DE33837C - Apparate zum Konzentriren und Eintrocknen mittelst überhitzten Dampfes - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.\%

Es lohnte bis jetzt nicht, Flüssigkeiten von geringerem Werth und hohem Wassergehalt, wie z. B. die Rückstände in der Spiritusfabrikation, behufs Conservirung zu concentriren bezw. in feste Form überzuführen, weil die Kosten für die Wasserentziehung zu grofs waren. Aus diesem Grunde war es nicht möglich, die vielfachen in der neueren Zeit patentirten Neuerungen für diesen Zweck mit Erfolg in die Praxis einzuführen.

Das Verfahren, für welches die nachstehend beschriebenen Apparate zur Anwendung kommen sollen, hat den Zweck, die Kosten der Concentration so weit zu vermindern, dafs es noch lohnend wird, die Schlempe der Spiritusfabriken zu cencentriren bezw. die Kosten der Concentration der Melassenschlempe, sowie der Rückstände der Melasseentzuckerung wesentlich zu vermindern.

Es geschieht dieses dadurch, dafs Wärmequellen verwendet werden, die bisher unbenutzt blieben, oder dafs die Wärme der Dämpfe, welche bei der Concentration gebildet werden, in gleicher Weise zu anderen Zwecken ausgenutzt werden, wie die gewöhnlich im Dampfkessel gebildeten.

I. Apparate für die Verwendung vorhandener Wärmequellen.

In der Spiritusfabrikation und Raffinerie ist bisher die Wärme, welche in den Condensatoren der Destillirapparate frei wurde, unbenutzt geblieben oder doch nur zu einem sehr kleinen Theil verwerthet worden, um die Dampfkessel zu speisen oder Gefäfse zu reinigen.

Diese beträchtliche Wärmemenge soll zur Concentration der Rückstände in der Spiritusfabrikation in folgender Weise zur Verwendung kommen.

Die zu concentrirende Flüssigkeit wird durch eine in den Condensatoren der Destillir- und Rectificirapparate angebrachte Schlange gepumpt und auf diesem Wege bis auf 75 Grad und darüber erwärmt. Die erwärmte Flüssigkeit wird durch einen cylindrischen Apparat geleitet und auf grofser Oberfläche fein vertheilt. Durch eine Luftpumpe ist in dem Apparat ein Vacuum erzeugt, so dafs die Flüssigkeit schnell verdampfen kann, wobei eine beträchtliche Abkühlung erfolgt. Aus dem Verdampfapparat gelangt die Flüssigkeit in ein Reservoir und wird durch eine Dampfpumpe wieder durch die Schlange des Condensators in den Verdampfapparat gepumpt. Dieser Kreislauf wird so lange fortgesetzt, bis die Concentration weit genug vorgeschritten ist. Es wird dann das Reservoir von neuem gefüllt und mit der Verdampfung begonnen.

Eine solche Anlage ist in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und ist darin bezeichnet mit A der Condensator des Destillirapparates , B der Verdampfapparat mit concaven und convexen Böden zur vollkommenen Vertheilung der Flüssigkeit, b der Condensator für den Verdampfapparat B und die nasse Luftpumpe L. C ist das Reservoir und P die Pumpe für die Erzeugung des Kreislaufes der Flüssigkeit.

Anstatt der Luftpumpe kann auch ein Dampfstrahlapparat angewendet werden. Es wird dann von unten durch den punktirten Stutzen c

kalte und möglichst trockene Luft in den Apparat geführt, die sich mit der Flüssigkeit mischt und infolge der Gegenströmung sich bis auf 70° erwärmt, daher eine ganz beträchtliche Wassermenge aufnimmt.

Wo die Concentration so weit geführt wird, dafs ein Uebergang in Gährung infolge des Wassermangels ausgeschlossen ist, wird in vielen Fällen das letztere Verfahren vorzuziehen sein.

An derselben Stelle, wo der Condensator b mit dem Verdampfapparat verbunden ist, wird dann ein Dampfstrahlexhaustor angeschraubt.

II. Concentrationsanlage mit Anwendung des überhitzten Dampfes.

In Fig. 2 sind die hierfür erforderlichen Apparate dargestellt. In der Zeichnung sind bezeichnet mit A die Destillircolonne, H¹ der Heizkörper für die indirecte Heizung derselben, α Regulator für den Flüssigkeitsstand in der Destillircolonne A. B ist der Verdampfapparat für den überhitzten Dampf, H₂ der Heizkörper desselben, b der Niveauregulator für die Schlempe in B, O₁ das Dampfrohr für die Verbindung des Kochraumes von B mit dem Heizkörper H₁ , b₂ die Verbindung des Heizkörpers H₂ mit Heizkörper H₁ behufs vollkommener Ausnutzung der Wärme des in H₂ eingeführten überhitzten Dampfes und Abführung des Condensationswassers, b_s Zuführung für überhitzten Dampf. Durch b_i tritt die zu concentrirende Flüssigkeit von der Dampfpumpe P₁ in B ein. C ist ein Säulenapparat mit concaven und convexen Böden, c Eintritt der Flüssigkeit von B nach C, C₁ sind kreisförmig gebogene, mit Löchern versehene Röhren für die Vertheilung des überhitzten Dampfes in C. Der überhitzte Dampf wird seitlich durch die Stutzen zugeführt. c₂ ist das Dampfrohr zur Abführung des gebildeten gesättigten Dampfes nach dem Rectificirapparat oder einer anderen Stelle, wo er verwerthet werden kann. C₃ ist ein Ventil für die Abführung der concentrirten Flüssigkeit nach der Dampfpumpe P₂. D ist ein Reservoir für die concentrate Flüssigkeit. F₁ und F₂ sind zwei Filterpressen.

Es wird in folgender Weise manipulirt: der untere Theil des Destillirapparates steht mit der Dampfpumpe P₁ in Verbindung, und diese befördert die zu concentrirende Flüssigkeit in den Untertheil des Verdampfapparates B. Der Stand der Flüssigkeit in A wird dadurch regulirt, dafs in einem seitlich montirten, communicirenden Gefäfs ein Schwimmer durch den verschiedenen Stand der Flüssigkeit gehoben und gesenkt wird. Der Schwimmer wirkt durch Hebelübertragung auf ein Dampfventil und giebt der Pumpe P₁ je nach Bedarf den Dampf, ohne dafs ein gewisses Maximum oder Minimum überschritten werden kann. Ist das Niveau zu hoch, so wird das Ventil mehr geöffnet, die Pumpe geht schneller, und umgekehrt. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird continuirlich durch den Verdampfapparat B gepumpt und auf diesem Wege bis zu einer gewissen Grenze concentrirt, sodann oberhalb durch den Niveauregulator nach C übergeführt. Es geschieht dieses dadurch, dafs der Druck in B etwa um Y₂ Atmosphäre gröfser ist, als in C. Die im Heizkörper H₂ gebildeten Dämpfe haben eine Spannung von 3 bis 3Y₂ Atmosphären, so dafs ihre Wärme ganz ebenso wie die von im Dampfkessel gebildeten Dämpfen verwerthet werden kann. Es ist möglich, Dämpfe von so hoher Spannung zu erzeugen, weil die hohe Temperatur der überhitzten Dämpfe (ca. 250⁰) infolge der bedeutenden Temperaturdifferenz noch eine umfangreiche Wärmezufuhr sichert. Die Pumpe P₂ führt die concentrirte Flüssigkeit C in das Reservoir D und schliefslich in die Filterpressen F₁ und F₂. Um in den letzteren den Durchgang der dünnen Flüssigkeit zu erleichtern, sollen Prefstücher aus Rofshaargeweben verwendet werden. Die sehr geringe Menge dünner Flüssigkeit, welche ausgepreist wird, wird dann weiter behandelt. Die Concentration dieser dünnen Flüssigkeit erfolgt durch die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung und in angegebener Weise. Die in den Filterpressen gewonnenen Kuchen werden mit erwärmter Luft vollständig getrocknet. Die Luft wird mittelst des abgehenden Dampfes der Dampfpumpe und Maschinen erwärmt. Die Trockenapparate sind von bekannter und bewährter Construction, daher erscheint eine Zeichnung und Beschreibung derselben nicht erforderlich. Für kleinere Anlagen genügt der in Fig. 3 dargestellte Apparat. Bei diesem sind die Pumpe P₂, das Reservoir D und die Filterpressen F₁ und F₂ fortgelassen und dafür der Apparat G eingeschaltet. Er hat wie C cylindrische Form , der innere Verdampfraum ist aber vollständig frei.

Die in C concentrirte Flüssigkeit gelangt durch C₄ und g von unten durch eine konische Düse in G. Um die Düse herum ist ein zweites konisches Rohr und die Einrichtung derart, dafs die mit grofser Kraft austretende Flüssigkeit durch das gröfsere konische Rohr Luft mitreifst und Flüssigkeit und trockene Luft sich verbinden. Die Bewegung der Flüssigkeit aus C nach G erfolgt durch den bedeutenden Ueberdruck. In C ist ein Druck von etwa 2Y₂ Atmosphären und in G ist noch nicht einmal 0,02 Atmosphären, weil G durch g_s mit der äufseren Luft in Verbindung steht. Der Flüssigkeitsstrahl steigt hoch bis zur Glocke g₂, reflectirt an dieser und fällt dann in feinen Strahlen durch den ganzen Apparat herunter, währenddessen der letzte Rest von

Claims (4)

1. Wasser verdampft. Die untere Oberfläche der Glocke wird durch einen rotirenden Arm stets rein gehalten. g_& ist der Austritt für die gebildeten Dämpfe.

   Unterhalb wird die getrocknete Masse durch eine Schnecke in eine continuirliche Presse behufs Erzeugung der Kuchen geführt. Der Zustand dieser Kuchen ist derart, dafs sie einen zweiten Trockenprocefs mit Luft nicht durchzumachen brauchen.

   Patenτ-Ansprüche:

   ι . Ein Apparat zum Concentriren von Rückständen der Spiritusfabrikation mittelst der in den Condensatoren bezw. Dephlegmatoren der Destillir- und Rectificirapparate frei werdenden Wärme, bestehend aus dem Condensator A, Fig. i, mit darin enthaltener Schlange, dem Verdampfapparat B mit concaven und convexen Vertheilungsböden und der Pumpe P zur Erzeugung eines Kreislaufes der zu concentrirenden Flüssigkeit durch die Schlange des Condensators A und den Apparat B zum Zweck der Verwerthung der frei werdenden Wärme und Verminderung der Kosten der Concentration.
2. 2. Der Verdampfapparat B, Fig. 2 und 3, für die Heizung mit überhitztem Dampf eingerichtet, welchem die zu concentrirende Flüssigkeit durch das Rohr b₄ unten continuirlich zugeführt wird, während sie oben ein automatisch wirkender Abflufsregulator abführt, behufs Erzeugung von Dämpfen höherer Spannung, die für den Destillationsprocefs etc. zur Verwendung kommen.
3. 3. Die Anordnung der Düse D im unteren Theil des Concentrationsapparates G, Fig. 3, behufs Erzeugung einer Luftströmung nach dem oberen Stutzen zu durch den eintretenden Flüssigkeitsstrahl in Verbindung mit dem glockenförmigen Reflector g₂, dessen untere Fläche durch einen rotirenden Arm rein gehalten wird, zum Zwecke der feinen Vertheilung der zu concentrirenden Flüssigkeit unter Erzeugung einer Gegenströmung zwischen derselben und der vom Injector mitgerissenen Luft.
4. 4. Der Apparat zum Reguliren des Niveaus der zu concentrirenden Flüssigkeit in der Blase A, Fig. 2, bestehend aus dem Gehäuse α und dem darin befindlichen Schwimmer, welcher den Einlafs des zur Dampfpumpe strömenden Dampfes im Verhältnifs zum Flüssigkeitsniveau verändert.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.