DE415263C - Verfahren zur Verdampfung einzelner Bestandteile aus Loesungen und anderen Fluessigkeitsgemischen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM17.JUMH925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 415263 KLASSE 12 a GRUPPE 2

(B 9752g IVj 12 a)

· Ludwig Heinrich Alexander Bohrmann in Karlsruhe i. B.

Verfahren zur Verdampfung einzelner Bestandteile aus Lösungen und anderen'FIiissigkeitsgemischen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Dezember 1920 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in England vom 10. Dezember 1920 beansprucht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verdampfung einzelner Bestandteile aus Lösungen und anderen Flüssigkeitsgemischen, und zwar unter Benutzung der be-

keiten in eine auf hohe Temperatur gebrachte ErhitzungsfLüssigkeit.

Die bisher benutzten Verfahren zur Verdampfung von Flüssigkeiten oder Zerlegung

5 kannten Einführung fein verteilter Flüssig- \ von Lösungen oder Gemischen in ihre Be- 10

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standteile durch Verdampfung lassen bisher fast durchweg die möglichst günstige Ausnutzung der Wärmeenergie vermissen. Sowohl bei der Verdampfung durch unmittelbare Erhitzung wie bei derjenigen durch Einbringen in heiße Gase oder Flüssigkeiten oder Aufbringen auf heiße feste Körper entstehen bei den bekannten üblichen Arbeitsweisen und Vorrichtungen große Wärmeverluste durch zu ίο lange Dauer des Vorganges, zu große Bemessung der Apparaturen, die zu Strahlungsverlusten führt, Verwendung offener Gefäße, die keine Ausnutzung der Abdampfhitze ermöglichen, schlechte Regelung der Tempe-.15 ratur u. dgl. Weitere Verluste treten durch die hohen Kosten für Material bei großen Apparaten und durch die umständliche Bedienung ein.

Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß einerseits die feine Verteilung der Flüssigkeit so weit getrieben wird, als es im Einzelfalle überhaupt möglich ist, und anderseits die Differenz zwischen dem Siedepunkt des zu verdampfenden Flüssigkeitsanteils und der Temperatur der Erhitzungsflüssigkeit auf das höchste im Einzelfalle mögliche Maß getrieben wird. Die für den Einzelfall durchführbaren Bedingungen müssen durch Vorversuche festgestellt werden. Die Grenze der feinen Verteilung kann beispielsweise durch die Gefahr gegeben sein, daß die abziehenden | Dämpfe die zu feinen Flüssigkeitsteilchen ^! mitreißen könnten, wodurch eine vollkommene ' Trennung unmöglich werden würde. Für die Temp er atur differ enz kann die Grenze bei- j spielsweise durch die Gefahr einer Zersetzung der zu trennenden Flüssigkeitsanteile gegeben sein.

Die Einführung der fein verteilten Flüssig- ί keit in die Erhitzungsflüssigkeit kann in ver- ; schiedener Weise geschehen, beispielsweise ] kann der Eintritt der fein verteilten Flüssigkeit sowohl über als unter der Oberfläche der Erhitzungsflüssigkeit erfolgen. Die Erhitzungsflüssigkeit wird zweckmäßig in Bewegung gehalten.

Nur durch Innehaltung der angegebenen Bedingungen läßt sich eine wirklich rationelle Wärmeausnutzung erzielen. Es ist bekannt, Abhitze zur Erwärmung von Öl zu verwenden, in das dann Wasser in feiner Verteilung eingeführt wird, um es zu verdampfen. Hierbei sind aber die vorher erwähnten Bedingungen nicht berücksichtigt worden, und vor allem handelt es sich bei diesem bekannten Verfahren, nicht um die Zerlegung von Lösungen oder Flüssigkeitsgemischen. Ferner | war es bekannt, verdünnte Salpetersäure durch ! Einflißßenlassen in heiße Schwefelsäure zu ! konzentrieren. Hierbei handelt es sich aber i nicht um einen reinen Verdampfungsvorgang, sondern auch um die Ausnutzung des Wasserverbindungsvermögens der Schwefelsäure.

Die Durchführbarkeit einer Trennung von Lösungen oder Flüssigkeitsgemischen durch Innehaltung der angegebenen Bedingungen ließ sich nicht voraussehen, da die Möglichkeit bestand, daß bei Einführung einer aus mehreren Bestandteilen bestehenden Flüssig- ; keit in eine hocherhitzte andere Flüssigkeit ! Störungen auftreten würden, die die beab-. sichtigte Trennung der Bestandteile unmöglich machen, z. B. Stoßen, Spritzen, Schlagen, Explosionen o. dgl.; auch eine Störung durch un-. lösliche Ausscheidungen in der Erhitzungsflüssigkeit war denkbar.

Demgegenüber hat sich indessen ergeben, ; daß das Verfahren glatt verläuft. Die Verdampfung erfolgt nahezu augenblicklich. Trotzdem verläuft die Destillation, selbst wenn Abscheidungen stattfinden, stoßfrei, selbst bei Verwendung von Flüssigkeiten, die sich sonst ^! nicht gefahrlos mischen lassen, wie z. B. heiße : konzentrierte Schwefelsäure und Wasser. Die 8g Temperatur läßt sich leicht regeln, und es ist nur wenig Bedienung erforderlich. Die Verdampfung ist von Anfang bis zu Ende viel gleichmäßiger als bei den bisher üblichen Verfahren und läßt sich leichter ununterbrochen durchführen und regeln als bisher. Die üblichen chemischen, physikalischen oder mechanischen Hilfsmittel, z. B. das Arbeiten im Vakuum, lassen sich ebenso wie bei bekannten Verfahren anwenden. Es ist nicht erforderlich, daß die Bestandteile der zu zerlegenden Flüssigkeit und der Erhitzungsflüssigkeit ineinander löslich sind. Bei Lösungen, die mit der Konzentration ihren Siedepunkt stark erhöhen, kann man als wärmetragende Flüssigkeit zweckmäßig die gleiche konzentrierte Lösung verwenden, z. B. Schwefelsäure oder Natronlauge.

Der Hauptvorzug des Verfahrens liegt, wie schon erwähnt, in der guten Ausnutzung der Wärmeenergie und infolgedessen einer verhältnismäßig geringen Menge der aufzuwendenden Energie, wodurch gleichzeitig auch eine verhältnismäßige Verkleinerung der Apparatur ermöglicht wird, durch die Strahlungs-Verluste vermieden werden. Praktische Versuche haben ergeben, daß etwa ein Fünftel bis ein Viertel der sonst erforderlichen Wärme oder Zeit erspart werden, kann.

Eine zur Durchführung, des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Aus dem Behälter .4, der. die Flüssigkeit a enthält, von der Teile verdampft werden sollen, fließt diese Flüssigkeit durch ein Rohr B, das durch einen Hahn abgeschlossen werden kann, in ein weiteres Rohr C und

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aus diesem in eine Verteilungsvorrichtung Z>, aus der sie in möglichst feiner Verteilung austritt und in die Erhitzungsflüssigkeit b gelangt. Diese befindet sich in einem Kessei Z:, der zweckmäßig mit einer wärmeisolierenden Ummantelung F versehen ist. Die Erhitzungsflüssigkeit kann erhitzt werden, beispielsweise mittels einer Heißdampfschlange Q, und wird zweckmäßig, beispielsweise mittels

ίο eines Rührers//, in Bewegung gehalten. Der verdampfende Anteil entweicht durch ein Rohr /, das zweckmäßig durch das Rohr C hindurchgeführt werden kann, so daß der verdampfende Anteil seine Wärme an die Flüssigkeit β abgibt und diese vorwärmt. Um zu verhüten, daß spritzende Flüssigkeitsteilchen in das Rohr/ gelangen, kann eine Prellplatte K. o. dgl. angeordnet sein. Die Erhitzungsflüssigkeit b kann durch ein Rohr L entweder vollständig abgelassen werden oder bei ununterbrochener Arbeit mit Hilfe des Rohres O bis zur Höhe von dessen Mündung. Zweckmäßig führt man das Rohr L so, daß die hindurchströmende Flüssigkeit ihre Wärme ebenfalls an die zufließende Flüssigkeit a abgibt und diese vorwärmt. Die in der Zeichnung dargestellten Windungen des Rohres L liegen frei innerhalb des Rohres C und sollen nicht an dem Rohr / anliegen. M sind Gefäße zur Aufnahme der ablaufenden Flüssigkeiten. N ist der Unterbau des Kessels. Zur Beobachtung der Temperaturen dienen Thermometer T.

Beispiele.

I. Durch eine Anzahl feiner Düsen wird ein Nebel von verdünnter Schwefelsäure in im Vakuum auf etwa 200⁰ C erhitzte konzentrierte Schwefelsäure oder auf die ganze Oberfläche dieser Schwefelsäure geblasen. Die eindringenden Wassermengen werden im Augenblick des Eindringens verdampft, ohne daß sich die Temperatur der konzentrierten Säure überhaupt oder wesentlich ändert, während ihre Menge zunimmt.

^! 2. Eine Salzlösung wird in hochsiedendes, j auf über 200⁰ C erhitztes, mit Wasserdämpfen nicht flüchtiges Paraffinöl auf die im Beispiel ι beschriebene Weise eingeblasen. Das Wasser verdampft ununterbrochen mit großer Geschwindigkeit. Das Salz scheidet sich unter dem Paraffinöl ab und kann ohne Unterbrechung der Verdampfung herausgezogen werden.

3. Rohmineralöl wird in ein Öl, das von etwa vorhandenen unter 250⁰ C siedenden Bestandteilen durch Destillation befreit und auf diese Temperatur erhitzt worden ist, auf die vorher beschriebene Weise eingespritzt. Die unter 250⁰C siedenden Anteile des Rohöls verdampfen sehr schnell und ununterbrochen, während die über 250⁰ siedenden Anteile in der Erhitzungsflüssigkeit zurückbleiben und deren Menge vermehren. Das hochsiedende Öl wird beispielsweise durch 6g eine Hebervorrichtung ununterbrochen abgezogen. Auf entsprechende Weise kann man eine mehrfache Trennung, beispielsweise in Benzine, Leuchtöle, Schmieröle und noch höher siedende Anteile, durchführen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Verdampfung einzelner Bestandteile aus Lösungen und anderen Flüssigkeitsgemischen unter Benutzung der Verdampfung fein verteilter Flüssigkeiten, die in eine auf hohe Temperatur gebrachte Erhitzungsflüssigkeit eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die feine Verteilung der Flüssigkeit und die Differenz zwischen dem Siedepunkt des zu verdampfenden Flüssigkeitsanteils und der Temperatur der Erhitzungsflüssigkeit auf das höchste ohne Nachteil zulässige Maß getrieben werden, wobei sowohl die Zufuhr der zu zerlegenden Flüssigkeit als die Ableitung der Dämpfe und der nicht verdampften Anteile ununterbrochen erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.