reihe geschaltet sind, vorzusehen.

Der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Konzentrierungseinrichtung folgt daraus, daß die Gase mit der durch die Rührer verteilten Lösung in innigen und sehr heftigen Kontakt gebracht werden.

Das über die Oberfläche der Lösung zirkulierende Gas empfängt so mit einem beachtlichen Durchsatz eine Vielzahl von Tröpfchen, die vollständig verschiedene Richtungen und eine große Geschwindigkeit aufweisen. So kann beispielsweise die Gas-Lösungs-Aufprallgeschwindigkeit höher als 70 km/h sein, wobei die Zirkulationsgeschwindigkeit des Gases etwa 15 m/sec beträgt.

Durch dieses intensive Bombardement des Gases durch die Tröpfchen mit einem vernachlässigbaren Druckverlust ist ein ausgezeichneter Konzentrierungs-Wirkungsgrad in Verbindung mit einem minimalen Energieverbrauch sichergestellt, ohne daß es erforderlich ist, eine solche Einrichtung zu überwachen.

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Die Konzentrierung der Lösung 3 mit Phosphorsäure ist eine Funktion des Durchsatzes und der !Temperatur des Gases, wobei eine solche Eonzentrierung durch Steuerung des Organs 20 mit der Einrichtung 21 zur Messung der Konzentration der Lösung 3 an Phosphorsäure vorherbestimmt werden kann.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem chemisch gegenüber der Phosphorsäure inerten Material.

Durch die Einrichtungen 17 wird eine Phosphorsäure-Lösung, die titriert eine Konzentration von 25 bis 35 % an Gewicht von PpOc aufgrund von 2080 kg PpO,- aufweist pro Stunde zugeführt, während eine Luftmenge von 20 000 nr/h bei einer !Temperatur von 500 C durch die Rohrleitung 4 zugeführt wird. Es wird mittels der Ableiteinrichtung 16 eine Phosphorsäure-Lösung abgezogen, die titriert 50 bis 60 % an Gewicht von P₂Of. aufweist, wobei der Wirkungsgrad einer solchen Arbeitsweise in der Größenordnung von 99»5 % liegt.

- Patentansprüche -

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Claims

Patent ansprüche

1. Einrichtung zur Konzentrierung einer Lösung eines in einem Lösungsmittel aufgelösten Stoffes, bei der in einem Gehäuse die Lösung mit einem Strom von warmem Gas, das in einem über der Lösung vorgesehenen Raum zirkuliert, wechselseitig in Kontakt gebracht wird, wobei das warme Gas das Lösungsmittel verdampft und mitreißt, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (6) vorgesehen sind, die in dem Kaum (5) ein Hetz von Spritzern oder zerstäubten Teilchen der Lösung (3) hervorrufen, die sich wechsiseitig in der Weise verflechten, das eine innige und heftige Berührung zwischen der Lösung (3) und dem warmen Gas herbeigeführt wird, und daß Einrichtungen (21) vorgesehen sind, die ebenso den Durchsatz wie die Temperatur des Gases in Abhängigkeit von dem abschließenden Konzentrationsgral des gelösten Stoffes steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß die Einrichtungen (6) zur Erzeugung eines Netzes von Spritzern oder zerstäubten Teilchen in dem Raum (5) sich drehende Rührer (6) mit Blättern (9) umfassen und daß ein Teil der Blätter (9) über der Lösung (3) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (9) in bezug auf die Oberfläche der Lösung (3) geneigt sind.

4-. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (9) rechtwinklig in bezug auf die Oberfläche der Lösung (3) angeordnet sind.

5- Einrichtung nach eines der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührer (6) Ein richtungen (10) zum Umrühren der Lösung (3) in der Tiefe aufweisen.

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6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß der für die Zirkulation der Gase vorgesehene Raum (5) einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt aufweist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei cn net, daß an dem Ausgang des Gehäuses (1) das Gas in einen Ausdehnungstank (11), "bevorzugt nachdem es^in filtrierendes Kissen (12), das die zu konzentrierende Lösung aufnimmt, eintritt.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Reihe verbundene Konzentrationsgehäuse vorgesehen sind.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß der gelöste Stoff Phosphorsäure und das Lösungsmittel Wasser ist.

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