DE3529983C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdampferanordnung, umfas­ send einen ersten Verdampfer vom an sich bekannt aufge­ bauten, aufrecht stehenden Zentrifugaltyp mit fallendem Film, der eine Einbringöffnung und eine Ablaßöffnung für flüchtige Bestandteile im oberen Abschnitt sowie eine Ablaßöffnung für teerartige Verdampfungsrückstände am Boden aufweist und mit einer durch eine Antriebsvorrich­ tung angetriebenen und sich in Richtung der Mittelachse des Verdampfers erstreckenden Drehwelle ausgestattet ist, und einen zweiten Verdampfer mit einer nach unten weisen­ den konischen Konfiguration, der einen beheizten Seiten­ wandabschnitt und eine Öffnung, durch die der teerartige Verdampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer einge­ bracht und die in dem zweiten Verdampfer entstehenden flüchtigen Bestandteile in den ersten Verdampfer abgelas­ sen und zusammen mit den flüchtigen Bestandteilen von dem ersten Verdampfer durch die Ablaßöffnung abgelassen wer­ den, sowie einen Bodenabschnitt mit wenigstens einer Öff­ nung aufweist, die das Ablassen des Verdampfungsrückstan­ des gestattet, wobei der zweite Verdampfer außerdem mit einem Schab-Rückwerk ausgestattet ist und die Ablaßöffnung für den teerartigen Verdampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer direkt so mit der Beschickungsöffnung des zwei­ ten Verdampfers verbunden ist, daß der Verdampfungsrück­ stand von dem ersten Verdampfer durch seine eigene Schwer­ kraft nach unten in den zweiten Verdampfer einfließen kann.

Die Verdampfungsanordnung soll zur Rückgewinnung flüchtiger Bestandteile von einer teerartige Substanzen enthaltenden Flüssigkeit hoher Viskosität verwendet werden.

Als Verdampfer für die Rückgewinnung flüchtiger Bestand­ teile von Flüssigkeiten mit hohen Viskositäten sind her­ kömmlicherweise Verdampfer mit einer Anzahl eingebauter Heizrohre, chargenweise arbeitende Verdampfer mit Umman­ telung und Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film ver­ wendet worden.

Von diesen herkömmlichen Verdampfern sind Zentrifugal­ verdampfer mit fallendem Film besonders gut für die Rück­ gewinnung von flüchtigen Bestandteilen aus Flüssigkeiten mit hoher Viskosität geeignet, weil sie unter anderem folgende Vorteile aufweisen: (a) sie können hohen Wärme­ wirkungsgrad beim Verdampfen flüchtiger Komponenten er­ reichen und (b) erfordern deshalb kurze Verweilzeiten für die in den Verdampfern zu behandelnden Flüssigkeiten, so daß sie als Vorrichtung für die Rückgewinnung von flüchtigen Bestandteilen, die zu thermischer Zersetzung neigen, geeignet sind; (c) sie besitzen einen Aufbau, der zum Betrieb unter Unterdruck geeignet ist, wodurch sie Tieftemperaturverdampfung von flüchtigen Bestandteilen ge­ statten, die hohe Siedepunkte aufweisen oder zu thermi­ scher Zersetzung neigen; und (d) ihre Heizoberflächen wei­ sen einen Aufbau auf, der gegen Kesselstein- oder andere Ablagerungen beständig ist, und sie gestatten dadurch langzeitigen kontinuierlichen Betrieb ohne wesentliche Verringerung ihres Wärmeleitungswirkungsgrades im Betrieb.

Wenn die Rückgewinnung einer flüchtigen Komponente aus einer Flüssigkeit mit hoher Viskosität mittels eines der­ artigen Zentrifugalverdampfers mit fallendem Film durch­ geführt wird, bildet sich im allgemeinen ein Verdampfungs­ rückstand in Form einer teerartigen Substanz, die noch die Zielkomponente, d. h. den flüchtigen Bestandteil, also den gewünschten Bestandteil der Rückgewinnung, in einer signifikanten Konzentration enthält. Vom ökonomischen Standpunkt aus ist es deshalb nicht zweckmäßig, den Ver­ dampfungsrückstand, so wie er ist, wegzuwerfen. Aufgrund der teerartigen Natur des Verdampfungsrückstandes ist seine Beseitigung lästig und zeitaufwendig und erfordert darüber hinaus eine Vielzahl schwieriger Vorsichtsmaßnah­ men 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 Typ, im allgemeinen in einem chargenweise arbeitenden Verdampfer, weiter zu behandeln. In der Tat wurden derar­ tige Versuche auch von den Erfindern der vorliegenden Er­ findung durchgeführt. Es war jedoch unmöglich, die Rück­ gewinnungsrate des verbliebenen flüchtigen Bestandteils bis zu einem signifikanten Ausmaß zu verbessern, was selbst dann nicht gelang, als der teerartige Verdampfungs­ rückstand in herkömmliche Verdampfer verschiedener Typen eingebracht wurde. Der Verdampfungsrückstand blieb noch in einer teerartigen Form zurück, selbst nachdem er in sol­ chen zusätzlichen Verdampfern behandelt worden war. Dement­ sprechend blieben die vorstehend beschriebenen Probleme ungelöst.

Aus der DE 30 22 731 A1 ist ein Dünnschichtapparat be­ kannt, der ähnlich wie der Rotationsdünnschichtapparat mit Trockenproduktaustrag gemäß DD-PS 133 020 oder die Vor­ richtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten gemäß DE-PS 205 064 einen aufrecht stehenden, im wesentlichen zylin­ drischen Verdampferteil aufweist, der an seinem unteren Ende in einen konischen Verdampferabschnitt ausläuft. In diesem konischen Verdampferabschnitt befinden sich Schab­ vorrichtungen zum Austragen des Endproduktes, während die flüchtigen Bestandteile in einem oberen Teil der Vorrich­ tung abgezogen werden. Bei diesen bekannten Verdampfer­ anordnungen schließt sich der konisch geformte zweite Verdampferteil direkt an den zylindrischen Teil an, ist mit dem zylindrischen Teil koaxial ausgerichtet, wobei die Einlaßöffnung des konischen Teils gleich dem Zylinder­ querschnitt des ersten Verdampferteils ist. Eine Drehwel­ le erstreckt sich in Richtung der Mittelachse durch die gesamte Verdampferanordnung und wird in einer einzigen Antriebseinrichtung angetrieben. Dadurch muß eine sehr lange Welle mit hoher Präzision gelagert werden, was ins­ besondere im Hinblick auf die hohe Zähigkeit der Masse, in der sich die Schaber bewegen, einen hohen Kostenauf­ wand darstellt. Eine einzige Mittelwelle muß also bei präziser Lagerung auch noch hohe Kräfte übertragen können. Weiterhin ist die beheizte Zone des zweiten Verdampfer­ teils noch nicht so groß, daß der Wärmeübergang nicht besser sein könnte.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdampferanordnung zu schaffen, die zum Abtrennen eines flüchtigen Bestand­ teils von einer teerartige Substanzen enthaltenden Flüssig­ keit hoher Viskosität in weitestgehendem Ausmaß geeignet ist, so daß der Verdampfungsrückstand praktisch in pulve­ risierter fester Form anfällt, wobei die Wellenlagerung und Antriebsvorrichtung den verschiedenen erforderlichen Kraftübertragungen besser angepaßt werden können und ge­ ringere Präzisionen erfordern, um dadurch die Schab- und Rühreinrichtungen kostengünstiger auslegen zu können, und bei der die Beheizung der Verdampferwand verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Verdampferanordnung der ein­ gangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß die beiden Ver­ dampfer, d. h. der erste und der zweite Verdampfer, nicht koaxial angeordnet sind und der zweite Verdampfer einen Abdeckabschnitt mit wenigstens einer Öffnung aufweist, die direkt mit der Ablaßöffnung für den teerartigen Ver­ dampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer verbunden ist, wobei die Öffnung auf dem Abdeckabschnitt des zwei­ ten Verdampfers exzentrisch und nahe der Seitenwand ange­ ordnet ist und das Schab-Rührwerk auf einer Drehwelle ge­ haltert ist, die von einer anderen Antriebsvorrichtung als der Antriebsvorrichtung für die Drehwelle des ersten Verdampfers angetrieben wird und durch die Mitte des Ab­ deckabschnittes hindurch verläuft und sich in Richtung der Mittelachse des konischen Abschnittes erstreckt, und die Schaber des Rührwerkes so angeordnet sind, daß sie Ablagerungen von wenigstens dem beheizten Seitenwandab­ schnitt abschaben, wobei der beheizte Seitenwandabschnitt mit äußeren Heizeinrichtungen versehen ist.

Durch diese Verbindung und diese Anordnung der zwei Ver­ dampfer mit jeweils verschiedenem Aufbau werden die ver­ schiedenen Vorteile der Erfindung in erstaunlicher Weise gleichzeitig erreicht. Diese Vorteile können nicht erreicht werden, wenn der erste und der zweite Verdampfer getrennt von­ einander angeordnet werden und sie auf solch eine Weise betrieben werden würden, daß jeweils der Verdampfungs­ rückstand des ersten Verdampfers einmal aus dem Ver­ dampfer 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 Ziel­ bestandteils nicht merklich verbessert und der Ver­ dampfungsrückstand des zweiten Verdampfers verbleibt weiterhin in Form einer teerartigen Substanz.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung an­ hand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte vertikale Querschnittsansicht, die beispielsweise die Art der Verbindung zwi­ schen einem ersten Verdampfer und einem zweiten Verdampfer in einer Verdampferanordnung gemäß der Erfindung darstellt;

Fig. 2 eine vereinfachte vertikale Querschnittsan­ sicht des ersten Verdampfers, der einen auf­ recht stehenden Aufbau aufweist, als Beispiel, und

Fig. 3 eine vereinfachte vertikale Querschnittsan­ sicht, 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 Heizeinrich­ tungen erhitzt, die auf der äußeren Wand des zylindri­ schen Abschnittes vorgesehen sind, so daß der flüchtige Bestandteil oder die flüchtigen Bestandteile, der bzw. die in der Flüssigkeit vorhanden ist bzw. sind, ver­ dampft werden. Von solchen Zentrifugalverdampfern mit fallendem Film werden diejenigen bevorzugt, die einen aufrecht stehenden Aufbau aufweisen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines typischen beispielhaften aufrecht stehenden Zentrifugalverdampfers mit fal­ lendem Film.

In Fig. 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 vorge­ sehen, daß das Innere des Verdampfers erhitzt werden kann, indem ein Heizmedium, z. B. Dampf, von einem Ein­ laß 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 einge­ bracht 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 zylindri­ schen 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 beglei­ tendem Nebel in einem Nebelseparator 9 wird der flüch­ tige Bestandteil aus dem Verdampfer durch einen Dampf­ auslaß 7 abgezogen. Andererseits fließt die Flüssigkeit, die behandelt wird, nach unten, während die konzen­ triert wird und so nach und nach viskos wird. Schließ­ lich wird sie durch eine Verdampfungsrückstand-Ablaß­ öffnung 8 abgelassen. Weiterhin bezeichnen die Bezugs­ zeichen 12 und 13 entsprechend einen Einlaß und einen Auslaß für ein Heizmedium, das so angepaßt ist, daß es den Verdampfungsrückstand warm oder heiß hält, während dieser von der unteren Lagerbüchse 11 zu dieser Ablaßöff­ nung 8 nach unten fließt.

Fig. 2 zeigt, wie vorstehend angegeben wurde, ein Bei­ spiel für den ersten Verdampfer in der vorliegenden Er­ findung. Es wird ausdrücklich bemerkt, daß der erste Verdampfer in der Verdampferanordnung gemäß der Erfindung nicht auf den als Beispiel angegebenen Verdampfer, der in Fig. 2 gezeigt ist, beschränkt ist. Der erste Ver­ dampfer 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.

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 Abdeck­ abschnitt, 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 ausge­ stattet mit einem Schabrührwerk, das in den zweiten Verdampfer eingebaut ist und auf einer Drehwelle ge­ haltert ist, die durch eine Antriebsvorrichtung ange­ trieben wird. Der Schaber des Rührwerks ist so ange­ ordnet, daß er einen Niederschlag oder Ablagerungen von wenigstens dem Heiz-Seitenwandabschnitt abschabt. Der Heiz-Seitenwandabschnitt ist extern mit Heizvor­ richtungen versehen.

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

Der Seitenwandabschnitt dient als Heizvorrichtung. In der in Fig. 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 klei­ nem Durchmesser sind wahlweise vorhanden. Vom Standpunkt des Aufbaues her wird es bevorzugt, den unteren zylin­ drischen Wandabschnitt mit kleinerem Durchmesser vor­ zusehen, um die Ablaßöffnung 19 für den Verdampfungs­ rückstand ausbilden zu können. Der untere zylindrische Wandabschnitt mit kleinerem Durchmesser kann auch dafür verwendet werden, um die Endverdampfung und die Fertig­ stellung der Verdampfung in der Verdampferanordnung dieser Er­ findung durchzuführen, indem Heizeinrichtungen vorge­ sehen 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 Zwischenwandab­ schnitt nicht beeinträchtigen.

In dem nach unten zeigenden konischen Wandabschnitt kann die Wandneigung, d. h. der Winkel einer Schnitt­ linie 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 un­ teren Endes des nach unten weisenden konischen Wandab­ schnittes kann auch so gewählt werden, wie es gewünscht wird. Es wird jedoch bevorzugt, den inneren Durchmesser innehalb des Bereiches von 30 cm bis 60 cm zu wählen. Wenn der zylindrische Wandabschnitt mit kleinem Durch­ messer stromabwärts in Fortsetzung zu dem nach unten zeigenden konischen Wandabschnitt vorgesehen wird, wird es deshalb bevorzugt, den inneren Durchmesser des zy­ lindrischen Wandabschnittes mit kleinem Durchmesser in­ nerhalb 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 re Durchmesser und die Höhe des oberen zylindrischen Wandabschnittes mit großem Durchmesser sind prinzipiel­ le 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 Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Abdeckabschnitt mit einem Handloch (oder einem Ein­ stiegsloch) 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 entfernt wird. Das Handloch (oder Einstiegsloch) ist jedoch nur wahlweise vorge­ sehen. Die Gestalt der Öffnung 15 ist vorzugsweise zy­ lindrisch, 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 Verdampfungsrück­ stand-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 behan­ delten Flüssigkeit auf der Innenwand des Abdeckab­ schnittes mit Erfolg vermieden werden kann.

An dem Boden des zweiten Verdampfers ist die Ablaßöff­ nung 19 für den Verdampfungsrückstand vorgesehen. Der innere Durchmesser der Öffnung 19 kann auch so bestimmt werden, wie es gewünscht wird. Um das Ablassen des Ver­ dampfungsrückstandes 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-Rühr­ werk ausgestattet, das von einer Drehwelle 16 getragen wird, die durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben wird. In der in Fig. 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 zylin­ drischen Heiz-Wandabschnitt mit kleinem Durchmesser, der unterhalb des konischen Wandabschnittes vorgesehen ist, abschaben. Wenn der obere zylindrische Heiz-Wand­ abschnitt mit großem Durchmesser vorgesehen ist, wie es in Fig. 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-Wand­ abschnitt 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 Ab­ messungen 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 Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Heizeinrichtung, die auf der äußeren Oberfläche des Seitenwandabschnittes vorgesehen ist, durch spiralför­ miges bzw. wendelförmiges Umwickeln eines Rohres 18 ge­ bildet worden, durch das ein Heizmedium wie z. B. Dampf hindurchströmen gelassen werden kann. Die Heizeinrich­ tung 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 Heizeinrich­ tung die für den Verdampfer erforderliche Wärme in aus­ reichendem Maße zuführen kann. Obgleich es nicht in Fig. 3 dargestellt ist, wird es auch bevorzugt, Heiz­ vorrichtungen auf der oberen Oberfläche des Abdeckab­ schnittes vorzusehen, um auf diese Weise Kondensation der einmal verdampften Substanzen auf dem Abdeckab­ schnitt 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.

Fig. 1 ist eine vereinfachte vertikale Querschnitts­ ansicht, 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 wer­ den soll, ihrer Menge, die pro Zeiteinheit behandelt werden soll, und der Kapazität des ersten Verdampfers bestimmt und ausgelegt. Der innere Durchmesser des obe­ ren Endstückes des nach unten zeigenden konischen Wand­ abschnittes des zweiten Verdampfers oder die Höhe des oberen zylindrischen Wandabschnittes mit großem Durch­ messer, wenn ein solcher vorhanden ist, wird in Ab­ hängigkeit von derartigen Parametern bestimmt.

Der Betrieb und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben, indem die Verdampferanordnung dieser Erfindung für die Rückgewinnung eines flüchti­ gen Bestandteils von einer teerartige Substanzen ent­ haltenden Flüssigkeit hoher Viskosität angewendet wird.

Eine Flüssigkeit hoher Viskosität, die teerartige Sub­ stanzen 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 Zentrifu­ galkräfte, 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 Flüssig­ keit verdampfte. Der entstandene Dampf konnte durch die Zwischenräume zwischen den sich drehenden Blättern 2 nach oben strömen und wurde dann durch den Dampfaus­ laß 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 Abdeckab­ schnitt vorgesehen war, folgte.

Die so konzentrierte Flüssigkeit wurde durch das Schab- Rührwerk gerührt, während sie durch das Heizmedium er­ hitzt 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 Ab­ deckabschnitt vorgesehen war. Dann wurde der Dampf mit dem in dem ersten Verdampfer erzeugten Dampf zusammen­ geführt, durch den Dampfauslaß 7 nach außen aus dem System geleitet und als die flüchtige Komponente rück­ gewonnen.

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

Bei der Verdampfungsanordnung dieser Erfindung können kosten- und zeitaufwendige Betriebsweisen entfallen, nämlich daß ein flüchtiger Bestandteil von einer teerartige Substanzen enthaltenden Flüssigkeit hoher Viskosität in einem Zentrifugalverdampfer mit fallendem Film erhalten wird und nach dem vorübergehenden Lagern oder Zwischenspei­ chern der so konzentrierten teerartigen Substanz in einem Speichertank oder Reservoir dann der flüchtige Be­ standteil, der noch in der teerartigen Substanz ver­ blieben ist, durch eine getrennte Destillationsappara­ tur zurückgewonnen wird. Darüber hinaus ist die Rück­ gewinnungsrate des flüchtigen Bestandteils von der Flüssigkeit verbessert worden und der Verdampfungsrück­ stand ist als ein pulverisierter Feststoff erhalten worden. Die Nachbehandlung des Verdampfungsrückstandes ist damit erleichtert worden.

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 Hexamethylendiiso­ cyanat (hier im folgenden als "HDI" bezeichnet) und 46,9 Teile Teer als Nebenprodukt erhalten.

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

Die in dem vorliegenden Beispiel verwendete Verdampferanordnung war so aufgebaut, daß, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ein erster Verdampfer mit solch einem aufrecht stehenden Aufbau, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, mit einem zwei­ ten Verdampfer mit solch einem Aufbau, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, verbunden war. Die Spezifikationen des ersten und des zweiten Verdampfers waren folgender­ maßen:

Erster Verdampfer:
Innerer Durchmesser|290 mm
Äußerer Durchmesser (unter einem 30 mm dicken Mantel)	400 mm
Höhe	2759 mm
Wellendurchmesser des Rührwerks	70 mm
Schaberblattbreite des Rührwerks	286 mm

Zweiter Verdampfer:
Inneres Volumen
etwa 3,5 m³
Innerer Durchmesser des oberen geraden zylindrischen Abschnittes mit großem Durchmesser	2000 mm
Durchmesser der unteren Ablaßöffnung	500 mm
HÖHE: @	Oberer gerader zylindrischer Abschnitt mit großem Durchmesser	336 mm
Oberer Abdeckabschnitt	400 mm
Konischer Abschnitt	1300 mm
Schaber: @	Wellendurchmesser	100 mm
Wellenlänge	1912 mm
Schaberform	eben
Breite	120 mm
Dicke	12 mm
Länge	1320 mm

Das Innere des ersten Verdampfers, und zwar des auf­ recht stehenden Verdampfers mit fallendem Film, wurde unter verringertem Druck (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 Ver­ dampfer 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 Verdampfungs­ rückstand wieder auf etwa 210°C unter Unterdruck (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 Fest­ stoff umgewandelt, der dann durch die Ablaßöffnung für den Verdampfungsrückstand ausgelassen wurde.

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

Andererseits wurde der gleiche Bodensatz vom Destilla­ tionsturm behandelt, indem nur der erste Verdampfer, d. h. der aufrecht stehende Verdampfer mit fallendem Film, verwendet wurde und unter den glei­ chen Betriebsbedingungen betrieben wurde, wobei auch der Bodensatz mit der gleichen Beschickungsrate zuge­ führt 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 Beschickungs­ rate schwierig wurde. Deshalb wurde der Verdampfungs­ rückstand chargenweise in dem zweiten Verdampfer, der Verdampferanordnung dieser Erfindung behandelt mit dem Ziel, eine weitere Rückgewin­ nung von HDI zu erreichen. Dieser Versuch führte je­ doch zu einer Rückgewinnung von HDI in nur einer klei­ nen Menge. Es war auf diese Weise unmöglich, den Verdampfungs­ rückstand in einer pulverförmigen Form zu erhalten.

Claims (2)

1. Verdampferanordnung, umfassend
einen ersten Verdampfer vom an sich bekannt aufgebauten, aufrecht stehenden Zentrifugaltyp mit fallendem Film, der eine Einbringöffnung (6) und eine Ablaßöffnung (7) für flüchtige Bestandteile im oberen Abschnitt sowie eine Ab­ laßöffnung (8) für teerartige Verdampfungsrückstände am Boden aufweist und mit einer durch eine Antriebsvorrich­ tung angetriebenen und sich in Richtung der Mittelachse des Verdampfers erstreckende Drehwelle (1) ausgestattet ist, und
einen zweiten Verdampfer mit einer nach unten weisenden konischen Konfiguration, der einen beheizten Seitenwand­ abschnitt und eine Öffnung, durch die der teerartige Ver­ dampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer eingebracht und die in dem zweiten Verdampfer entstehenden flüchtigen Bestandteile in den ersten Verdampfer abgelassen und zusam­ men mit den flüchtigen Bestandteilen von dem ersten Ver­ dampfer durch die Ablaßöffnung (7) abgelassen werden, sowie einen Bodenabschnitt mit wenigstens einer Öffnung (19) auf­ weist, die das Ablassen des Verdampfungsrückstands gestat­ tet, wobei der zweite Verdampfer außerdem mit einem Schab- Rückwerk ausgestattet ist und die Ablaßöffnung (8) für den teerartigen Verdampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer direkt so mit der Beschickungsöffnung (15) des zweiten Verdampfers verbunden ist, daß der Verdampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer durch seine eigene Schwerkraft nach un­ ten in den zweiten Verdampfer einfließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verdampfer nicht koaxial angeordnet sind und der zweite Verdampfer einen Abdeckabschnitt mit wenigstens einer Öffnung (15) aufweist, die direkt mit der Ablaßöffnung (8) für den teerartigen Verdampfungsrückstand von dem ersten Verdampfer verbunden ist, wobei die Öffnung (15) auf dem Abdeckabschnitt des zweiten Verdampfers exzentrisch und nahe der Seitenwand angeordnet ist und das Schab-Rührwerk auf einer Drehwelle (16) gehaltert ist, die von einer anderen Antriebsvorrichtung als der An­ triebsvorrichtung für die Drehwelle (1) des ersten Verdampfers angetrieben wird und durch die Mitte des Abdeckabschnittes hindurch verläuft und sich in Richtung der Mittelachse des konischen Abschnittes erstreckt, und die Schaber (17) des Rührwerks so angeordnet sind, daß sie Ablagerungen von we­ nigstens dem beheizten Seitenwandabschnitt abschaben, wobei der beheizte Seitenwandabschnitt mit äußeren Heizeinrichtungen (18) versehen ist.

2. Verdampferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des beheizten Seitenwandabschnittes mit einem kurzen zylindrischen Wandabschnitt verbunden ist, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des unteren Endes der beheizten Seitenwand ist.