DE3147460A1

DE3147460A1 - "verfahren und vorrichtung zur trennung von fluessigen gemischen durch verdampfen und kondensieren"

Info

Publication number: DE3147460A1
Application number: DE19813147460
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Phys. 4600 Dortmund Winter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-01
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1983-06-16

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von
flüssigen Gemischen durch Verdampfen und Kondensieren Das bekannteste Verfahren zur Trennung von flüssigen Gemischen durch Verdampfen und Kondensieren ist die Destillation. Ein flüssiges Gemisch kann dabei eine Mischung von sich ineinander lösenden Flüssigkeiten sein - wie Alkohol und ?'asser--, oder aber auch eine Lösung eines festen Stoffes in einer Flüssigkeit - r.le Salz und Wasscr. Die Trennung des letzteren Gemisches durch Destillation erzeugt "destilliertes Wasser".
Bei der Destillation unter Atmosphärendruck wird das flüssige Gemisch bis zu seinem Siedepunkt erhitzt. Das ist ein Nachteil bei manchen zersetzlischen Stoffen, den man durch Vakuumdestillation vermeiden kann. Bei der Vakuumdestillation wird der Apparat geschlossen und Unterdruck anelegt, so daß das zu trennende Gemisch schon bei einer niedrigeren Temperatur siedet.
Die notwendige Dichtigkeit und Festigkeit des Vakuumdestillationsapparates, sov:ie die zusätzlich notwendige Vakuumpumpe stellen Nachteile dar, die zu überwinden sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gemacht hat.
Dazu wird vorgeschlagen, daß das zu trennende Gemisch in einen beheiztrn Behälter (Verdampfer) gegeben wird, ein Gas durch den Behälter geführt wird und dabei in innigen Kontakt mit dem flüssigen Gemisch gebracht wird, so daß sich das Gas mit dem Dampf aus der Flüssigkeit wenigstens teilweise sättigt, das Gas mit dem Dampf in einen weiteren' Behälter (Kondensator) geleitet wird, wo das Gas gekühlt v:ird, so daß der Dampf renigsten teiTv)eise kondensiert, anschließend das Gas mit den Dampfrestfn zurück in den Verdampfer gefördert wird und die Heizung des Vcrdampfers mit der Kühlung des Kondensators durch einen extcrnen, geschlossenen ärmeträ.gerkreislauf verbünden irt; Anhand der Figur 1 werden Vorrichtung und Verfahren näher crläutcrt.
Behalter (1) ist der Verdampfer, Behälter (2) der Kondensator.
Verdampfer und Kondensator sind durch Rohrleitungen (3,4) verbunden. Im Verdampfer (1) befindet sch das zu trennend flüssige Gemisch (21) und der Wärmetauscher (9), dcr zur Frwärmung des GeGemisches (21) dient. Im Kondensator (2) befndet sich der Wärmetauscher (10), der die Kühlung des Trägergases und die Teilkondensation der Dämpfe bewirkt. Beize Wärmetauscher sind durch R;chrleitungen (11,12)- miteinander verbunden.
Das Gebläse (5) fördert nun das einr-schlossene Gas ir. Kreis. -tritt durch einen Siebboden (15) in die Flüssigkeit (21) und perlt nach oben. Dabei sättigt sich das Gas entsprechend der'Temperatur mit dem Dampf der Flüssigkeit. Durch Rohrleitung (3) gelangt das gesättigte Gas in den Kondensator (2). An den kalten Wärmetauscherflächen (10) kondensiert ein Teil des Dampfes, läuft ab, sammelt sich als Kondensat (22) im unteren Teil und verläßt über das Ventil (7) das System. Das nun nicht mehr gesättigte Gas gelangt über die rohrleitung (4) und das Gebläse (5) wieder in den Verdampfer (1), wo es erneut gesättigt wird.
Die kombinierte Heiz- und Kühlaufgabe wird durch eine Wärmepumpe gelöst. Ein Kältemittel wird durch den Verdichter (14) gefördert, gelangt über die Rohrleitung (11) in den Wärmetauscher (9), wo es kondensiert und dabei seine Kondensationswärme über eine Trennwand an die zu verdampfende Flüssigkeit (22) abgibt. Das flüssige Kältemittel fließt über die Pohrlcitung (12) zum Entspannungsven til (13) und in den Wärmetauscher (lo), wo cs ieer verdampft und dadurch über eine Trennwand das umgebende Trägergas kühlt und Dampf kondensiert.
Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, Die Förderung und Sättigung des Trägergases wird von einem Injektorgebläse (16) übernommen, das dic zu verdampfende Flüssigkeit als Treibmittel benutzt. Das Treibmittel wird von der Pumpe (17) gefördert. Das Gemisch aus Flüssigkeit Dampf und Gas tritt tangential in den runden Behälter (1) ein, so daß der Flüssigkeitsanteil durch Zentrifugalkräfte abgeschieden wird.
Für viele Anwendungsfälle reicht eine derartige Tropfcnabscheidung durch Fliehkräfte aus. Für die Gewinnung von Reinstwasser jedoch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Faserfilter (18 in Figur 1) zwischen Verdampfer und'Kondensator zu schalten. Insbesondere Schv;ebstoffilter aus feinen Glasfasern, wic si in der Luftfiltcrei verwendet werden, bringen die besten Resultate. Mit solchen Schwebstoffiltern der Sonderstufe S nach DIN 24 'C4 erreicht man eine ioitfähigkeit von kleiner 0,05µS/cm.
Die Parti!-elfrciheit des so gewonnenen Kondensates bedeutet gleichzeitig Keimfreiheit, Eine Keimfreiheit, die ohne höhere Temperaturen erreicht wird. Das ist in der Pharmazie von Wichtigkeit, wenn es darum geht, thermisch instabile Verbindungen bei niedrigen Temperaturen zu reinigen.
Derartige Schwebstoffilter werden nach Erreichen einer gewissen Partikelbeladung gegen neue ausgetauscht. Sie l@'sen sich schlecht reinigen. Andere, derbere Faserfilter, z.B. aus Mrt.lldraht können gut gereinigt v.eeden. Erfindungsgemäß wird dies lurch periodische Spilung mit dem gewonnenen Kondensat erreicht, das anschließend in den Verdampfer zur'ickgeflhrt wird.
Eine spezielle Anwendung dieser Verfahrenstechnik ist die Xrrstellung von Alkoholdestillaten aus weinähnlichen Flüssigkeiten, Mit der beschriebenen Anordnung ist es möglich, bei Verdampfertemperaturen von nur lo - 30 C zu arbeiten. Die so gev:nnnonen Destillate zeigen einen wesentlich anderen Geschmack als die durch die übliche Brenntechnik hergestellten. Als Trägergase haben sich dabei Kohlendioxid und Stickstoff bewährt. Bei Verwendung von Luft werden empfindliche Aromastoffe oxidiert und drr Geschmack verändert.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren und1 Vorrichtung zur Trennung von flüssigen Gemischen durch Verdampfen und Kondensieren Patentansprüche 1. Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von- flUssigen Gemischen durch verdampfen und Kondensieren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas als Träger der Dämpfe vom Verdampfer (1) zum Kondensator (2) geführt wird, diese Gas anschlicßend vom Kondensator (2) vieder zurück zum Verdampfer (1) gefördert wird und daß Verdampfer und Kondensator durch einen externen är:nekreislauf (11,12,13,14) verbunden sind.
2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetägerkrislauf nach Art einer Wärmepumpe gestaltet ist.
3. Verfahren und Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung des Trägergases durch ein Injektorgebläse (16) erfolgt, wobei das zu trennende flüssige Gemisch als Injektormedium dient.
4. Verfahren und Vorrichtung nach einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas mit dem Dampf über ein Faserfilter (18) geführt wird, bevor es in den Kondensator (2) gelangt.
5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserfilter (18) von Zeit zu Zeit mit Kondensat gespült v:ird und dieses Kondensat dann vieler in den Verdampfer (1) geführt wird.