DE2749026C3

DE2749026C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen durch Verdrängung und/oder Lösung von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel

Info

Publication number: DE2749026C3
Application number: DE2749026A
Authority: DE
Inventors: Noel Thornbury Plummer; David Stanley Lloyd Bishopsworth Slinn
Original assignee: Isc Chemicals Ltd London
Current assignee: Isc Chemicals Ltd London
Priority date: 1976-11-04
Filing date: 1977-11-02
Publication date: 1981-01-15
Also published as: FR2369858A1; DE2749026A1; GB1548245A; US4150493A; DE2749026B2; FR2369858B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen durch Verdrängung und/oder Solubilisierung von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem halogenierten Kohlenwasserstoff.

Wegen ihrer hohen Dichte und nicht brennbaren Natur in Kombination mit ihrer Fähigkeit, eine schnelle, fleckenfreie Wasserentfernung zu gestatten, werden als Entwässerungsmittel meistens halogenierte Kohlenwasserstoffe häufig in Kombination mit geeigneten, oberflächenaktiven Mitteln, verwendet Halogenierte Kohlenwasserstoffe führen zu einem Verdrängungseffekt des Wassers und verbessern das' >ocknungsverfahren erheblich.

Nach dem Stand der Technik sind zum Trocknen von Gegenständen mehrere Verfahren bekannt die jedoch alle eine mechanische Pumpe erforderlich machen. Insbesondere ist aus der Schweizer Patentschrift 4 99 075 ein konti· jierliches Verfahren zur Entfernung von Wasser von Gegenständen sowie eine für dieses Verfahren vorgesehene Vorrichtung bekannt, bei der eine Scheidewand 18 in ein Bad 1 eintaucht, um eine verwirbelte Zone 1 von einer nichtverwirbelten Zone 19 zu trennen. Dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung weist zwei entscheidende Nachteile auf. Aus Fig. 2 dieser Patentschrift ist zu erkennen, daß ein in die Zone 1 eingetauchter und vom Wasser zu befreiender Gegenstand zwar durch die Verwirbelung vom Wasser befreit, jedoch immer wieder dun h :ben dieselbe Zirkulation mit mitgerissenem Wasser in Berührung gebracht wird. D. h. nur ein Teil des entfernten Wassers gereicht unterhalb der Scheidewand 18 in den Bereich 19. Dadurch, daß das von der Zirkulation mitgerissene Wasser immer wieder mit dem zu trocknenden 0egenstand in Berührung kommt, ist die Trocknung ■nicht zufriedenstellend wirksam, Der zweite Nachteil besteht, wie bereits oben angedeutet, darin, daß auch bei diesem Verfahren eine mechanische Pumpe Verwendet werden muß- Wegen der Verträglichkeitsprobieme, die bei, aus polymeren Stoffen aufgebauten Dichtungen, auftreten, ist es oft schwierig₍ zweckdienliche Pumpen

zu erhalten. Annehmbare Pumpen sind in vielen Fällen teuer und benötigen darüber hinaus Rohrleitungen und zusätzliche, in das System eingefügte Ventile. An derartigen Pumpen angebrachte Filter verstopfen oft, wodurch das Gesamtsystem außer Betrieb gesetzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine hierfür geeignete Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen zu schaffen, welches ohne Verwendung einer üblichen Pumpe mit beweglichen Teilen durchgerührt werden kann, so daß die damit verbundenen Probleme der Wartung, zusätzlicher Rohrleitungen, Angriff und Korrosion durch Lösungsmittel an den Pumpenteilen vermieden werden und das die oben geschilderten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Trockner, von Gegenständen durch Verdrängung und/oder Lösung von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel, wobei der Gegenstand in ein durch eine Behälterabteilung mittels einer Scheidewand begrenztes Lösungsmittelvolumen eingetaucht wird, welches durch aufsteigende Gas- oder Dampfblasen zum Sprudein gebracht wird, wobei das durch rüe Scheidewand begrenzte Lösungsmittelvolumeii mit dem durch sie abgegrenzten Volumen in Verbindung steht und das von der Oberfläche der Gegenstände entfernte Wasser aus dem abgegrenzten Volumen durch Überlauf entfernt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Lösungsmittelvolumen mit Ausnahme seiner Oberfläche und in seinem unteren Bereich von einem nichtsprudelnden Lösungsmittelvolumen mittels der Scheidewand abgetrennt ist, welche sich von einem Niveau nahe über dem Boden des Lösungsmittelbehälters bis etwa zur Oberfläche des nichtsprudelnden Lösungsmittels erstreckt, wobei das Wasser durch die Zirkulation des Lösungsmittels zwischen dem sprudelnden und dem nichtsprudelnden Lösungsmittelvolumen vom oberen Bereich des sprudelnden Lösungsmittelvolumens über die Oberkante der Scheidewand in den oberen Bereich des nichtsprudelnden Lösungsmittelvolumens überführt wird.

Vorzugsweise werden die Gas- oder Dampfblasen durch siedendes Lösungsmittel auf einer Seite der Scheidewand mittels eines Tauchsieders erzeugt. Alternativ dazu können die Gas- oder Dampfblasen dadurch erzeugt werden, daß der Lösungsmittelkörper durch Durchblasen eines Gases, beispielsweise Luft, zum Sprudeln georacht wird.

Der nichtsprudelnde Lösungsmittelkörper kann zweckdienlicherweise durch ein Überflußwehi- in Verbindung mit einem Wasser/Lösungsmittel-Separator stehen.

Als organisches Lösungsmittel wird vorzugsweise ein halogeniert«^ Kohlenwasserstoff, beispielsweise ein chloriertes oder chlorfluoriertes Derivat von Äthylen oder Äthan verwendet. Besonders bevorzugt ist ein « chloriertes Äthan oder Äthylen oder ein Chlorfluoräthan.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 7 mit mindestens einem m> Lösungsmittelbehälter, welcher in zwei Abteile mittels einer lotrechten Scheidewand unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand sich von nahe über dem Böden des Behälters bis etwa zur Lösüngsmit* teloberfläche erstreckt, daß ein Abteil des Lösungsmittelbehälters mit Einrichtungen zum Erzeugen Von Gasoder Dampfblasen in ihm ausgestattet ist und daß das andere Abteil über ein Überströmwehr mit einem Lösungsmittel/Wasser· Separator verbunden ist.

Die Vorrichtung zur Erzeugung von Dampf- oder Gasblasen weist vorzugsweise einen Tauchsieder zurr· Kochen des Lösungsmittels auf.

Vorzugsweise enthält die Vorrichtung mindestens ein weiteres, mit einer Heizeinrichtung versehenes Abteil des Lösungsmittelbehälters.

Die Vorrichtung kann ferner Einrichtungen zur Rückführung des abgetrennten Lösungsmittels aus dem Wasserseparator zu einem der Abteile des Lösungsmittelbehälters aufweisen, wobei die Rückführung vorzugsweise zu einem Abteil erfolgt, welches von dem mit der Scheidewand ausgerüsteten Abteil entfernt ist

Die Vorrichtung kann zweckdienlich zusätzlich mit Kühlspiralen zur Rückführung kondensierten Lösungsmittels zu einem der Abteile des Lösungsmittelbehälters ausgestattet sein, wobei diese Rückführung vorzugsweise zu dem mit dem Wasserseparator in Verbindung stehenden Lösungsmittelkörper führt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen schematisch veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Teil der Trocknungsvorrichtung nach der vorliegenden Frfindung;und

F i g. Γ einen lotrechten Schnitt der gesamten Trocknungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein in zwei Abteile A und C unterteilter Lösungsmittelbehälter dargestellt Das Abteil A enthält Lösungsmittel, welches mittels einer Heizeinrichtung B zum heftigen Sieden gebracht ist und welches von dem Abteil G mittels einer Scheidewand C getrennt ist, die sich über die Gesamtbreite des Abteils A und bis zu einer Tiefe etwa 2,5 cm vom Boden des Abteils A erstreckt. Die Oberkante der Scheidewand C liegt auf einem Niveau, welches typischerweise etwa 0,6 bis 0,7 cm oberhalb eines Wasser/Lösungsmittel-Auslasses D liegt.

Dieser Niveauunterschied kann sich jeduch m.; der Tiefe des Abteils A und mit der Heftigkeit des Siedens ändern. Das Niveau des Lösungsmittels im Abteil A wirii mittels eines Zulasses E aufrechterhalten, der normalerweise mit kondensiertem Lösungsmittel von anderen Abteilen des Systems beschickt wird, in weichen ebenfalls Lösungsmittel zum Sieden gebracht wird. Der im Abteil Λ erzeugte Dampf V wird über Kühlspiralen F gesteuert, mittels derer die Flüssigkeit kondensiert und in den Behälter zurückgeführt werden kann

Wenn das Sieden mittels der Heizeinrichtung B beginnt, werden Blasen B\ verdampfter Flüssigkeit kontinuierlich in dem Abteil A gebildet. Diese Dampfblasen jedoch werden durch die Scheidewand C daran gehindert, in das Abtei! G einzutreten. Die kombinierte Wirkung liegt darin, daß die Gesamtdichte der Flüssigkeit (FlüiSigkeit und Dampf) in dem Abteil A geringer ist als in dem Abteil G, so daß eine Flüssigkeitsströmung in einem geschlossenen Kreislauf, wie dieser durct* :e Pfeile in F i g 1 angedeutet ist, über die Obei kante de. Scheidewand C erzeugt wird. Die oben beschriebene Konstruktion bildet somit eine auf dem Prinzip unterschiedlicher Dichte arbeitende Diffe^ rentiälpümpej mittels derer erhebliche Flüss'igkeitsmengen ohne bewegliche Teile bewegt werden können.

Diese Pumpe kann mit sehr guter Wirkung bei Trocknungsverfahren angewandt werden, wo der nasse Bauteil in das Abteil A, welches einen siedenden halogenieren Kohlenwasserstoff enthält, eingetaucht

wird. Das entfernte Wasser steigt zur Oberfläche art und wird über die Oberkante der Scheidewand Cgepumpt. Die Zugabe des Wassers und die zugeführten Lösungsmittelvolumina zu den Gesamtvolumina A und C erzeugen eine Mischung von Wasser und Lösungsmittel, welche durch ein Rohr Hzu einem Wasserseparator (in F i g. 1 nicht dargestellt) geleitet wird.

Die Grundlagen einer praktischen Ausführürigsform eines Trocknungssystems unter Verwendung einer derartigen Dichte-Differentialpümpe sind in Fig.2 veranschaulicht, wo die Buchstaben A bis f/die gleichen Teile wie in Fig. 1 bezeichnen und in der die Buchstaben / und J weitere, durch ein Wehr K abgetrennte Lösungsmittelabteile bezeichnen. Abgeführtes Wasser fließt in einen Wasserseparator S, in welchem der Wasserstand durch die Höhe des Wehres K unterhalb einer Wassefaüslaßleitüng L gesteuert wird. Eine Dampffalle M ist in einer derartigen Höhe angeordnet, daß sie verhindert, daß Lösungsmittelwegen der vorgesehenen Verbiridungsleitung N.

Wenn die drei Heizeihrichiunperi in den entsprechenden Abteilen A, /und /arbeite^ wird der resultierende Dampf an Kühlspiralen F kondensiert, die das Kondensat in die Abteile G und A abgeben. Das Lösungsmittel fließt von hier durch den Wasserseparator .Szurück in das Abteif /, von wo es über das Wehr K in das Abteil / strömt. Da keine NeüzufUhrung zu dem Abteil / erfolgt, werden hier Verdampfungsverluste aus dem System offensichtlich. Da ferner kein Auslaß aus dem Abteil / vorgesehen ist, kann, falls erwünscht, hier ein oberflächenaktives Mitte! Zügegeben werden.

Ein typischer Arbeitsvorgang beim Trocknen besteht somit darin, deri nassen Gegenstand in das Lösungsmit-

fS tel im Abteil A einzutauchen, wo der größere Teil des Wassers entfernt wird (97%), woran sich das Eintauchen in das Abteil / arischließt, wo das oberflächenaktive Mittel den verbleibenden Teil des Wassers solubilisiert, woran schließlich anschließend eine Waschung im

entweicht, und zwar sowohl, wenn das System trocken ist als auch darin, wenn Wasser entfernt wird. Wenn kein Wasser entfernt wird, ist der Lösungsmitteistand in dem Wasserseparator S identisch zur Höhe des Wehres K wird durch Verdampfen abgeführt und kondensiert an den Kühlspiralen F₁ von wo es durch das Wassertrermsystem fließt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1. Verfahren zum Trocknen von Gegenständen durch Verdrängung und/oder Lösung von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel, wobei der Gegenstand in e'in durch eine Behälterabteilung mittels einer Scheidewand begrenztes Lösungsmittelvolumen eingetaucht wird, welches durch aufsteigende Gas- oder Dampfblasen zum Sprudeln gebracht wird, wobei das durch die Scheidewand ι ο begrenzte Lösungsmittelvolumen mit dem durch sie abgegrenzten Volumen in Verbindung steht und das von der Oberfläche der Gegenstände entfernte Wasser aus dem abgegrenzten Volumen durch Oberlauf entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelvolumen mit Ausnahme seiner Oberfläche und in seinem unteren Bereich von einem nichtsprudelnden Lösungsmittelvolumen mittels der Scheidewand (C) abgetrennt ist, welche sich von einem Niveau nahe über dem Boden des Lösungsraittelbehälters bis etwa zur Oberfläche des nichtsprudeinden Lösungsmittels erstreckt, wobei das Wasser durch die Zirkulation des Lösungsmittels zwischen dem sprudelnden und dem nichtiprudelnden Lösungsmittelvolumen vom oberen Bereich des sprudelnden Lösungsmittelvolumens über die Oberkante der Scheidewand (C) in den oberen Bereich des nichtsprudelnden Lösungsmittelvolumens überführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- oder Dampfblasen durch Kochen des Lösungsmittels auf einer Seite der Scheidewand mittels eines Tauchsieders erzeugt werden.

3. Verfahren nach Ansp'.uch '. dadurch gekennzeichneu daß die Gas- oder uampfblasen durch Durchblasen von Gas durch das Lösungsmittel erzeugt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtsprudelnde Lösungsmittelvolumen über ein flberströmwehr in Verbindung mit einem Wasser/Lösungsmittel-Separator steht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Losungsmittel ein halogenierter Kohlenwasserstoff verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein chloriertes oder chlorfluoriertes Derivat von Äthylen oder Äthan 5n verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Chlorfluoräthan verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens π nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit minde tens einem Lösungsmittelbehälter, welcher in zwei Abteile (A, G) mittels einer lotrechten Scheidewand unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand (C) sich von nahe über dem Boden des Behälters bis etwa zur Lösungsmitteloberfläche erstreckt, daß ein Abteil (A) des Lösüngsmittelbehälters mit Einrichtungen zunvErzeugen von Gas- oder « Danripfbiäseri in ihm ausgestattet ist und daß das andere Abteil (G) über ein Oberströmwehr mit einem Lösungsmittei/Wasser-Sepärätör (S) verbünden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn*

zeichnet, daß mindestens ein weiteres Abteil (I, /Jdes

,Lösungsmittelbehälters vorgesehen ist, welches

ebenfalls mit einer Heizeinrichtung ausgestattet ist

10, Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (N) zum Zurückführen von abgetrenntem Lösungsmittel aus dem Wasserseparator zu einem der Abteile des Lösungsmittelbehälters vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel zu einem Abteil (J) zurückführbar ist, welches von dem mit der Scheidewand ausgerüsteten Abteil entfernt angeordnet ist.

IZ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlspiralen (F) vorgesehen sind, um daran kondensiertes Lösungsmittel zu einem der Abteile des Lösungsmittelbehälters zurückzuführen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlspiralen (F) aerart angeordnet sind, daß das daran kondensierte Lösungsmittel zu dem mit dem Wasserseparator in Verbindung stehenden Abteil zurückgeführt wird.