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Dephlegmator mit inneren Kühlröhren. Den Gegenstand der Erfindung
bildet ein Dephlegmator für Destillier- und Rektifizierapparate von derjenigen Art,
bei welcher die aufsteigenden Spiritusdämpfe ein System von horizontalen Kühlröhren
umspülen, die nach (lern Gegenstromprinzip vorn Kühlwasser oder von der zu destillierenden
Maische selbst durchflossen werden.
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Die Erfindung ist das Ergebnis von Versuchen, welche den Zwec.1.:
hatten, den Wirkungsgrad des Dephlegmators zu verbessern. Der Wirkungsgrad hängt
wesentlich davon ab, daß im ganzen Innenraum des Dephlegniators ein fein verteiltes
Gemisch von Dampf und kondensierter Flüssigkeit vorhanden ist, so daß die Kühlröhren
nirgends von einer stärkeren Wasserschicht umgeben werden und sich nirgends größereFlüssigkeits-Ströme
oder -massen bilden können.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Dephlegmatorraum
nach oben (durch Verkleinerung der horizontalen Querscbnitte) verjüngt wird. Infolge(tessen
kann sich im oberen Teile, wo eine energische Kühlung stattfindet, doch nicht übermäßig
viel I-Condensat bilden und somit das mit mehr M sser beladene Gemisch im unteren
Teil ungestört in Form eines dichten Nebels erhalten. Diese Wirkung kann noch dadurch
gesteigert werden, daß man die Kühlfläche der Kühlrohre nach unten zu größer werden
läßt.
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Eine nach oben verjüngte Ausbildung des Dampfraurnes ist bei von außen
durch Berieselung gekühlten Dephlegomatoren bekannt, doch hat sie dabei lediglich
den Zweck, das Herabrieselli des Kühlwassers über die Außenfläche zu erleichtern,-
was bei senkrechter Wandung nicht in dem gleichen Grade erreichbar ist. Die Kühlung
der Raumeinheit ist bei diesen bekannten Apparaten im oberen Teile größer als im
unteren Teile, so daß eine starke Wasserbildung im ersteren Teil stattfindet, während
die Wirkung der vorliegenden Erfindung darin besteht, daß in allen Teilen des Raumes
ein gleichmäßiges Dampf- und Wassergemisch herrscht, was zustande kommt, wenn die
Raumeinheit im oberen Teil nicht stärker gekühlt wird, als die Raumeinheit im unteren
Teil. Durch die Verjüngung nach oben wird daher hier, wo ein inneres Kühlsys*tem
vorhanden ist, die entgegengesetzte Wirkung wi.e bei der Außenkühlung erzielt.
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Um auch nicht lokal, eine Bildung größerer zusammenhängender Wassermengen
- zu gestatten, wird zweckmäßig die Verjüngung nach oben nicht mittels Abstufung,
sondern mittels Schrägstellung derAußenwände durchgefühTt, so 'daß der ganze Apparat
die Form eines auf der Basis stehenden Keiles erhält. Indern man dann an den schrägen
Wänden Leisten anbringt, werden die Dämpfe zur Wirb,elbildung gezwungen, ohne daß,
wie es bei senkrecht stehenden Wänden der Fall wäre, kompakte Wasserströme an den
Wänden herabfließen können.
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In Fig. i ist ein derartiger Dephlegmator im senkrechten Schnitt und
in Fig.:2 in einem Schnitt rechtwinklig zu Fig. i dargestellt.
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Der Dephlegmator besteht aus, dem eigent-AUSG-EGEBE)t AN 10. JUNI
1920
lichen Körper a, den vorgeschraubten Rohrplatten
b, den Rohren c und den Umkehrkapseln d.
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Die aus der Kolonne C aufsteigenden Dämpfe bewegen sich zwischen den
Kühl-
rohren nach oben, stoßen sich teilweise an den schräggestellten Seitenwänden,
sowie den daran befindlichen Leisten und erhalten hierdurch eine kräftige wirbelnde
Bewegung, wobei sie in hohem Maße ihre Verdampfungswärme an die in den Rohren c
fließende Flüssigkeit abgeben. Die sich verstärkenden Dämpfe verlassen allmählich
bei e den Dephiegmator und treten in einem nicht gezeichneten Kühler über wo sie
vollständig kondensiert werden un# den rektifizierten reinen Spiritus bilden.
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Die Kühlflüssigkeit (Maische oder Was--er) tritt bei f in den
Dephlegmator und wird mit Hilfe der Kapseln d durch die Kühlröhren etagenförmig
nach unten den Dämpfen entgegen geleitet, um den Dephlegmator bei g
zu verlassen
und, falls es Maische ist, hoch vorgewärmt in die Kolonne C zu fließen, wo
mittels eingeleiteten Wasserdampfes die Aufkochung stattfindet.
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Wie ersichtlich, beträgt die Kühlfläche im unteren Teil des Dephlegrnators
das Vielfache von derjenigen im oberen Teil. Infolgedessen kann das über das Rohrsystem
herabricselnde Kondensat (Lutter) auch im unteren Teil, wo es einen größeren Prozentsatz
des Gemisches ausmacht, in ganz fein verteilter Form die aufsteigenden Dämpfe durchsetzen.
Dies ist bei den bisher bekannten Dephlegmatoren nicht möglich, da der fast
g des Dephleggleichbleibende Querschnitt inatorkörpers auch nur die stets
gleichbleibende Kühlfläche zuläßt, wenn nicht etwa tote (d. i, Kühlrohre
nicht enthaltende) Ecken gebildet werden sollen, in denen der Dampf nutzlos wirbelt.
Infolgedessen tritt im unteren Teil der bekannten DephIegniatoren stets eine Überflutung
des Rohrsysterns auf, derart, daß dieser Teil des Rohrsystems nicht mehr als Kühlfläche
in Betracht kommt und nichts zur Verstärkung des Kondensats beiträgt.
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Zweckmäßig werden, wie die Fig. 2 zeigt, die Umkehrkapseln in an sich
bekannter Weise zweiteilig ausgebildet, so daß z. B. im oberen Teil des Rohrsystems
nur Wasser, im unteren Teil nur Maische zirkulieren kann. Hierzu ist es nur nötig,
den in Fig.:2 sichtbaren Verbindungskrümmer K zu entfernen und etwa das Wasser bei
f in die obere Rohrgruppe ein-, bei K abzuführen, die Maische d-.Lgegen bei
K in die untere Rohrgruppe ein-und bei g abzuführen. Es können auch weitere
Abteilungen gebildet werden.
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Außer dem erhöhten Wirkungsgrad ist der auf den Anschaffungspreis
zurückwirkende #,-orteil einer geringeren Bauhöhe bei gleicher Leistung vorhanden,
da nämlich im unteren Teil keine ungenutzten Röhren liegen. Ganz allgemein wird
durch die - lebhafte Wirbelbewegung der Dämpfe, die durch keine größeren
Flüssigkeitstropfen verhindert wird, der gt, daß über-Wärmeaustausch derart begünstig
haupt die Größe des Dephlegniators nicht tinwesentlich verringert werden kann.