DE3529983A1

DE3529983A1 - Verdampfer

Info

Publication number: DE3529983A1
Application number: DE19853529983
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro I; Masabumi Kataita; Kenji Musashino Tokio/Tokyo Obata; Hironori Omuta Fukuoka Yamashita; Nobuhiko Yoneda
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1986-03-06
Also published as: JPS6161602A; DE3529983C2; DD237476A5; US4812203A

Description

Beanspruchte Priorität: 31.August 1984, Japan,

Patentanmeldung No. 180325/1984

Anmelder: MITSUI TOATSU CHEMICALS, INCORPORATED 2-5, Kasumigaseki 3-chome, Chiyoda-ku,
Tokyo, Japan

Verdampfer

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer, mit dem ein flüchtiger Bestandteil von einer teerartige Substanzen enthaltende Flüssigkeit hoher Viskosität mit einer hohen Rückgewinnungsrate zurückgewonnen werden kann.

Als Verdampfer für die Rückgewinnung flüchtiger Bestandteile von Flüssigkeiten mit hohen Viskositäten sind herkömmlicherweise Verdampfer mit einer Anzahl eingebauter Heizrohre, chargenweise arbeitende Verdampfer

mit Ummantelung und Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film verwendet worden.

Es wurde angenommen, daß von derartigen herkömmlichen Verdampfern die Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film am besten für die Rückgewinnung von flüchtigen Bestandteilen aus Flüssigkeiten mit hoher Viskosität geeignet sind, so weit es den Erfindern der vorliegenden Erfindung bekannt ist, weil sie unter anderem die Vorteile aufweisen, daß sie a) hohe Wärmewirkungsgrade beim Verdampfen flüchtiger Komponenten erreichen können und b) auf diese Weise kürzere Verweilzeiten für die in den Verdampfern zu behandelnden Flüssigkeiten erforderlich machen, wodurch sie als Vorrichtung für die Rückgewinnung von flüchtigen Bestandteilen, die zu thermischer Zersetzung neigen, geeignet sind; c) einen Aufbau besitzen, der zum Betrieb unter verringerten Drücken geeignet ist, wodurch sie Tieftemperaturverdampfung von flüchtigen Bestandteilen gestatten, die hohe Siedepunkte aufweisen oder zu thermischer Zersetzung neigen; und d) ihre Heizoberflächen einen Aufbau aufweisen, der gegen Kesselstein- oder andere Ablagerungen beständig ist, und sie dadurch langzeitigen kontinuierlichen Betrieb gestatten, ohne daß sich irgendeine wesentliche Verringerung ihrer Wirkungsgrade der Wärmeleitung während des Betriebes ausbildet.

Wenn die Rückgewinnung einer flüchtigen Komponente von einer Flüssigkeit mit einer hohen Viskosität mittels eines derartigen ZentrifugalVerdampfers mit fallendem Film durchgeführt wird, bildet sich im allgemeinen ein Verdampfungsrückständ als eine teerartige Substanz, die noch die Zielkomponente, d.h. den gewünschten Bestand-

teil der Rückgewinnung, nämlich den flüchtigen Bestandteil, mit einer signifikanten Konzentration enthält. Vom ökonomischen Standpunkt aus ist es deshalb nicht zweckmäßig, den Verdampfungsrückstand, so wie er ist, wegzuwerfen. Aufgrund der teerartigen Natur des Verdampfungsrückstandes ist seine Beseitigung lästig und zeitaufwendig und erfordert darüber hinaus eine Vielzahl schwieriger Vorsichtsmaßnahmen zur Verhinderung von Umweltverschmutzung.

Um weitere Rückgewinnung des flüchtigen Bestandteils von dem teerartigen Verdampfungsrückstand zu erreichen, kann erwogen werden, ihn in einem Verdampfer von einem anderen, verschiedenen Typ, im allgemeinen in einem chargenweise arbeitenden Verdampfer, zu behandeln. In der Tat wurden derartige Versuche auch von den Erfindern der vor liegenden Erfindung durchgeführt. Es war jedoch unmöglich, die Rückgewinnungsrate des verbliebenen flüchtigen Bestandteils bis zu irgendeinem signifikanten Ausmaß zu verbessern, was selbst dann nicht gelang, als der teerartige Verdampfungsrückstand in herkömmlicherweise bekannte Verdampfer verschiedener Typen eingebracht wurde. Der Verdampfungsrückstand blieb noch in einer teerartigen Form zurück, selbst nachdem er in solchen zusätzlichen Verdampfern behandelt worden war. Dementsprechend blieben die vorstehend beschriebenen verschiedenen Probleme ungelöst.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung suchten nach Lösungen für die vorstehend beschriebenen Probleme, was zur Entwicklung von Verdampfern gemäß der Erfindung führte.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Verdampfer zu schaffen, mit dem ein flüchtiger Bestandteil von einer teerartige Substanzen enthaltenden Flüssigkeit hoher Viskosität mit einer hohen Rückgewinnungsrate zurückgewonnen werden kann. Dabei soll der Verdampfer so beschaffen sein, daß er den Verdampfungsrückstand nicht in einer teerartigen Form sondern in einer pulverisierten festen Form liefert.

Dieses Ziel der Erfindung wird erreicht durch die Schaffung eines Verdampfers der folgendes umfaßt: Einen ersten Verdampfer vom bekanntermaßen aufgebauten Zentrifugaltyp mit fallendem Film, wobei dieser erste Verdampfer eine Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung begrenzt; und

einen zweiten Verdampfer mit einer Form, die aus einem Heiz-Seitenwandabschnitt mit einer nach unten zeigenden konischen Konfiguration, einem Abdeckabschnitt, der wenigstens eine Öffnung umgrenzt, durch die eine zu behandelnde Flüssigkeit eingebracht wird und der entstehende flüchtige Bestandteil abgelassen wird, und einem Bödenabschnitt, der wenigstens eine Öffnung begrenzt, die das Ablassen eines Verdampfungsrückstandes gestattet, gebildet ist, und der mit einem Kratz- oder Schaberrührwerk ausgestattet ist, das in dem zweiten Verdampfer eingebaut ist und auf einer durch eine Antriebsvorrichtung angetriebenen Drehwelle gelagert ist, wobei der Schaber oder Kratzer dieses Rührwerks so angeordnet ist, daß er einen Niederschlag oder eine Ablagerung wenigstens von dem Heiz-Seitenwandabschnitt abschabt, und der Heiz-Seitenwandabschnitt extern mit Heizvorrichtungen versehen ist, d.h. beheizbar ist.

• B-

-JB-

und die Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung von dem ersten Verdampfer ist mit der öffnung des Abdeckabschnittes des zweiten Verdampfers unter solch einer relativen Lagebeziehung verbunden, daß der Verdampfungsrückstand des ersten Verdampfers durch seine eigene Schwerkraft nach unten in den zweiten Verdampfer fließen kann.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Verbindung und Anordnung der zwei Verdampfer mit jeweils verschiedenem Aufbau können die beiden Teilaufgaben dieser Erfindung in erstaunlicher Weise gleichzeitig gelöst werden. Die Ziele dieser Erfindung können nicht erreicht werden, wenn der erste und der zweite Verdampfer getrennt voneinander angeordnet werden und sie auf solch eine Weise betrieben werden würden, daß jeweils der Verdampfungsrückstand des ersten Verdampfers einmal aus dem Verdampfer herausgenommen und dann chargenweise dem zweiten Verdampfer zugeführt wird. Im letzteren Falle wird ähnlich wie bei dem bekannten Verfahren gemäß dem Stand der Technik die Rückgewinnungsrate des flüchtigen Zielbestandteils nicht merklich verbessert und der Verdampfungsrückstand des zweiten Verdampfers verbleibt weiterhin in Form einer teerartigen Substanz.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte vertikale Querschnittsansicht, die beispielsweise die Art der Verbindung zwischen einem ersten Verdampfer und einem zweiten Verdampfer in einem Verdampfer gemäß der

Erfindung darstellt;

Figur 2 eine vereinfachte vertikale Querschnittsansicht des ersten Verdampfers, der einen aufrecht stehenden Aufbau aufweist, als Beispiel, und

Figur 3 eine vereinfachte vertikale Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den Aufbau des zweiten Verdampfers darstellt.

Bei der vorliegenden Erfindung ist der erste Verdampfer ein Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film mit einem bekannten Aufbau. Er ist mit sich drehenden Blättern oder Flügeln ausgestattet, die in dem ersten Verdampfer eingebaut und auf einer sich drehenden Welle angebracht sind, die von einer Antriebsvorrichtung angetrieben wird. Wenn eine Flüssigkeit in den ersten Verdampfer eingebracht wird, wird sie durch die sich drehenden Flügel oder Blätter heftig gerührt und auch gegen die zylindrische innere Wand des ersten Verdampfers aufgrund der Zentrifugalkräfte verteilt, die durch die Drehung der Flügel oder Blätter auf sie einwirken. Gleichzeitig wird die so eingebrachte Flüssigkeit durch Heizeinrichtungen erhitzt, die auf der äußeren Wand des zylindrischen Abschnittes vorgesehen sind, so daß der flüchtige Bestandteil oder die flüchtigen Bestandteile, der bzw. die in der Flüssigkeit vorhanden ist bzw. sind, verdampft werden. Von solchen ZentrifugalVerdampfern mit fallendem Film werden diejenigen bevorzugt, die einen aufrecht stehenden Aufbau aufweisen.

Figur 2 zeigt den Aufbau eines typischen beispielhaften aufrecht stehenden Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film.

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In Figur 2 ist der Verdampfer innen mit sich drehenden Blättern 2 versehen, die auf Lagerbüchsen 10,11 mittels ,einer Drehwelle 1 gehaltert sind, die ihrerseits durch eine (nicht gezeigte) Vorrichtung angetrieben wird. Außerhalb des Verdampfers ist ein Mantel 3 so vorgesehen, daß das Innere des Verdampfers erhitzt werden kann, indem ein Heizmedium, z.B. Dampf, von einem Einlaß 4 zu einem Auslaß 5 strömen gelassen wird. In einem oberen Teil des ersten Verdampfers ist eine öffnung 6 vorgesehen, die so angepaßt ist, daß jede Flüssigkeit, die behandelt werden soll, durch sie eingebracht werden kann. Die Flüssigkeit, die durch die öffnung 6 eingebracht worden ist, wird durch eine Prallwand 14 gegen die innere Seitenwand des Verdampfers verteilt und kann dann auf den sich drehenden Blättern nach unten fließen. Aufgrund der Zentrifugalkräfte, die auf die Flüssigkeit durch die sich drehenden, von der nicht dargestellten Antriebsvorrichtung angetriebenen Blätter einwirken, wird die Flüssigkeit gegen die Innenwand des zylindrischen Abschnittes so verteilt, daß sie durch das durch den Mantel fließende Heizmedium aufgeheizt wird. Der flüchtige Bestandteil, der durch die Heizung verdampft worden ist, kann durch die Zwischenräume zwischen den sich drehenden Blättern 2 nach oben aufsteigen. Nach dem Abtrennen von gegebenenfalls vorhandenem begleitendem Nebel in einem Nebelseparator 9 wird der flüchtige Bestandteil aus dem Verdampfer durch einen Dampfauslaß 7 abgezogen. Andererseits fließt die Flüssigkeit, die behandelt wird, nach unten, während sie konzentriert wird und so nach und nach viskos wird. Schließlich wird sie durch eine Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung 8 abgelassen. Weiterhin'bezeichnen die Bezugszeichen 12 und 13 entsprechend einen Einlaß und einen

. Μ-

- si -

Auslaß für ein Heizmedium, das so angepaßt ist, daß es den Verdampfungsrückstand warm oder heiß hält, während dieser von der unteren Lagerbüchse 11 zu der Ablaßöffnung 8 nach unten fließt.

Figur 2 zeigt, wie vorstehend angegeben wurde, ein Beispiel für den ersten Verdampfer in der vorliegenden Erfindung. Es wird ausdrücklich bemerkt, daß der erste Verdampfer in dem Verdampfer gemäß dieser Erfindung nicht auf den als Beispiel angegebenen Verdampfer, der in Figur 2 gezeigt ist, beschränkt ist. Der erste Verdampfer kann irgendeinen Aufbau besitzen, so lange er ein Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film mit einem bekannten Aufbau ist. Es kann auch ein horizontaler Verdampfer mit fallendem Film verwendet werden.

Als spezifische Beispiele für Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film bekannter Strukturen können "Upright Hitachi KONTRO Processor", "HitachiSEVCON Processor", "Hitachi Model-VL Thin-Film Processor" und "Horizontal Hitachi KONTRO Processor" genannt werden, wobei diese Angaben alle Handelsnamen von Verdampfern sind, die von Hitachi, Ltd., Tokyo, Japan, hergestellt werden.

Wie bereits vorstehend angegeben wurde, hat der zweite Verdampfer bei der vorliegenden Erfindung eine Form, die aus einem beheizten Seitenwandabschnitt mit einer nach unten zeigenden konischen Konfiguration, einem Abdeckabschnitt, der wenigstens eine öffnung umgrenzt, durch die eine zu behandelnde Flüssigkeit eingebracht wird und der entstehende flüchtige Bestandteil abgelassen wird, und einem Bodenabschnitt, der wenigstens eine öffnung begrenzt, die das Ablassen eines Verdampfungs-

rückstandes gestattet, gebildet wird, und ist ausgestattet mit einem Schabrührwerk, das in den zweiten Verdampfer eingebaut ist und auf einer Drehwelle gehaltert ist, die durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben wird. Der Schaber des Rührwerks ist so angeordnet, daß er einen Niederschlag oder Ablagerungen von wenigstens dem Heiz-Seitenwandabschnitt abschabt. Der Heiz-Seitenwandabschnitt ist extern mit Heizvorrichtungen versehen.

Figur 3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den Aufbau des zweiten Verdampfers zeigt. Der zweite Verdampfer für diese Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben.

Der Seitenwandabschnitt dient als Heizvorrichtung. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform besteht der Seitenwandabschnitt aus drei Abschnitten, und zwar einem oberen zylindrischen Wandabschnitt mit großem Durchmesser, einem zwischengelegenen nach unten sich verjüngenden konischen Wandabschnitt und einem unteren zylindrischen Wandabschnitt mit kleinem Durchmesser. Von diesen Abschnitten ist nur der nach unten zeigende, d.h. sich nach unten verjüngende, konische Wandabschnitt für den Aufbau des zweiten Verdampfers wesentlich. Der obere zylindrische Wandabschnitt mit großem Durchmesser und/oder der untere zylindrische Wandabschnitt mit kleinem Durchmesser sind wahlweise vorhanden.Vom Standpunkt des Aufbaues her wird es bevorzugt, den unteren zylindrischen Wandabschnitt mit kleinerem Durchmesser vorzusehen, um die Ablaßöffnung 19 für den Verdampfungsrückstand ausbilden zu können. Der untere zylindrische

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Wandabschnitt mit kleinerem Durchmesser kann auch dafür verwendet werden, um die Endverdampfung und die Fertigstellung der Verdampfung in dem Verdampfer dieser Erfindung durchzuführen, indem Heizeinrichtungen vorgesehen werden, die noch beschrieben werden, und zwar an Stellen, die so liegen, daß sie die Abtrennung eines Flansches an dem unteren zylindrischen Wandabschnitt mit kleinem Durchmesser von einem zugehörigen Flansch an. dem nach unten zeigenden konischen Zwischenwandabschnitt nicht beeinträchtigen.

In dem nach unten zeigenden konischen Wandabschnitt kann die Wandneigung, d.h. der Winkel einer Schnittlinie durch den Konus relativ zu der vertikalen Linie, auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, so lange nur sichergestellt ist, daß der Inhalt des Konus, d.h. eine viskose Flüssigkeit oder Pulver, nach unten fließen oder fallen kann. Der Winkel kann vorzugsweise von 25° bis 35° reichen. Der innere Durchmesser des unteren Endes des nach unten weisenden konischen Wandabschnittes kann auch so gewählt werden, wie es gewünscht wird. Es wird jedoch bevorzugt, den inneren Durchmesser innerhalb des Bereiches von 30 cm bis 60 cm zu wählen. Wenn der zylindrische Wandabschnitt mit kleinem Durchmesser stromabwärts in Fortsetzung zu dem nach unten zeigenden konischen Wandabschnitt vorgesehen wird, wird es deshalb bevorzugt, den inneren Durchmesser des zylindrischen Wandabschnittes mit kleinem Durchmesser innerhalb desselben Bereiches zu wählen. Die Höhe des zylindrischen Wandabschnittes mit kleinem Durchmesser kann vorzugsweise wenigstens 10 cm betragen. Der innere Durchmesser des oberen Endes des nach unten zeigenden konischen Wandabschnittes, mit anderen Worten, der inne-

/14 ·

re Durchmesser und die Höhe des oberen zylindrischen Wandabschnittes mit großem Durchmesser sind prinzipielle Faktoren, die die Kapazität des zweiten Verdampfers bestimmen, wenn der zylindrische Wandabschnitt mit großem Durchmesser vorgesehen wird. Dieser Sachverhalt wird auch noch beschrieben.

In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist der Abdeckabschnitt mit einem Handloch (oder einem Einstiegsloch) zur inneren Inspektion außer einer öffnung 15 vorgesehen, die so ausgelegt ist, daß nicht nur die zu behandelnde Flüssigkeit durch sie eingeführt wird, sondern auch der flüchtige Bestandteil, der verdampft werden soll, durch sie abgelassen wird. Das Handloch (oder Einstiegsloch) ist jedoch nur wahlweise vorgesehen. Die Gestalt der öffnung 15 ist vorzugsweise zylindrisch, und ihr innerer Durchmesser kann so gewählt werden, wie es gewünscht wird. Es ist jedoch notwendig, den inneren Durchmesser der Öffnung 15 wenigstens gleich dem inneren Durchmesser der Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung 8 des ersten Verdampfers zu machen. Es wird bevorzugt, den inneren Durchmesser der öffnung 15 größer als denjenigen der Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung 8 zu machen, so daß Ablagerung der behandelten Flüssigkeit auf der Innenwand des Abdeckabschnittes mit Erfolg vermieden werden kann.

An dem Boden des zweiten Verdampfers ist die Ablaßöffnung 19 für den Verdampfungsrückstand vorgesehen. Der innere Durchmesser der öffnung 19 kann auch so bestimmt werden, wie es gewünscht wird. Um das Ablassen des Verdampfungsrückstandes zu erleichtern, ist der bevorzugte

innere Durchmesser der Öffnung 19 10 cm oder größer. Zu bemerken ist, daß die Form der Ablaßöffnung 19 nicht notwendigerweise auf die dargestellte zylindrische Düse beschränkt ist. Sie kann auch die Form einer mehreckigen röhrenförmigen Düse aufweisen.

Der zweite Verdampfer ist innen mit einem Schab-Rührwerk ausgestattet, das von einer Drehwelle 16 getragen wird, die durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben wird. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind die Schaber 17 mittels ihrer jeweiligen Arme 20 fest an der Welle 16 befestigt und sind auf solch eine Weise angeordnet, daß sie eine Ablagerung von dem nach unten zeigenden konischen Wandabschnitt und dem zylindrischen Heiz-Wandabschnitt mit kleinem Durchmesser, der unterhalb des konischen Wandabschnittes vorgesehen ist, abschaben. Wenn der obere zylindrische Heiz-Wandabschnitt mit großem Durchmesser vorgesehen ist, wie es in Figur 3 gezeigt ist, können sich die Schaber wahlweise nach oben so erstrecken, daß sie auch eine Ablagerung von dem zylindrischen Heiz-Wandabschnitt mit großem Durchmesser abschaben können. Normalerweise wird die Flüssigkeit in dem oberen zylindrischen Heiz-Wandabschnitt mit großem Durchmesser noch nicht bis zu solch einem Ausmaß konzentriert sein, daß dort eine feste Ablagerung gebildet werden kann. Zusätzlich ist die Seitenwand des zylindrischen Heiz-Wandabschnittes mit großem Durchmesser üblicherweise ausgebaucht, um zu gestatten, daß seine Seitenwand außerhalb der Kante der Öffnung 15 liegt, in Draufsicht gesehen, so daß die Seitenwand frei von der Ablagerung der Flüssigkeit gehalten wird, wenn die Flüssigkeit für ihre Behandlung

in den zweiten Verdampfer eintropft. In vielen Fällen ist es deshalb unnötig, daß sich die Schaber 17 bis in den zylindrischen Heiz-Wandabschnitt mit großem Durchmesser hinein erstrecken. Der bevorzugte Abstand oder freie Raum jeweils zwischen den Schabern 17 und den beheizten Wandabschnitten kann im allgemeinen von 5 mm bis 10 mm reichen, obgleich er in Abhängigkeit von der zu behandelnden Flüssigkeit variieren kann. Die Abmessungen und Formen der Schaber, der Welle und der Arme, die die Schaber auf der Welle befestigen, können nach Wunsch bestimmt werden. Zu bemerken ist, daß es jedoch notwendig ist, daß sie mechanische Festigkeiten besitzen, die ausreichend sind, um ein leichtes Rühren und Abschaben oder Abkratzen einer zu behandelnden Flüssigkeit gestatten. Nebenbei gesagt, dienen die Arme 20 nicht nur zum Befestigen der Schaber 17 auf der Welle 16 sondern auch zum Rühren und Dispergieren der behandelten Flüssigkeit.

In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist die Heizeinrichtung, die auf der äußeren Oberfläche des Seitenwandabschnxttes vorgesehen ist, durch spiralförmiges bzw.wendeiförmiges Umwickeln eines Rohres 18 gebildet worden, durch das ein Heizmedium wie z.B. Dampf hindurchströmen gelassen werden kann. Die Heizeinrichtung kann, wie leicht erkennbar ist, auch ein Mantel oder eine elektrische Heizvorrichtung sein. Es bestehen keine besonderen Beschränkungen für die Form und den Typ der Heizeinrichtung, so lange nur die Heizeinrichtung die für den Verdampfer erforderliche Wärme in ausreichendem Maße zuführen kann. Obgleich es nicht in Figur 3 dargestellt ist, wird es auch bevorzugt, Heiz-

vorrichtungen auf der oberen Oberfläche des Abdeckabschnittes vorzusehen, um auf diese Weise Kondensation der einmal verdampften Substanzen auf dem Abdeckabschnitt zu vermeiden.

Die Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung 8 des ersten Verdampfers ist mit der öffnung 15 des Abdeckabschnittes des zweiten Verdampfers in solch einer relativen Lagebeziehung zueinander verbunden, daß der Verdampfungs rückstand des ersten Verdampfers durch seine eigene Schwerkraft nach unten in den zweiten Verdampfer fließen kann.

Figur 1 ist eine vereinfachte vertikale Querschnittsansicht, die die Art der Verbindung zwischen den beiden Verdampfern zeigt. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Verdampfer mit der aufrecht stehenden Konfiguration über dem zweiten Verdampfer angeordnet, und beide Verdampfer sind direkt an ihren Flanschen miteinander verbunden.

Die Kapazität des zweiten Verdampfers ist entsprechend dem Typ der jeweiligen Flüssigkeit, die behandelt werden soll, ihrer Menge, die pro Zeiteinheit behandelt werden soll, und der Kapazität des ersten Verdampfers bestimmt und ausgelegt. Der innere Durchmesser des oberen Endstückes des nach unten zeigenden konischen Wandabschnittes des zweiten Verdampfers oder die Höhe des oberen zylindrischen Wandabschnittes mit großem Durchmesser, wenn ein solcher vorhanden ist, wirr; in Abhängigkeit von derartigen Parametern bestimn<x.

Der Betrieb und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben, indem der Verdampfer dieser Erfindung für die Rückgewinnung eines flüchtigen Bestandteils von einer teerartige Substanzen enthaltenden Flüssigkeit hoher Viskosität angewendet wird.

Eine Flüssigkeit hoher Viskosität, die teerartige Substanzen enthielt, wurde durch die Öffnung 6 des ersten Verdampfers zugeführt. Durch die Prallwand 14, die über den sich drehenden Blättern 2 vorgesehen war, wurde die Flüssigkeit gegen die innere Seitenwand des ersten Verdampfers verteilt und konnte auf den sich drehenden Blättern 2 nach unten fließen. Aufgrund der Zentrifugalkräfte, die durch die Umdrehung der Drehflügel oder Blätter 2 auf die Flüssigkeit ausgeübt wurden, wurde die Flüssigkeit gegen die innere Seitenwand gespritzt und verteilt und wurde durch das Heizmedium, das durch den äußeren Mantel 3 strömte, erhitzt. Dadurch wurde bewirkt, daß der flüchtige Bestandteil in der Flüssigkeit verdampfte. Der entstandene Dampf konnte durch die Zwischenräume zwischen den sich drehenden Blättern 2 nach oben strömen und wurde dann durch den Dampfauslaß 7 aus dem System abgezogen.

Andererseits wurde bewirkt, daß die Flüssigkeit in die Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung 8 tropfte, während sie allmählich konzentriert wurde und ihre Viskosität erhöht wurde, woraufhin ihr Eindringen in den zweiten Verdampfer durch die öffnung 15, die in dem Abdeckabschnitt vorgesehen war, folgte.

Die so konzentrierte Flüssigkeit wurde durch das Schab-

Rührwerk gerührt, während sie durch das Heizmedium erhitzt wurde, das durch das außen aufgewickelte Rohr 18 hindurchströmte. Aufgrund dieses Rührens und Erhitzens wurden die flüchtigen Bestandteile/ die noch in der teerartigen Substanz verblieben waren, zusätzlich zum Verdampfen gezwungen, und der entstandene Dampf konnte nach oben durch die öffnung 15 strömen, die in dem Abdeckabschnitt vorgesehen war. Dann wurde der Dampf mit dem in dem ersten Verdampfer erzeugten Dampf zusammengeführt, durch den Dampfauslaß 7 nach außen aus dem System geleitet und als die flüchtige Komponente rückgewonnen .

In der Zwischenzeit wurde die teerartige Substanz in dem zweiten Verdampfer verfestigt, durch die Schaber 17 gemahlen, durch die Ablaßöffnung 19 für den Verdampfungsrückstand entladen und dann entweder weiterverwendet oder weggeworfen.

Bei dem Verdampfer dieser Erfindung können kosten- und zeitaufwendige Betriebsweisen entfallen, nämlich daß .e.in flüchtiger Bestandteil von einer teerartige Substanzen enthaltenden Flüssigkeit hoher Viskosität in einem Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film erhalten wird und nach dem vorübergehenden Lagern oder Zwischenspeichern der so konzentrierten teerartigen Substanz in einem Speichertank oder Reservoir dann der flüchtige Bestandteil, der noch in der teerartigen Substanz verblieben ist, durch eine getrennte Destillationsapparatur zurückgewonnen wird. Darüber hinaus ist die Rückgewinnungsrace des flüchtigen Bestandteils von der Flüssigkeit verbessert worden und der Verdampfungsrückstand ist als ein pulverisierter Feststoff erhalten

worden. Die Nachbehandlung des Verdampfungsrückstandes ist damit erleichtert worden.

Hieraus geht hervor, daß der Verdampfer dieser Erfindung äußerst wertvoll vom industriellen Standpunkt aus für die Rückgewinnung eines flüchtigen Bestandteils aus einer hochviskosen Flüssigkeit ist, die teerartige Substanzen enthält. Der Verdampfer dieser Erfindung hat somit eine signifikante Verbesserung für die Rückgewinnungsrate der einzelnen flüchtigen Bestandteile gebracht und zeichnet sich durch äußerst gute Betriebsfähigkeit aus.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden noch näher durch das folgende Beispiel beschrieben.

Beispiel

Durch Umsetzen von 528 Teilen Hexamethylendiamin mit 5220 Teilen Phosgen wurden 711 Teile Hexamethylendiisocyanat (hier im folgenden als "HDI" bezeichnet) und 46,9 Teile Teer als Nebenprodukt erhalten.

Die Reaktionsprodukte wurden dann einer Roh-Destillation in einem Destillationsturm unterworfen. Der Bodensatz war eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität, die 115,7 Teile HDI und 46,9 Teile Teer enthielt. Der Bodensatz wurde mit einer Rate von etwa 240 kg/h einem Verdampfer gemäß dieser Erfindung zugeführt.

Der in dem vorliegenden Beispiel verwendete Verdampfer war so aufgebaut, daß, wie es in Figur 1 gezeigt ist,

290	mm
400	mm
2759	mm
70	mm
286	mm

- ve -

ein erster Verdampfer mit solch einem aufrecht stehenden Aufbau, wie er in Figur 2 gezeigt ist, mit einem zweiten Verdampfer mit solch einem Aufbau, wie er in Figur gezeigt ist, verbunden war. Die Spezifikationen des ersten und des zweiten Verdampfers waren folgendermaßen :

Erster Verdampfer;

Innerer Durchmesser
Äußerer Durchmesser
(unter einem 30 mm dicken Mantel) Höhe

Wellendurchmesser des Rührwerks Schaberblattbreite des Rührwerks

Zweiter Verdampfer:

Inneres Volumen · etwa 3,5 m

Innerer Durchmesser des oberen geraden zylindrischen Abschnittes

mit großem Durchmesser 2000 mm

Durchmesser der unteren Ablaßöff- 500 mm nung

HÖHE:

Oberer gerader zylindrischer Ab- 336 mm schnitt mit großem Durchmesser

Oberer Abdeckabschnitt 400 mm

Konischer Abschnitt 1300 mm

Schaber:

Wellendurchmesser 100 mm

Wellenlänge 1912 mm

. UL-

Schaberform eben

Breite 120 mm

Dicke 12 mm

Länge 1320 mm

Das Innere des ersten Verdampfers, und zwar des aufrecht stehenden Verdampfers mit fallendem Film, wurde unter verringertem Druck (5 mitiHg abs; 667 Pa) auf 200°C erhitzt, und die sich drehenden ' .Blätter wurden mit 620 Umdrehungen pro Minute angetrieben. Der HDI-Bestandteil in dem Bodensatz wurde in dem ersten Verdampfer verdampft, und der Verdampfungsrückstand, der eine erhöhte Viskosität besaß, wurde dann nach unten in den zweiten Verdampfer fließen gelassen, dessen Rührwerk mit 20 Umdrehungen pro Minute angetrieben wurde. In dem zweiten Verdampfer wurde der Verdampfungsrückstand wieder auf etwa 210⁰C unter Unterdruck ( 5 mmHg abs.; 667 Pa) so erhitzt, daß der verbliebene HDI-Bestandteil dort auch zum Verdampfen gezwungen wurde. Die teerartige Substanz wurde zuerst in eine dicke Flüssigkeit und zuletzt in einen pulverisierten Feststoff umgewandelt, der dann durch die Ablaßöffnung für den Verdampfungsrückstand ausgelassen wurde.

Durch den vorstehend beschriebenen Verdampfungsbetrieb wurden 104,1 Teile HDI zurückgewonnen. Die Rückgewinnungsrate betrug somit 90%.

Andererseits wurde der gleiche Bodensatz vom Destillationsturm behandelt, indem nur der erste Verdampfer, d.h. der aufrecht stehende Verdampfer mit fallendem Film, der in dem Verdampfer gemäß der Erfindung ver-

wendet worden war, verwendet wurde und unter den gleichen Betriebsbedingungen betrieben wurde, wobei auch der Bodensatz mit der gleichen Beschickungsrate zugeführt wurde. Dieser Betrieb führte zur Rückgewinnung von HDI in einer Menge,die nur 57,85 Teile betrug. Die Rückgewinnungsrate war somit nur 50%.

In diesem Vergleichsbeispiel war die Viskosität des Verdampfungsrückstandes von dem Verdampfer so hoch, daß sein Zuführen mit einer konstanten Beschickungsrate schwierig wurde. Deshalb wurde der Verdampfungsrückstand chargenweise in dem zweiten Verdampfer, der bei dem Verdampfer dieser Erfindung verwendet worden war, behandelt mit dem Ziel, eine weitere Rückgewinnung von HDI zu erreichen. Dieser Versuch führte jedoch zu einer Rückgewinnung von HDI in nur einer klei-

diese Vfeiss

nen Menge. Es war auf./ unmöglich, den Verdampfungsrückstand in einer pulverförmigen Form zu erhalten.

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Claims

Patentansprüche

Verdampfer, dadurch gekennzeichnet, daß er

einen ersten Verdampfer vom an sich bekannt aufgebauten Zentrifugaltyp mit fallendem Film, der eine Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung (8) begrenzt, und

einen zweiten Verdampfer umfaßt, der eine Form besitzt, die aus einem erhitzten Seitenwandabschnitt mit einer nach unten weisenden konischen Konfiguration, einem Abdeckabschnitt, der wenigstens eine Öffnung (15) aufweist, durch die eine zu behandelnde Flüssigkeit eingebracht wird und die entstehenden flüchtigen Bestandteile abgelassen werden, und einem Bodenabschnitt, der wenigstens eine Ablaßöffnung (19) aufweist, die das Ablassen eines Ver-

dampfungsrückStandes gestattet, gebildet wird/ und mit einem Schab-Rührwerk ausgestattet ist, das in diesen zweiten Verdampfer eingebaut ist und auf einer Drehwelle (16), die von einer Antriebsvorrichtung angetrieben wird, gehaltert ist, wobei die Schaber (17) des Rührwerks so angeordnet sind, daß sie Ablagerungen von wenigstens dem erhitzten Seitenwandabschnitt abschaben, und der erhitzte Seitenwandabschnitt außen mit Heizeinrichtungen (18) ausgestattet ist,

und daß die Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung (8) des ersten Verdampfers mit der Öffnung (15) in dem Abdeckabschnitt des zweiten Verdampfers unter solch einer relativen Lagebeziehung verbunden ist, daß der Verdampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer durch seine eigene Schwerkraft nach unten in den zweiten Verdampfer fließen kann.
2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verdampfer ein aufrecht stehender Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film ist und die Verdampfungsrückstand-Ablaßöffnung (8) des ersten Verdampfers direkt mit der Öffnung (15) des Abdeckabsehnittes des zweiten Verdampfers verbunden ist.
3. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erhitzte Seitenwand des zweiten Verdampfers nach unten

in eine kurze zylindrische Wand ausläuft, die einen Durchmesser besitzt, der gleich dem Durchmesser des unteren Endes der erhitzten Seitenwand ist.
4. Verdampfer nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die erhitzte Seitenwand des zweiten Verdampfers nach unten in eine kurze zylindrische Wand ausläuft, die einen Durchmesser besitzt, der gleich dem Durchmesser des unteren Endes der erhitzten Seitenwand ist.