DE3204262C2

DE3204262C2 -

Info

Publication number: DE3204262C2
Application number: DE3204262A
Authority: DE
Inventors: Ivan Frolovic Evkin; Vitalij Rafael-Abovic Rucinskij; Viktor Markovic Olevskij; Vladimir Kazimirovic Moskau/Moskva Su Cubukov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-08
Filing date: 1982-02-08
Publication date: 1987-07-16
Also published as: DE3204262A1; FR2522103A1; FR2522103B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtverdampfer mit rotierenden Einbauten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a thin film evaporator rotating internals according to the preamble of claim 1.

Dünnschichtverdampfer mit rotierenden Einbauten liefern schonende Bedingungen bei der Durchführung von Destil lations-, Verdampfungs- und Eindickungsprozessen in der chemischen, erdölchemischen und Nahrungsmittelindustrie. Hierbei wird die Zersetzung und Polymerisation von zu behandelnden Produkten, insbesondere von thermisch insta bilen Produkten, vermieden. In diesen Verdampfern laufen die Prozesse in einer Dünnschicht ab, wobei eine gute Vermischung der Flüssigkeit gewährleistet wird und der hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule praktisch fehlt, wodurch die Behandlung der Produkte unter Vakuum, d. h. bei einer Temperaturerniedrigung im Verdampfer, er möglicht wird. Weiter ist die Verweilzeit der Produkte in diesen Verdampfern gegenüber anderen Apparatetypen gering, wodurch die Wärmeeinwirkung auf die Produkte auf ein Minimum reduziert wird. Deliver thin film evaporators with rotating internals gentle conditions when performing Destil lation, evaporation and thickening processes in the chemical, petrochemical and food industries. Here, the decomposition and polymerization of too treating products, especially thermally insta cheap products, avoided. Run in these evaporators the processes in a thin layer, being a good one Mixing of the liquid is guaranteed and the hydrostatic pressure of the liquid column practical absent, causing the products to be treated under vacuum, d. H. when the temperature in the evaporator drops, he is possible. Next is the dwell time of the products in these vaporizers compared to other types of apparatus low, causing the heat to affect the products is reduced to a minimum.

Eine charakteristische Besonderheit der Dünnschichtver dampfer mit rotierenden Einbauten besteht darin, daß in ihnen ein hochintensiver Wärmeaustausch bei einer gerin gen Verweilzeit der Produkte stattfindet.A characteristic feature of thin-film coating steamer with rotating internals is that in you a high-intensity heat exchange with a gerin dwell time of the products.

Bei den bekannten Dünnschichtverdampfern sind üblicher weise die Abschnitte abgestuft zueinander angeordnet, wobei jedoch der mittlere Durchmesser des Gehäusebodens des oberen Abschnitts des Verdampfers dem mittleren Durchmesser des Gehäusebodens des darunterliegenden Abschnitts gleich ist. Daher muß jeder Abschnitt des Verdampfers mit einem ringförmigen Sammler versehen sein, von dem die Flüssigkeit längs der Überführungskanäle zu dem darunterliegenden Abschnitt fließt, d. h., diese Ver dampfer benötigen Strömungseinrichtungen zur Überführung der Flüssigkeit. Wenn in diesen bekannten Verdampfern zähe Substanzen verarbeitet werden, wird das Herabfließen des Flüssigkeitsfilms aufgrund der ringförmigen Sammler verzögert, wodurch seine Dicke und die Verweilzeit der Substanz zunimmt.In the known thin film evaporators are more common the sections are arranged in a graduated manner, however, the mean diameter of the case back the upper section of the evaporator to the middle Diameter of the bottom of the case Section is the same. Therefore, each section of the Evaporator with an annular collector, from which the liquid flows along the transfer channels the underlying section flows, d. that is, this ver steamers need flow devices for transfer the liquid. If in these known vaporizers tough substances are processed, will flow down of the liquid film due to the annular collector retarded, reducing its thickness and residence time Substance increases.

Aus der DE-AS 26 19 525 ist ein Verdampfer bekannt, bei dem nach jedem Abschnitt eine Schulter mit einem Kegel zur Überführung der Flüssigkeit von dem darüberliegenden Abschnitt zur Trommel des unteren Abschnitts vorgesehen ist. Das Vorhandensein der Schulter und des Kegels bei diesem bekannten Verdampfer behindert die freie Strömung der zu verarbeitenden Flüssigkeit. Weiter fließt bei diesem bekannten Verdampfer die zu verarbeitende Flüssig keit durch ihr eigenes Gewicht nach unten und kann nicht in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rotors beeinflußt werden.An evaporator is known from DE-AS 26 19 525, at after each section a shoulder with a cone for transferring the liquid from the one above Section provided for the drum of the lower section is. Presence of a shoulder and a cone at this known evaporator hinders free flow the liquid to be processed. Continues to flow this known evaporator the liquid to be processed due to its own weight and cannot depending on the speed of rotation of the rotor to be influenced.

Aus der DE-AS 16 67 060 ist ein ähnlicher Verdampfer be kannt, bei dem zusätzlich ringförmige Sammler mit Kanälen vorgesehen sind, die ebenfalls die freie Strömung der zu verarbeitenden Flüssigkeit behindern.From DE-AS 16 67 060 a similar evaporator be knows the additional ring-shaped collector with channels are provided, which are also the free flow of hinder the liquid to be processed.

Aus der DE-AS 11 14 783 ist ein Verdampfer bekannt, bei dem die Wärmeaustauschfläche in Form von sich drehenden Kegelstümpfen mit Wärmeaustauschermitteln ausgebildet ist. Eine derartige Konstruktion ist konstruktiv sehr aufwen dig, da die sich drehenden Kegelstümpfe als Wärmetauscher ausgebildet sind.From DE-AS 11 14 783 an evaporator is known for which the heat exchange surface in the form of rotating Truncated cones is formed with heat exchanger means. Such a construction is structurally very expensive dig, because the rotating truncated cones as heat exchangers are trained.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dünnschichtverdampfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer einfacheren konstruktiven Ausführung zu schaffen, bei dem ein freies Abfließen der Flüssigkeit gewährleistet und somit der Wärmeaustausch intensiviert wird.It is therefore an object of the present invention to Thin-film evaporator according to the preamble of claim 1 with a simpler design, which ensures that the liquid flows away freely and thus the heat exchange is intensified.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. This object is characterized by that in claim 1 Invention solved.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2.An advantageous embodiment of the invention results from claim 2.

Im Gegensatz zu den bekannten Dünnschichtverdampfern sind bei dem erfindungsgemäßen Dünnschichtverdampfer die Ab schnitte so angeordnet, daß der Boden des Gehäuses eines oberen Abschnitts, d. h. der mittlere Durchmesser des Bodens, geringer als der mittlere Durchmesser des in der Trommel des darunterliegenden Abschnitts angeordneten Verteiler rings ist. Aufgrund dieser Tatsache ist es möglich, auf einen ringförmigen Sammler und Überführungsrinnen für die herabfließende Flüssigkeit zu verzichten. Die Flüssigkeit an der Wärmeaustauschfläche mit dem Boden des oberen Ab schnitts fließt ohne Behinderung direkt nach unten in den Verteilerring der Trommel und des darunterliegenden Ab schnitts, so daß die Flüssigkeit nicht in irgendwelchen ringförmigen Sammlern oder Überführungskanälen gehalten wird.In contrast to the known thin film evaporators in the thin-film evaporator according to the invention, the Ab cuts arranged so that the bottom of the case one upper section, d. H. the average diameter of the bottom, less than the average diameter of the drum of the section located below is around. Because of this, it is possible to a ring shaped collector and transfer channels for the to avoid flowing down liquid. The liquid at the heat exchange surface with the bottom of the upper Ab cuts flows straight down into the Distribution ring of the drum and the underlying Ab cut so that the liquid is not in any annular collectors or transfer channels becomes.

Bei dem erfindungsgemäßen Dünnschichtverdampfer ist es aufgrund der kegelstumpfförmigen, gewellten, sich drehen den Trommel möglich, eine Strömung unterschiedlicher Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Umdrehungsge schwindigkeit der Trommeln längs der Wärmeaustauscher fläche zu erreichen. Weiter ist es möglich, Flüssigkeiten mit höherer Viskosität und Feststoffeinschlüssen zu ver arbeiten.It is in the thin film evaporator according to the invention due to the frustoconical, wavy, twist the drum possible, a flow of different Speed depending on the speed of rotation speed of the drums along the heat exchanger reach area. It is also possible to use liquids with higher viscosity and solid inclusions work.

Weiter wird mit dem erfindungsgemäßen Dünnschichtverdampfer eine Selbstreinigung der Wärmeaustauscherfläche durch die Verwendung der Komponente der Zentrifugalkräfte, die längs der Achse des Gehäuses für die Strömung der Flüssigkeit längs der Innenfläche der gewellten Trommel und längs der Wärmeaustauscherfläche jedes Abschnitts des Verdampfers ge richtet ist, erreicht.Next is with the thin film evaporator according to the invention a self-cleaning of the heat exchanger surface by the Using the component of the centrifugal forces, the longitudinal the axis of the housing for the flow of the liquid along the inner surface of the corrugated drum and along the Heat exchange surface of each section of the evaporator is achieved.

Dadurch, daß die Trommeln aus mit einem Spalt angebrachten Platten mit Längswellungen und zwischen diesen Platten an geordneten W-förmigen Prallblechen ausgeführt sind, wobei sich die Vorsprünge der Prallbleche im Hohlraum der Vor sprünge der Randwellungen der Platten befinden, wird eine vollständige Abscheidung des in den Trommelhohlraum ein tretenden Dampfstroms gewährleistet.Because the drums are attached with a gap Plates with longitudinal corrugations and between these plates orderly W-shaped baffle plates are executed, whereby the protrusions of the baffle plates in the cavity of the front cracks in the edge corrugations of the plates, there will be a complete separation of the into the drum cavity guaranteed steam flow guaranteed.

Der Dampfstrom ändert beim Durchströmen des Spaltes zwischen der Innenfläche der Trommelwellungen und der Außenfläche der W-förmigen Prallbleche seine Bewegungsrichtung mehrere Male. Weiter ist die Durchströmgeschwindigkeit des Dampf stroms beträchtlich geringer als in den bekannten Apparaten. Dies trägt weiter zu einer besseren Abscheidung bei. Hier bei wird eine vollständige Rückführung der abgeschiedenen Flüssigkeit in den Kreislauf gewährleistet, die von den Vorsprüngen der Prallbleche auf die Innenfläche der Vor sprünge der Trommelwellungen abgeschleudert wird.The steam flow changes between when flowing through the gap the inner surface of the drum undulations and the outer surface the W-shaped baffle plates move several times Times. Next is the flow rate of the steam currents considerably lower than in the known apparatus. This further contributes to better separation. Here at is a complete repatriation of the deposited Ensures fluid in the circulation by the Projections of the baffle plates on the inner surface of the front jumps of the drum corrugations is thrown off.

Der im Hohlraum der unteren Trommel vorgesehene Trägheits abscheider dient dazu, beim Eintritt des abgeschiedenen Dampfes in den Hohlraum, wobei er mit dem zu behandelnden Produkt in Berührung tritt, ein Mitreißen des zu behan delnden Produkts mit den Brüden und Verunreinigungen des Destillats zu verhindern.The inertia provided in the lower drum cavity separator is used when entering the separated Steam into the cavity, being with the one to be treated Product comes into contact with the entrainment of the product with the vapors and impurities of the To prevent distillate.

Der erfindungsgemäße Abscheider besitzt eine hohe Abschei dungsfähigkeit, weil die Abscheidung dank mehrfacher Änderungen der Bewegungsrichtung des Dampfstroms im Flieh kraftfeld erfolgt und dabei keine nochmalige Erfassung der Flüssigkeit stattfindet. Die abgeschiedene Flüssigkeit an der Oberfläche der äquidistanten Bleche sammelt sich in querliegenden Sicken nach einer jeden Richtungsänderung des Dampfstroms in Gestalt von Strahlen und wird unter der Fliehkrafteinwirkung auf die Innenfläche der Trommelwel lungen abgeleitet.The separator according to the invention has a high separation capability because the separation thanks to multiple Changes in the direction of movement of the steam flow in the flee force field occurs and there is no renewed recording of the Liquid takes place. The separated liquid on the surface of the equidistant plates collects in transverse beads after each change of direction of the steam flow in the form of rays and is under the Centrifugal force on the inner surface of the drum shaft lungs derived.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 - Gesamtansicht des Rotor-Dünnschichtverdampfers gemäß der Erfindung, im Längsschnitt; Fig. 1 - General view of the rotor thin-film evaporator according to the invention, in longitudinal section;

Fig. 2 - Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1; Fig. 2 - section along the line II-II of Fig. 1;

Fig. 3 - Teil einer Welltrommel, Gesamtansicht; Fig. 3 - part of a corrugated drum, overall view;

Fig. 4 - Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 3; Fig. 4 - section along the line IV-IV of Fig. 3;

Fig. 5 - in Fig. 1 dargestellte Einheit A; Fig. 5 - unit A shown in Fig. 1;

Fig. 6 - Gesamtansicht des Rotor-Dünnschichtverdampfers mit konischen Gehäusesektionen und konischen Trommeln; Fig. 6 - General view of the rotor thin-film evaporator with conical housing sections and conical drums;

Fig. 7, 8, 9 - verschiedene konstruktive Ausführungs formen von Welltrommeln; Fig. 7, 8, 9 - various constructive execution forms of corrugated drums;

Fig. 10 - Längsschnitt durch einen Teil einer Well trommel. Fig. 10 - longitudinal section through part of a corrugated drum.

Der in Fig. 1 dargestellte Rotor-Dünnschichtverdampfer enthält ein vertikal angeordnetes Gehäuse 1 , das aus überein ander liegenden Abschnitten 2, 2 a, 2 b ausgeführt ist, die mit jeweiligen Heizdampfmänteln 3, 3 a, 3 b versehen sind. Stutzen 4, 5, 6 sind jeweils zur Zuführung des Ausgangsprodukts, Ab leitung des Blasenrückstands (bzw. der konzentrierten Lösung), Ableitung der Brüdendämpfe bestimmt. Im Innern des Gehäuses 1 koaxial zu ihm ist in den Abschnitten 2, 2 a, 2 b auf einer Welle 7 ein Rotor 8 angebracht, der gewellte Trommeln 35, 35 a, 35 b trägt, die mit Öffnungen 10 (Fig. 3, 4, 5) zum Ausschleudern der Flüssigkeit auf eine Wärmeaustauschfläche 11, 11 a, 11 b von jeweiligen Stufen 12, 12 a, 12 b des Gehäuses 1 ausgeführt sind. Die gewellten Trommeln 35, 35 a und 35 b haben die Form von abgeschnittenen Ke geln. Hierbei wird die Fliehkraft (die Fliehkraftkomponente, die längs der Mantellinie des Trommelkegels abwärts gerichtet ist) zur zwangsweisen Verschiebung der Flüssigkeit von oben nach unten an der Innenfläche der Vorsprünge der Wellun gen der Trommeln 35, 35 a, 35 b und an der Wärmeaustauschfläche 11, 11 a, 11 b der jeweiligen Abschnitte 2, 2 a und 2 b ausge nutzt. Die Trommel 35 ist im oberen Teil an einem Verteilungs ring 13 eines Tellers 14, im unteren Teil aber an einem Ring 15 einer Nabe 16 befestigt, die auf der Welle 7 starr angebracht sind. Die tiefer gelegenen gewellten Trommeln 35 a, 35 b sind stirnseitig an Naben 17, 17 a und 18, 18 a befestigt, die auf der Welle 7 starr angebracht sind. Sie sind an Ringen 19, 19 a und 20, 20 a von jeweiligen oberen und unteren Naben 17, 17 a und 18, 18 a befestigt. Die Befestigung der gewellten Trommeln 35, 35 a, 35 b an den Verteilungsringen 13, 19, 19 a und den Ringen 15, 20, 20 a geschieht mittels (in Figur nicht abgebildeten) Bandagen und Schrauben. Die Wände der gewellten Trommeln sind in der Längsrichtung zur Trennung der auf ihre Innen fläche geleiteten Flüssigkeit in einzelne Ströme gewellt, die unter der Schwerkrafteinwirkung an der Innenfläche von vorstehenden Abschnitten 21 der Wellungen (Fig. 2, 4) herabfließen, in denen die Öffnungen 10 zum Schleudern der Flüssigkeit an die Wärmeaustauschfläche 11, 11 a, 11 b einer jeden Stufe des Ge häuses 1 vorgesehen sind. Der Teller 14, der zur gleichmäßi gen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Abschnitte 21 der Wellungen der oberen Trommel 35 bestimmt ist, weist eine Vertiefung auf, die einen zylindrischen Be hälter 22 darstellt, dessen Ränder in Gestalt eines konzen trischen Ringes 13 ausgeführt sind, dessen Innendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen Behälters 22 ist und der über seine Außenkreislinie an die Innenfläche von Vertiefungen 23 (Fig. 2) der Wellungen der Trommel 35 anschließt. In den tiefer gelegenen Trommeln 35 a, 35 b sind zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innen fläche der vorstehenden Abschnitte 21 der Wellungen der Trommeln 35 a, 35 b jeweilige Verteilungsringe 19, 19 a der oberen Naben 17 und 17 a bestimmt, die an ihrem Umfang an die Vertiefungen 23 der Wellungen der Trommeln 35 a, 35 b anschließen, während am Innenkreis der Ringe 19, 19 a jeweilige Bordwände 24, 24 a vorgesehen sind, die den Überwurf der Flüssigkeit in den Hohlraum der Trommeln 35, 35 a, 35 b verhindern.The rotor thin-film evaporator shown in Fig. 1 contains a vertically arranged housing 1 , which is made of superimposed sections 2, 2 a , 2 b , which are provided with respective heating steam jackets 3, 3 a , 3 b . Sockets 4, 5, 6 are each intended for supplying the starting product, from the bubble residue (or the concentrated solution), and the vapor vapors. In the interior of the housing 1 coaxially to it, in sections 2, 2 a , 2 b, a rotor 8 is mounted on a shaft 7 , which carries corrugated drums 35, 35 a , 35 b , which has openings 10 ( FIGS. 3, 4 , 5) for ejecting the liquid onto a heat exchange surface 11, 11 a , 11 b of respective stages 12, 12 a , 12 b of the housing 1 . The corrugated drums 35, 35 a and 35 b have the shape of cut-off cones. Here, the centrifugal force (the centrifugal force component, which is directed downwards along the surface line of the drum cone) for the forced displacement of the liquid from top to bottom on the inner surface of the projections of the corrugations of the drums 35, 35 a , 35 b and on the heat exchange surface 11, 11 a , 11 b of the respective sections 2, 2 a and 2 b uses. The drum 35 is in the upper part of a distribution ring 13 of a plate 14 , but in the lower part to a ring 15 of a hub 16 which are rigidly attached to the shaft 7 . The lower-lying corrugated drums 35 a , 35 b are attached on the end face to hubs 17, 17 a and 18, 18 a , which are rigidly attached to the shaft 7 . They are attached to rings 19, 19 a and 20, 20 a of respective upper and lower hubs 17, 17 a and 18, 18 a . The corrugated drums 35, 35 a , 35 b are attached to the distribution rings 13, 19, 19 a and the rings 15, 20, 20 a by means of bandages and screws (not shown in the figure). The walls of the corrugated drums are corrugated in the longitudinal direction to separate the liquid directed onto their inner surface into individual streams which flow under the action of gravity on the inner surface of protruding sections 21 of the corrugations ( FIGS. 2, 4), in which the openings 10 for spinning the liquid to the heat exchange surface 11, 11 a , 11 b of each stage of the Ge housing 1 are provided. The plate 14 , which is intended for evenly distributing the liquid over the inner surface of the projecting portions 21 of the corrugations of the upper drum 35 , has a recess which is a cylindrical container 22 , the edges of which are designed in the form of a concentric ring 13 are, whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the cylindrical container 22 and which connects via its outer circular line to the inner surface of depressions 23 ( FIG. 2) of the corrugations of the drum 35 . In the lower-lying drums 35 a , 35 b are for the uniform distribution of the liquid over the inner surface of the protruding portions 21 of the corrugations of the drums 35 a , 35 b respective distribution rings 19, 19 a of the upper hubs 17 and 17 a , which to connect their circumference to the recesses 23 of the corrugations of the drums 35 a , 35 b , while on the inner circle of the rings 19, 19 a respective side walls 24, 24 a are provided, which throw the liquid into the cavity of the drums 35, 35 a , Prevent 35 b .

Erfindungsgemäß sind die Abschnitte 2, 2 a, 2 b des Dünnschichtverdampfers stufenweise ausgeführt, derart, daß ein Boden 25 des Gehäuses 1 des Abschnitts 2 der oberen Stufe 12 sich im Innern der tiefer gelegenen hohlen gewellten Trommel 35 a über dem Verteilungsring 19 befindet, der sich im oberen Teil der Trommel 35 a befindet, während ein Boden 25a des Gehäuses des Abschnitts 2 a der tiefer gelegenen Stufe 12 a sich im Innern der unteren hohlen gewellten Trommel 35 b über dem Verteilungsring 19 a befindet, der im oberen Teil der Trommel 35 b angeordnet ist. Dank dieser Ausführung des Apparates fließt die zu behandelnde Flüssigkeit frei und ohne aufgehal ten zu werden an der Wärmeaustauschfläche der höherliegenden Stufe des Apparatgehäuses unmittelbar auf den Verteilungsring einer jeden tiefer gelegenen hohlen gewellten Trommel herab. Die Böden 25, 25 a der Abschnitte 2 und 2 a der Stufen 12, 12 a sind zur gleichmäßigeren Flüssigkeitsverteilung gezahnt ausgeführt.According to the sections 2, 2 a , 2 b of the thin-film evaporator are carried out in stages such that a bottom 25 of the housing 1 of the section 2 of the upper stage 12 is located inside the lower hollow corrugated drum 35 a above the distribution ring 19 , the is located in the upper part of the drum 35 a , while a bottom 25 a of the housing of the section 2 a of the lower stage 12 a is located inside the lower hollow corrugated drum 35 b above the distribution ring 19 a , which is in the upper part of the drum 35 b is arranged. Thanks to this embodiment of the apparatus, the liquid to be treated flows freely and without being stopped on the heat exchange surface of the higher stage of the apparatus housing directly down onto the distribution ring of each hollow hollow corrugated drum. The bottoms 25, 25 a of sections 2 and 2 a of stages 12, 12 a are designed toothed for more uniform liquid distribution.

Zur Gewährleistung der Abscheidung des in die Hohlräume der Trommeln 35, 35 a, 35 b eintretenden Dampfstroms sind die letz teren (Fig. 3, 4, 5) aus einzelnen bogenförmigen längsgewellten Platten 26 ausgeführt, die mit Spalten 27 vertikal zueinander liegen, und ihnen gegenüber sind Prallbleche 28 W-förmigen Profils angebracht. Die Prallbleche 28 überdecken die Spalte 27, und ihre Vorsprünge 29 befinden sich in Hohl räumen 30 der Randwellungen der Nachbarplatten 26. Ein oberer Außenrand 31 der Verteilungsringe 13, 19, 19 a (Fig. 5), die im oberen Teil der Trommeln 35, 35 a, 35 b angeordnet sind, ist zur Verminderung von Verlusten an kinetischer Energie der Flüssigkeit bei Änderung ihrer Bewegungsrich tung von der horizontalen in die vertikale abwärtsgerichtete Richtung abgerundet. Zur Gewährleistung der Bewegungs richtung der Flüssigkeit und zum freien Ausschleudern der selben aus den Öffnungen 10 der Trommeln 35, 35 a, 35 b auf die Wärmeaustauschfläche 11, 11 a, 11 b ist ein oberer Rand 32 ( Fig. 3, 4, 5) der Öffnungen 10 an den vorstehenden Abschnitten 21 der Wellungen zur Peripherie hin knickfrei abgebogen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Vermeidung des Mitreißens der Flüssigkeit bei der Berührung des Dampfstroms mit der Flüssigkeit, die an der Innenfläche der gewellten Trommeln 35, 35 a, 35 b herabfließt, ist im Hohlraum der unteren Trommel 35 b auf der Welle 7 des Rotors 8 ein Trägheitsabscheider 33 (Fig. 1, 2) angeordnet, der ein Paket von vertikal parallel zueinan der mit einem bestimmten Abstand aneinandergereihten Blechen 34 mit quergehenden Sicken darstellt.To ensure the separation of the steam flow entering the cavities of the drums 35, 35 a , 35 b , the latter (FIGS . 3, 4, 5) are made from individual arcuate longitudinally corrugated plates 26 , which are vertical to one another with columns 27 , and them opposite are baffles 28 W-shaped profile. The baffle plates 28 cover the column 27 , and their projections 29 are in cavities 30 of the edge corrugations of the adjacent plates 26th An upper outer edge 31 of the distribution rings 13, 19, 19 a ( Fig. 5), which are arranged in the upper part of the drums 35, 35 a , 35 b , is for reducing losses in the kinetic energy of the liquid when changing their direction of movement the horizontal in the vertical downward direction rounded. To ensure the direction of movement of the liquid and for free spinning the same out of the openings 10 of the drums 35, 35 a , 35 b on the heat exchange surface 11, 11 a , 11 b is an upper edge 32 ( Fig. 3, 4, 5) of the openings 10 at the protruding sections 21 of the corrugations bent towards the periphery without kinks. According to the present invention, in order to avoid entraining the liquid when the vapor flow comes into contact with the liquid which flows down on the inner surface of the corrugated drums 35, 35 a , 35 b , the lower drum 35 b is on the shaft 7 of the rotor in the cavity 8 an inertia separator 33 ( Fig. 1, 2) arranged, which is a package of vertically parallel to each other with a certain distance lined up sheets 34 with transverse beads.

Der Verdampfer arbeitet auf die folgende Weise.The evaporator works in the following way.

Der Ausgangsstoff gelangt über den Stutzen 4 (Fig. 1) in den zylindrischen Behälter 22. Bei Umdrehung des Rotors 8 steigt die Flüssigkeit unter der Fliehkrafteinwirkung an dessen Wänden hoch, wodurch eine konzentrische vertikale Schicht erzeugt wird. Indem die Flüssigkeit über den Innen rand des konzentrischen Ringes 13 auf dem gesamten Kreisum fang desselben überströmt, zerfließt sie gleichmäßig über seine Oberfläche in Gestalt einer Dünnschicht und ändert dann, sobald sie den abgerundeten Außenrand 31 erreicht hat, ihre Bewegungsrichtung von der horizontalen in die vertikale abwärtsgerichtete Richtung, wird vom Ring 13 auf die Innenfläche der vorstehenden Abschnitte 21 der Wellungen der Trommel 35 abgeworfen, was ohne erheblichen Verlust an kinetischer Energie dieser Flüssigkeit erfolgt. In der Trommel 35 wird die Flüssigkeit in einzelne vertikale Ströme getrennt. Nach Erreichen der Öffnungen 10 (Fig. 3, 5), die sich an den vorstehenden Abschnitten 21 der Wellungen der Trommel 35 in verschie denen Höhen der letzteren befinden, werden die Flüssigkeits ströme durch die Öffnungen 10 auf die Wärmeaustauschfläche 11 der Stufe 12 des Gehäuses 1 ausgeschleudert, wo sie eine verwirbelte absteigende Dünnschicht bilden, die nach unten abfließt. Ein Teil der Flüssigkeit an der Wärmeaustausch fläche 11 wird verdampft, und die nicht verdampfte Flüssig keit fließt von ihrem gezahnten Boden 25 gleichmäßig über den gesamten Umfang auf den Verteilungsring 19 herab, der im oberen Teil der tiefer gelegenen Trommel 35 a angebracht ist. Weiterhin wird die Flüssigkeit unter der Fliehkraft einwirkung vom Ring 19 auf die Innenfläche der vorstehenden Abschnitte 21 der Wellungen der Trommel 35 a geschleudert, wo sich der Kreislauf wiederholt. Die eingedampfte Lösung (bzw. Blasen rückstand) wird durch den Stutzen 5 entfernt, und der beim Verdampfen der Flüssigkeit gebildete Dampf tritt durch die Spalte 27 in die Hohlräume der Trommeln 35, 35 a, 35 b ein, wobei er einige Male in den Spalten zwischen den längsge wellten Platten 26 und den Prallblechen 28, deren Vorsprünge 29 sich in den Hohlräumen 30 der Randwellungen der Nachbar platten 26 befinden, abbiegt und die Flüssigkeit von ihm abgeschieden wird. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird von den Vorsprüngen 29 der Prallbleche 28 unter der Fliehkraft einwirkung auf die Innenfläche der vorstehenden Abschnitte 21 der Wellun gen der Trommeln 35, 35 a, 35 b abgeworfen.The starting material reaches the cylindrical container 22 via the nozzle 4 ( FIG. 1). When the rotor 8 rotates, the liquid rises under the action of centrifugal force on its walls, as a result of which a concentric vertical layer is produced. By overflowing the liquid over the inner edge of the concentric ring 13 over the entire circumference thereof, it flows evenly over its surface in the form of a thin layer and then changes as soon as it has reached the rounded outer edge 31 , its direction of movement from the horizontal to the vertical downward direction, is thrown from the ring 13 onto the inner surface of the projecting portions 21 of the corrugations of the drum 35 , which takes place without significant loss of the kinetic energy of this liquid. In the drum 35 , the liquid is separated into individual vertical streams. After reaching the openings 10 ( Fig. 3, 5), which are located on the projecting portions 21 of the corrugations of the drum 35 in various heights of the latter, the liquid flows through the openings 10 onto the heat exchange surface 11 of the stage 12 of the housing 1 ejected, where they form a swirling descending thin layer that flows downwards. Part of the liquid on the heat exchange surface 11 is evaporated, and the non-evaporated liquid speed flows from its toothed bottom 25 evenly over the entire circumference down to the distribution ring 19 , which is attached in the upper part of the lower drum 35 a . Furthermore, the liquid is centrifugally thrown from the ring 19 onto the inner surface of the protruding portions 21 of the corrugations of the drum 35 a , where the cycle repeats. The evaporated solution (or bubble residue) is removed through the nozzle 5 , and the vapor formed during the evaporation of the liquid enters through the column 27 into the cavities of the drums 35, 35 a , 35 b , several times in the columns between the corrugated plates 26 and the baffle plates 28 , the projections 29 of which are located in the cavities 30 of the peripheral corrugations of the neighboring plates 26 , bends and the liquid is separated from it. The separated liquid is thrown off by the projections 29 of the baffles 28 under the centrifugal force on the inner surface of the projecting portions 21 of the corrugations of the drums 35, 35 a , 35 b .

Ein Teil des Dampfes strömt ins Innere der Trommeln über die Stirnflächen zwischen den Trommeln 35, 35 a und 35 a, 35 b hinein, und nachdem der Dampf um 270° abbiegt, wird die Flüssigkeit im Ringspalt zwischen der Innenfläche des unte ren Teils der Trommeln 35, 35 a und der Außenfläche der Bord wände 24, 24 a von ihm abgeschieden. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird von den Ringen 15, 20 auf die Innenfläche der vorstehenden Abschnitte 21 der Wellungen der Trommeln 35, 35 a abgeworfen. Endgültige Dampfabscheidung erfolgt am Austritt aus dem Hohlraum der unteren Trommel 35 b im Abscheider 33, wobei in den Spalten zwischen den Sicken der Bleche 34 der Dampf einige Male abbiegt. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird von der Oberfläche der Bleche 34 auf die Innenfläche der Trommel 35 b abgeworfen.Part of the steam flows into the interior of the drums over the end faces between the drums 35, 35 a and 35 a , 35 b , and after the steam bends by 270 °, the liquid in the annular gap between the inner surface of the lower part of the drums 35, 35 a and the outer surface of the side walls 24, 24 a separated from it. The separated liquid is thrown from the rings 15, 20 onto the inner surface of the projecting portions 21 of the corrugations of the drums 35, 35 a . Final steam separation takes place at the outlet from the cavity of the lower drum 35 b in the separator 33 , the steam bending a few times in the gaps between the beads of the metal sheets 34 . The separated liquid is thrown off the surface of the sheets 34 onto the inner surface of the drum 35 b .

Der Dünnschichtverdampfer kann zur Behandlung von insbesondere wärmeempfindlichen (thermisch unstabilen) Stoffen sowohl mit erhöhter Zähigkeit wie auch von niedrigviskosen Produkten, die eine minimale Verweilzeit derselben in der Heizzone brauchen, sowie zur Durchführung von chemischen Flüssigpha senreaktionen eingesetzt werden, die eine Regulierung der Verweilzeit der Reaktionskomponenten im Apparat voraussetzen. In Fig. 6 ist eine Ausführungsform des Verdampfers dargestellt, in dem sowohl die gewellten Trommeln 35, 35 a, 35 b wie auch die Abschnitte 36, 36 a, 36 b des Gehäuses 1 des Dünnschichtverdampfers, die mit den Heizmänteln 37, 37 a und 37 b versehen sind, konische Form besitzen. In diesem Apparat wird gleichfalls die Flieh kraft zur zwangsweisen Verschiebung (Transportierung) der zu behandelnden Flüssigkeit ausgenutzt.The thin-film evaporator can be used to treat particularly heat-sensitive (thermally unstable) substances with increased toughness as well as low-viscosity products which need a minimum residence time in the heating zone, and to carry out chemical liquid phase reactions which regulate the residence time of the reaction components assume in the apparatus. In Fig. 6, an embodiment of the evaporator is shown in which both the corrugated drums 35, 35 a , 35 b as well as the sections 36, 36 a , 36 b of the housing 1 of the thin film evaporator, which with the heating jackets 37, 37 a and 37 b are provided, have a conical shape. In this apparatus, the centrifugal force is also used to forcefully move (transport) the liquid to be treated.

Außerdem trägt in dieser Ausführungsform die konische Gestalt der Abschnitte 36, 36 a 36 b des Gehäuses 1 gleich falls zur Erzielung optimaler Bedingungen zur zwangsweisen Verschiebung (Transportierung) des zu behandelnden Produktes an der Wärmeaustauschfläche von oben nach unten dank vermin derten Verlusten an kinetischer Energie der ausgeschleuderten Flüssigkeitsstrahlen bei deren Kontakt mit der Wärmeaustausch fläche bei. Aus diesem Grund ist dieser Apparat der univer sellste Verdampfer und kann zur Behandlung von Produkten in breitem Bereich ihrer verschiedenen wärmephysikalischen Eigenschaften eingesetzt werden.In addition, in this embodiment, the conical shape of the sections 36, 36 a 36 b of the housing 1 also in order to achieve optimum conditions for the forced displacement (transport) of the product to be treated on the heat exchange surface from top to bottom thanks to reduced losses in kinetic energy ejected liquid jets when they come into contact with the heat exchange surface. For this reason, this device is the most universal evaporator and can be used to treat products in a wide range of their various thermal-physical properties.

In den beschriebenen Ausführungsformen des Verdampfers, dargestellt in Fig. 1 und 6, kann die Flüssigkeitsschicht zwangs weise verschoben, die Verweilzeit des zu behandelnden Pro duktes im Apparat vermindert und reguliert werden, wobei die Wärmeaustauschfläche von selbst gereinigt wird.In the described embodiments of the evaporator, shown in FIGS. 1 and 6, the liquid layer can be forcibly shifted, the dwell time of the product to be treated in the apparatus can be reduced and regulated, the heat exchange surface being cleaned by itself.

Durch Erhöhen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors unter der Einwirkung der kinetischen Energie der Flüssig keitsstrahlen lassen sich zähigere Stoffe intensiver fördern und somit auch behandeln.By increasing the speed of rotation of the rotor under the influence of the kinetic energy of the liquid more powerful materials can be conveyed more intensively and thus also treat.

Durch Änderung der Rotordrehzahl läßt sich die Ver schiebungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit und somit die Ver weilzeit des zu behandelnden Produktes im Apparat regulieren.By changing the rotor speed, the Ver sliding speed of the liquid and thus the ver regulate the time of the product to be treated in the apparatus.

Hierbei erfolgt, indem die Dünnschicht zwangsweise verschoben und gleichzeitig durch den Flüssigkeitsstrom ver wirbelt wird, der aus der Trommel ausgeschleudert wird, die Selbstreinigung der Wärmeaustauschfläche des Apparates.This is done by forcing the thin film shifted and at the same time ver whirls, which is thrown out of the drum, the Self-cleaning of the heat exchange surface of the apparatus.

In Fig. 7, 8 und 9 sind verschiedene Ausführungsformen von gewellten Trommeln zur Verteilung der Flüssigkeit im Dünnschichtverdampfer dargestellt, die in den Fällen zur An wendung kommen können, in denen keine hohe Abscheidefähigkeit erforderlich ist, so beispielsweise beim Einsatz des Apparates als Verdampfer (Destillationsblase) einer Säule bei der Vakuumrektifikation, bei der Eindickung von Produkten sowie in anderen Prozessen.In Fig. 7, 8 and 9 show various embodiments of corrugated drums are shown for distributing the liquid in the film evaporator, which can turn come to An in the cases in which no high separation capacity is required, for example, (as an evaporator with the use of the apparatus reboiler ) a column for vacuum rectification, thickening of products and other processes.

In Fig. 7 ist eine hohle Trommel dargestellt, die aus einzelnen bogenförmigen längsgewellten Platten 26 besteht, die mit Spalten 38 vertikal zueinander angeordnet sind, der art, daß die Ränder der Wellungen der Nachbarplatten 26 relativ zueinander versetzt sind, wodurch sie den direkten Dampfdurchtritt in den Trommelhohlraum versperren.In Fig. 7 is a hollow drum is shown, which consists of individual arcuate longitudinally corrugated plates 26, which are arranged with gaps 38 vertically to each other such that the edges of the corrugations of adjacent plates are displaced relative to each other 26, whereby they direct steam passage in block the drum cavity.

In Fig. 8 ist eine hohle Trommel dargestellt, die aus einzelnen Wellungen (Zähnen) 39 besteht, die mit Spalten 38 vertikal zueinander angeordnet sind, derart, daß die Ränder der Nachbarwellungen relativ zueinander versetzt sind, wodurch sie den direkten Dampfdurchtritt in den Trommelhohlraum versperren.In Fig. 8 a hollow drum is shown, which consists of individual corrugations (teeth) 39 , which are arranged vertically to one another with columns 38 , such that the edges of the neighboring corrugations are offset relative to one another, thereby blocking the direct passage of steam into the drum cavity .

In Fig. 9 ist eine hohle Trommel dargestellt, die aus mit Spalten 38 vertikal zueinander angeordneten und relativ zueinander versetzten Elementen 40 besteht, die in ihrem Querschnitt Halbkreise besitzen. Die Elemente 40 versperren den direkten Dampfdurchtritt in den Trommel hohlraum. FIG. 9 shows a hollow drum which consists of elements 40 which are arranged vertically to one another and offset relative to one another with columns 38 and which have semicircles in their cross section. The elements 40 block the direct passage of steam into the drum cavity.

In Fig. 7, 8, 9 sind die Öffnungen zum Flüssigkeits austritt an den Vorsprüngen der Trommelwellungen nicht ab gebildet.In Fig. 7, 8, 9, the openings for liquid escaping from the projections of the drum corrugations are not formed.

In Fig. 10 ist eine hohle Trommel dargestellt, die aus einem ununterbrochenen gewellten Band besteht. An den Vor sprüngen der Trommelwellungen sind die Öffnungen 10 mit dem abgebogenen oberen Rand 32 vorhanden, die zum Schleudern der Flüssigkeit an die Wärmeaustauschfläche des Apparates bestimmt sind, und an den Vertiefungen 23 der Wellungen sind über die gesamte Höhe der Trommel Öffnungen 41 vorgesehen, deren oberer Rand 42 so abgebogen ist, daß er den direkten Dampfdurchtritt in den Rotorhohlraum versperrt.In Fig. 10, a hollow drum is shown, which consists of a continuous corrugated band. At the jumps before the drum corrugations, the openings 10 are provided with the bent upper edge 32 , which are intended for spinning the liquid to the heat exchange surface of the apparatus, and at the recesses 23 of the corrugations openings 41 are provided over the entire height of the drum, the upper edge 42 is bent so that it blocks the direct passage of steam into the rotor cavity.

Auf diese Weise gestattet es die erfindungsgemäße Konstruktion des Verdampfers, den Wärmeaustauschprozeß im Apparat beträchtlich zu intensivieren und dessen Einsatz gebiet erheblich zu erweitern.In this way it allows the invention Construction of the evaporator, the heat exchange process in the Apparatus to intensify considerably and its use area to expand significantly.

Claims

1. Thin-film evaporator with rotating internals, which forms a vertical, sections ( 2, 2 a , 2 b) housing ( 1 ) with heating jackets ( 3, 3 a , 3 b) , in each section ( 2, 2 a , 2 b) on a shaft ( 7 ) arranged corrugated drums ( 35, 35 a , 35 b) with in the above sections ( 21 ) of the corrugations formed openings ( 10 ), at the upper ends of the corrugated drums ( 35, 35 a , 35 b) attached distributor rings ( 13, 19, 19 a) and between the corrugated drums ( 35, 35 a , 35 b) arranged separator, characterized in that the corrugated drums ( 35, 35 a , 35 b) cone are frustoconical and the sections ( 2, 2 a , 2 b) of the housing ( 1 ) are arranged so as to avoid the usual annular collecting containers and overflow channels so that the bottom ( 25, 25 a) of a section ( 2, 2 a) of Housing ( 1 ) above the distributor ring ( 19, 19 a) within the corrugated drum ( 35 a , 35 b) of the section below ( 2 a , 2 b) is arranged, and that an inertial separator ( 33 ) is arranged in the cavity of the lower corrugated drum ( 35 b) .

2. Thin-film evaporator according to claim 1, characterized in that the corrugated drums ( 35, 35 a , 35 b) from a gap ( 27 ) arranged plates ( 26 ) with longitudinal corrugations and W-shaped baffle plates ( 28 ) are executed between the plates ( 26 ) are arranged, the projections ( 29 ) of the baffle plates ( 28 ) in the cavity ( 30 ) of the projections ( 21 ) of the edge corrugations of the plates ( 26 ).