DE245649C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES Λ

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 245649 KLASSE 12/. GRUPPE

Dr. KARL KOELICHEN in OLDISLEBEN i.Thür.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6.Oktober 1909 ab.

Zur Kühlung heißgesättigter Lösungen wurden bisher im allgemeinen Kühlgefäße großer Dimensionen verwandt, in denen die heißgesättigten Lösungen ihre Wärme langsam an die Luft abgaben. Die Nachteile dieser Einrichtung bestehen

1. in dem Verlust der Wärme der Lösungen,

2. in der Unmöglichkeit eines kontinuierlichen Betriebes,

ίο 3. in dem Erfordernis einer erheblichen Anzahl von Arbeitskräften, um die ausgeschiedenen Stoffe weiter zu verarbeiten.

Man hat daher auch bereits Vorschläge gemacht, die Kühlung entweder in Rieselapparaten oder in mit Rührwerken versehenen Gefäßen, an deren Wandung die Kühlung stattfinden sollte, oder aber in Kühlkästen, die durch eingebaute Kühlflächen eine wesentlich erhöhte Abkühlungsgeschwindigkeit gestatten, vorzunehmen. Die Nachteile dieser Vorrichtungen bestehen teils darin, daß die Inkrustation der Wandungen bzw. der Rieselplatten auch hier einen kontinuierlichen Betrieb verhindert, teils darin, daß das ausgeschiedene Produkt eine feinkristallinische, schlammige Beschaffenheit annimmt, welche für die Weiterverarbeitung und den Vertrieb ungeeignet ist. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Kühlapparat für heißgesättigte Lösungen, insbesondere zur Kühlung der Rohsalzlösungen der Kaliindustrie, der es ermöglicht, unter teilweiser Wiedergewinnung der Wärme der Lösungen und kontinuierlicher Wegschaffung der gekühlten Lösungen und der ausgeschiedenen Stoffe, ohne Verwendung besonderer Arbeitskräfte und ohne Gefahr der Inkrustation der Kühloberfläche, das ausgeschiedene Produkt in einer gleichmäßig körnigen, zur Weiterverarbeitung geeigneten Form zu gewinnen.

Im wesentlichen besteht der neue Apparat aus einem senkrechten Gefäß mit etagenförmig oder wendeltreppenartig übereinander angeordneten geschlossenen Kühlkörpern und einem konzentrisch zu diesen eingebauten Rührwerk, dessen treppenförmig übereinander angeordnete Rührarme unmittelbar an den Flächen der Kühlkörper vorbeistreichen. ■

Im Innern können die Kühlkörper durch Zwischenwände (Rippen) in einzelne Zirkulationszellen wieder unterteilt sein.

Die Zuleitung der Kühlflüssigkeit erfolgt durch die Kühlkörper, welche zu diesem Zwecke durch an der Mantelfläche angebrachte Rohrstutzen miteinander verbunden sind, von unten nach oben, die Zuleitung der heißgesättigten Lösung durch den Apparat hindurch von oben nach unten.

Die Anordnung der Kühlkörper und des Rührwerks in dem zur Kühlung und Kristallisation für die heißgesättigten Lösungen dienenden senkrechten Gefäß gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine solche, daß die Entstehung sogenannter toter Räume und ein Stagnieren der zu kühlenden Flüssigkeit einerseits und der Kühlflüssigkeit andererseits oder eine verlangsamte Zirkulation vermieden wird.

Bei ungenügender Zirkulation oder örtlicher Unterkühlung der heißgesättigten Lösungen findet bekanntlich die Bildung von Kristallkrusten statt, die die Kühlflächen mit einer isolierenden Schicht bedecken und Mutterlaugeneinschlüsse enthalten, wodurch das auskristallisierte Material minderwertig wird. Abgesehen hiervon lösen sich die infolge ungleichmäßiger Kühlung und ungleichmäßiger Zirkulation gebildeten Kristallkrusten nach einer gewissen Zeit ab und geben bei den bekannten Apparaten Anlaß zu Störungen im Gange.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die' Kühlflächen im Verhältnis zum Inhalt des Kühlapparates sehr groß gewählt und in weitesten Grenzen dem Inhalt und dem besonderen Kühlzweck angepaßt werden können, etwa indem der Winkel der konischen Mantelfläche der Kühltaschen geändert wird, oder aber durch Vergrößerung oder Verkleinerung der kreissegmentförmigen Querschnittsfläche der Tasche. Dabei bestehen hinsichtlich der Herstellung der Kühltaschen aus dünnem, die Wärme vorzüglich leitendem Kupferblech trotz ihrer erheblichen Größe keine technischen Schwierigkeiten, da die Flächen der Kühltaschen (Kühlkörper) nicht als Tragflächen ausgebildet sind, sondern beiderseits unter fast gleichem Flüssigkeitsdrucke stehen. Des weiteren wird durch die wendeltreppenförmige oder etagenförmige Übereinanderlagerung der Kühlflächen und durch die Unterteilung der Kühltaschen durch senkrechte Rippen in einzelne miteinander kommunierende Zirkulationszellen eine gute Zirkulation der Kühlflüssigkeit und ein Wegspülen der aus der Kühlflüssigkeit bei der Erwärmung etwa ausgeschiedenen Luft von den Kühlflächen der Kühltaschen ermöglicht. Da die Eintrittsstutzen der Kühltaschen an der tiefsten, die Austrittsstutzen an der höchsten Stelle angeordnet sind, so wird ein Ansetzen von Luftblasen vermieden. Diese Ausgestaltung und Anordnung der Kühltaschen ermöglicht es dann im Gegensatze zu bekannten Apparaten weiter, daß die Temperaturdifferenz zwischen gekühlter und zu kühlender Flüssigkeit eine verhältnismäßig sehr geringe sein kann. Durch die Einteilung des Apparates durch die übereinander angeordneten Kühltaschen im Verein mit der Wirkung des Rührwerks ist die Temperatur der heißen Lösung in jeder Abteilung des Apparates eine völlig gleichmäßige. Die Kühlung erfolgt bei geringer Temperaturdifferenz, also bei geringer Übersättigung, in gleichmäßigen Stufen von oben nach unten. Je geringer aber die Übersättigung ist, um so gleichmäßiger scheiden sich die gelösten Stoffe unter ständigem Wachsen aus. Gerade dieser Vorgang ist aber bei der Kristallisation in Bewegung der anstrebenswerteste. Die ausgeschiedenen Kristalle bleiben so lange in der Schwebe, bis sie durch ihre Größe den Auftrieb überwinden können. Am Auslauf des Apparates wird infolgedessen ein Gemenge von gleichmäßigen, körnigen Kristallen gewonnen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Querschnitt durch die Kühlvorrichtung,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie a-b der Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach Linie c-d der Fig. 1.

Gemäß der beispielsweisen Ausführungsform in der Zeichnung besteht der Kühlapparat aus einem senkrechten, zylindrischen Gefäß 1, in dem etagenförmig oder wendeltreppenartig übereinander die in sich geschlossenen Kühlkörper 2 dicht anschließend an die innere Mantelfläche des Gefäßes 1 angeordnet sind. Diese Kühlkörper 2 sind zweckmäßigerweise von halbringförmigem Grundriß (Fig. 1), während die Stirnflächen 3 und 4, an denen die Kühlung stattfindet, zur Erzielung der erforderlichen Kühlfläche, etwa wie in der Zeichnung (Fig. 2 und 3) dargestellt; konisch verlaufen. Die Kühlkörper 2 sind durch Rohrstutzen 5 miteinander verbunden, derart, daß die Kühlflüssigkeit, die durch das Rohr 6 in den untersten Kühlkörper eingeführt wird, durch den Verbindungsstutzen 5 zum nächsten, darüberliegenden Kühlkörper und so fort bis zum Ablaufrohr 7 nach aufwärts steigend geleitet wird.

Konzentrisch zu dem Gefäß 1 und den Kühlkörpern 2 ist die kontinuierlich angetriebene Rührwerkswelle 8 gelagert. An dieser Rührwerkswelle sind etagenförmig übereinander in der Höhe der Kühlkörper 2, dicht an deren Stirnflächen vorbeistreichend und parallel zu ihren Mantellinien, Rührarme 9 angeordnet, die einmal den Zweck haben, die zu kühlende Lösung in Bewegung zu erhalten und die Wärmetransmission dadurch zu vergrößern, zweitens die bei der Kühlung abgeschiedenen Teile in der Lösung in Suspension zu halten, so daß sie bei der Absaugung gemeinsam mit der Lösung fortgeleitet werden und sich nicht etwa auf den Kühlflächen der Kühlkörper 2 absetzen. Der Eintritt der heißgesättigten Lösungen erfolgt von oben durch das Zulaufrohr 10, ihr Austritt am Boden durch das Absäugerohr 11 und die Kreiselpumpe 12.

Da die Kreiselpumpe an der tiefsten Stelle des Zirkulationsweges der Flüssigkeit angeordnet ist, so hat sie nur die erforderliche Bewegungsenergie der Flüssigkeit zu erteilen, erfordert also wenig Kraft. Von der Pumpe

aus wird die Lösung in ein System von Nutschen 13 geleitet, die so angeordnet sind, daß die Lösung aus der ersten Nutsche in die nächste überläuft, so daß die ausgeschiedenen Stoffe sich gut absetzen können.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Zur Herstellung körniger Salze dienender Kühlapparat für heißgesättigte Lösungen, insbesondere für Rohsalzlösungen der Kaliindustrie, bestehend aus einem senkrechten Gefäße mit innerhalb desselben etagenförmig oder wendeltreppenartig übereinander angeordneten, in sich geschlossenen, durch Rohrstutzen miteinander verbundenen und im Gegenstrom von der Kühlflüssigkeit durchströmten Kühlkörpern (2) und einem konzentrisch hierzu angeordneten Rührwerk (8, 9), dessen Rührvverksarme (9) dicht an den Kühlflächen (3, 4) der Kühlkörper (2) vorbeistreichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.