-
Fraktionierapparat.
-
In dem amerikanischen Patent II7I464 vom I5. Februar I9I6 ist eine
Einrichtung und ein Verfahren zur fraktionierten Behandlung von Mischungen flüssiger
Stoffe beschrieben, wobei man die zu fraktionierenden Dämpfe durch eine Folge oder
Reihe von Zonen strömen läßt, die jede für sich auf einer bestimmten Temperatur
derart gehalten werden, daß die Temperatur der aufeinanderfolgenden Zonen in der
Strömungsrichtung der Dämpfe vom Anfang nach dem Ende zu fortschreitend niedriger
ist.
-
Ein Teil der Dämpfe kann in jeder folgenden Zone kondensiert werden,
und man läßt das Kondensat in die vorhergehende wärmere Zone bzw. in mehrere vorhergehende
wärmere Zonen zurückfließen, wo es erneut destilliert wird.
-
Die entstehenden Dämpfe strömen wieder vorwärts, so daß im normalen
Betriebe in der Zonen folge ständig ein Vorwärtsströmen von Dampf und ein Rückfließen
von Kondensat stattfindet. Die aufrechtzuerhaltenden Temperaturen bestimmen sich
hierbei für die verschiedenen Zonen nach den, Angaben des erwähnten Patents, und
der Betrieb wird so geführt, daß man ständig aus den rohen Mischungen ein Produkt
von gewünschter Zusammensetzung erhält, das, falls gewünscht, in flüssiger Form
kondensiert werden kann.
-
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen verbesserten
Fraktionierapparat zu schaffen, der für die Durchführung des erwähnten Verfahrens
besonders geeignet ist. Der Apparat ist aber auch für andere Verfahren ganz oder
teilweise mit Vorteil verwendbar.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
-
Fig. I ist ein senkrechter Schnitt durch drei obere und drei untere
Einheiten der Vorrichtung; Fig. 2 zeigt in größerem Maßstabe einen Schnitt durch
die Verbindungsstelle zweier Einheiten nach Fig. I; Fig. 3 ist ein Grundriß einer
Einheit, Fig. 4 ein senkrechter Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 5
ein senkrechter Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Einheit.
-
Die Vorrichtung besteht in ihrer bevorzugten Form aus einem turmartigen
Aufbau aus übereinandergestellten Einheiten A-B-C bis =r-Y-Z (Fig. I). Jede dieser
Einheiten bildet eine der Zonen konstanter Temperatur, tnd es können beliebig viele
davon je nach Bedarf angeordnet werden.
-
Jede der Zwischeneinheiten B-C bis »-Y besteht aus einem geschlossenen
Kasten I, der an einer Seite seiner Decke und an der gegenüberliegenden Seite seines
Bodens Löcher 2 für die Aufnahme der offenen Enden der Leitungen 3 aufweist. Diese
sind in dem Kasten in der Hauptsache schräg angeordnet und an ihren Enden zwecks
Einsetzens in die Löcher 2 abgebogen.
Die Dämpfe und das Kondensat
fließen in den Leitungen 3, deren Form und Zahl beliebig ist. Vorzugsweise haben
die Leitungen 3 den gezeichneten länglichen Querschnitt und sind in Reihen von je
drei angeordnet, die sich im Kasten von vorn nach hinten gruppieren (Fig. 3 und
4). In dem Kasten sind nahe seinen Enden Leitungsstützen 4 angeordnet.
-
Jeder der Einheitskasten bildet, wie oben angedeutet, eine Zone konstanter
Temperatur für die Dämpfe und Kondensate in den Leitungen 3 und wird zu diesem Zwecke
mit einer im Kreislauf bewegten Flüssigkeit gefüllt, welche die konstante Temperatur
aufrecht erhält. Hierfür ist in der Vorderfläche jedes Kastens ungefähr in der Mitte
ein Flüssigkeitseinlaß 5 und an den gegenüberliegenden Seiten je ein Auslaßrohr
6, eines höher als das andere, vorgesehen. Die Rohre 6 ragen vorzugsweise in den
Kasten bis nahe an die Rückwand heran (Fig. 3 und 4) und sind an ihren inneren Enden
offen. Zwecks größerer Freiheit des Kreislaufes hat jedes Auslaßrohr auch eine Reihe
von Löchern 7, deren Größe nach dem hinteren Ende des Kastens (Fig. 4) zunimmt.
Jeder Kasten nebst seinen Einlaß- und Auslaßrohren liegt in einem selbständig geschlossenen
Kreislaufsystem der Wärmeregelungsflüssigkeit. Dieses System bildet aber an sich
keinen Teil der Erfindung und ist deshalb nicht vollständig dargestellt. Durch die
Rückwand jedes Kastens ragt ein Rohr 37 für ein Thermometer.
-
Der erste Kasten A und der letzte Kasten Z der Reihe gleichen den
Zwischenkasten, nur ist der Kasten A für die Zuführung der zu behandelnden Dampfmischung,
der Kasten Z aber für die Abgabe der gewünschten dampfförmigen Erzeugnisse eingerichtet.
Die von einer nicht dargestellten Destillierblase o. dgl. kommenden Dampfmischungen
strömen durch die Einlaßöffnung 8 in die Kammer 9, mit welcher die Leitungen 3 des
Kastens A in offener Verbindung stehen. Eine Tasche oder ein Ablauf IO ist im Boden
der Kammer 9 vorgesehen um daraus irgendwelches Kondensat durch ein oder mehrere
Rohre 11 abzuziehen und zur Destillieranlage zurückzuführen usw. Die Auslaßenden
der Leitung 3 des Kastens Z münden in eine Kammer I2, und das endgültige Dampfprodukt
geht daraus durch das Rohr 33 7;u einem nicht gezeichneten Verdichter o. dgl.
-
Die Kasten besitzen oben und unten Randflanschen 34, mittels deren
sie zusammengebolzt sind (Fig. I). Damit aber die Temperatur irgendeines Kastens
der Reihe nicht durch die benachbarten Kasten beeinflußt wird, sollten die Kasten
vorzugsweise gegen Wärmeübertragung voneinander isoliert sein, beispielsweise durch
einen Luftzwischenraum. Zu diesem Zwecke sind Trennstücke I3, 14 zwischen die benachbarten
Kasten eingeschaltet und legen sich in Sitze 15 (Fig. 2), die hierfür in Decke und
Boden der Kasten vorgesehen sind.
-
Die Stücke 13 können einfache Streifen von rechteckigem oder sonstigem
Querschnitt sein, oder können auch aus Blöcken oder Stutzen bestehen. Auf der Seite
aber, wo die offenen Enden der Leitungen 3 benachbarter Kasten zur Deckung kommen,
muß der Zwischenraum zwischen den Kasten seitlich abgeschlossen werden, um eine
Zwischenkammer r6 zu bilden.
-
Daher muß das Stück 14 So geformt sein, daß es eine kammerumhüllende
Wand von in der Hauptsache ringförmiger Erstreckung bildet.
-
Bei der gezeichneten Ausführung sind die gegenüberliegenden Seitenteile
oder Schenkel 14a des Stückes 14 länglich und sind an ihren gegenüberliegenden Enden
durch die Endteile 14b verbunden. - Die Kammern r6 wirken als Ausgleichskammern.
Wird nämlich eine oder mehrere der Leitungen 3 einer tieferliegenden Einheit durch
Rückflußkondensat versperrt, so drückt der darin herrschende Dampfdruck das Kondensat
aufwärts in die Kammer I6, aus der es sich auf benachbarte Leitungen verteilt.
-
Vorzugsweise ragen die inneren Teile der Stücke 14 etwas in die Bahn
bzw. den freien Querschnitt der Kammern. Dies kann dadurch erzielt werden, daß man
den Stücken Iq einen in der Hauptsache rhombusförmigen Querschnitt gibt und sie
mit ihrer verlängerten Innenkante I7 in den Innenraum des Ringes einspringen läßt
(Fig. 2). In den Sitzen 15 können Dichtungsstreifen I8 angebracht werden.
-
Die abgeänderte Ausführungsform nach Fig. 5 besteht aus einem Einheitskasten
I9, dessen Deckel 20 in beliebiger Art an dem gegossenen Kastenkörper befestigt,
beispielsweise angebolzt ist. An den gegenüberliegenden Seiten sind Leitungsansätze
21 durch entsprechende Kerne beim Gießen ausgespart worden, und die Enden der geradlinigen
Leitungen 22 sind in diese Ansätze eingepaßt, in denen sie auch fest geschweißt
werden können. An den Enden der Leitungsanschlüsse sind Kammern 23 vorgesehen, deren
eine über und deren andere unter den entsprechenden Anschlüssen liegt. Diese Kammern
stehen mit dem Hohlraum 24 des Kastens durch Öffnungen 25 zwecks Kreislaufs des
wärmeregelnden Mittels in Verbindung.
-
Die Leitungen münden an beiden Enden in Kammern 26, welche beim Zusammenbau
der Einheiten Ausgleichszwischenkammern nach Art der obigen Kammer r6 bilden. Die
in Flucht miteinander befindlichen büchsenförmigen Ränder 27 schließen diese Zwischen
kammern an der Fuge seitlich ab und können durch Packungen noch besonders abgedichtet
werden. Die Ansätze oder Warzen 28 dienen dazu, je zwei benachbarte Kasten an den
Enden im richtigen gegenseitigen Abstand zu halten.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich aus Obigem, und man
erkennt auch, daß mannigfache Änderungen möglich sind, beispielsweise können Dampfauslässe
an Zwischenpunkten des Turmes vorgesehen werden. Die Vorrichtung ist äußerst leicht
dem jeweiligen Arbeitszweck anpaßbar. Sie gestattet in sehr bequemer und genauer
Art die Temperaturen in den einzelnen Einheiten oder Zonen zu regeln und aufrechtzuerhalten.
Die gewünschte Fraktionierung kann dadurch sehr genau, regelmäßig und wirtschaftlich
durchgeführt werden.
-
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Fraktionierapparat, dadurch gekennzeichnet,
daß er aus einem geschlossenen Hohlkasten besteht, versehen mit mehreren Leitungen
länglichen Querschnitts, welche den Kasten quer durchziehen und sich an den Enden
durch Decke und Boden des Kastens öffnen sowie m der Längsrichtung des Kastens in
einer Reihe liegen, und daß eine Einrichtung getroffen ist, um ein wärmeregelndes
Mittel im Kreislauf durch den Kasten und um die Leitungen zu führen.