DE47049C

DE47049C - Process and apparatus for evaporation and distillation of liquids at low temperature

Info

Publication number: DE47049C
Application number: DENDAT47049D
Authority: DE
Original assignee: CH. LATARCHE in Lempire bei Verdun, Meuse, Frankreich
Anticipated expiration: 1908-09-08

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

α*, ηα *, η

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren und Apparate für die Abdampfung und Destillation von Flüssigkeiten bei niederer Temperatur und charakterisirt sich wesentlich dadurch, dafs die abzudampfende Flüssigkeit — im Gegentbeile zum bisherigen Gebrauch — nicht in jenem Räume selbst erhitzt wird, wo sich die Dämpfe" bilden, sondern aufserhalb dieses nur für die Abdampfung reservirten Raumes, in den sie nur warm und in dem Mafse eintritt, als die Abdampfung vor sich geht. ,The present invention relates to a new method and apparatus for evaporation and distillation of liquids at low temperature and is characterized essentially because the liquid to be evaporated - in contrast to the previous one Use - is not heated in the room itself, where the vapors "form, but outside this space, which is reserved only for the evaporation, in which they are only warm and occurs to the extent that the evaporation takes place. ,

Fig. ι stellt die Gesammtanordnung der wichtigsten Apparate dar, nämlich: den Kessel A, den Abdampfcylinder B, die Pumpen P und P¹, Vacuumpumpe (·) etc.Fig. Ι shows the overall arrangement of the most important devices, namely: the boiler A, the exhaust cylinder B, the pumps P and P ¹ , vacuum pump (·) etc.

Fig. 2 zeigt im Verticalschnitte verticale Metallplatten α und b nebst der Anordnung für die Zu- und Abführung des heifsen und kalten Wassers.Fig. 2 shows in vertical sections vertical metal plates α and b together with the arrangement for the supply and discharge of the hot and cold water.

Die in einem Kessel A erhitzte Flüssigkeit gelangt mittelst des später beschriebenen Vertheilers auf eine Serie von breiten verticalen Platten a, die parallel zu einander angeordnet sind, an denen entlang die Flüssigkeit in dünnen Schichten bis auf den Boden des Apparates herabläuft und dadurch sehr grofse Verdampfungsoberflächen darbietet.The liquid heated in a vessel A reaches a series of broad vertical plates a, which are arranged parallel to one another, by means of the distributor described later, along which the liquid runs down in thin layers to the bottom of the apparatus and thus presents very large surfaces for evaporation .

Als hauptsächlichste Eigenthümlichkeit des Verfahrens sei hier angeführt, dafs die Flüssigkeit sehr rasch das' Abdampfgefäfs B passirt, worin sie ihre Wärme durch Verdampfung abgiebt. Sie gelangt dann in den Kessel A zurück, um daselbst einen neuen Wärmeüberschufs zu entnehmen, den sie wieder durch Abdampfung abgiebt u. s. f., bis das Verfahren zu Ende geführt ist.As the chief peculiarity of the process, it should be mentioned here that the liquid passes very quickly the evaporation vessel B , in which it gives off its heat by evaporation. It then returns to boiler A in order to take from there a new excess of heat, which it gives off again by evaporation, and so on, until the process is completed.

Die für die Condensirung der Dämpfe bestimmte kalte Flüssigkeit wird gleichzeitig in denselben Raum B eingeführt, woselbst sie auf eine andere Serie von verticalen Platten b gelangt, welche die gleich grofse Oberfläche wie jene (a) haben.The cold liquid intended for the condensation of the vapors is simultaneously introduced into the same space B , whereupon it reaches another series of vertical plates b , which have the same surface area as those (a) .

Durch die Condensation erwärmt, verläfst diese Flüssigkeit alsbald den Raum, um zum Refrigerator zu gehen, kehrt wieder zurück, und dieses Spiel wiederholt sich fort.Warmed up by the condensation, this liquid immediately leaves the room to Going to the refrigerator returns, and this game repeats itself.

Die warme und die kalte Flüssigkeit sind überdies im Innern des Abdampfgefäfses B so vertheilt, dafs die warmen Schichten α und die kalten Schichten b regelmäfsig abwechseln und durch einen kleinen Zwischenraum in vollkommen paralleler Lage von einander getrennt erhalten werden, so dafs die beiden vorhandenen Flüssigkeiten einander gegenüber continuirlich kreisen, ohne sich zu vermischen, und durch gesonderte Oeffnungen a¹ und b¹ den Apparat verlassen.The warm and cold liquids are moreover distributed inside the evaporation vessel B in such a way that the warm layers α and the cold layers b alternate regularly and are kept separated from one another by a small space in a perfectly parallel position, so that the two liquids present are separated from one another Circulate continuously opposite without mixing and leave the apparatus through separate openings a ¹ and b ^1.

Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, dafs der Abdampfapparat B mit keinerlei Heizvorrichtung in Verbindung ist.From the foregoing it can be seen that the exhaust steam apparatus B is not connected to any heating device.

Die Erwärmung ist auf diese Weise viel bequemer gemacht, weil sie eventuell dort geschehen kann, wo die Verbrennung stattfindet,The warming is made much more convenient this way because it may happen there can where the combustion takes place,

und das Abdampfgefäfs kann daher eine bedeutend gröfsere Actionsfähigkeit erlangen.and the evaporation vessel can therefore acquire a significantly greater ability to act.

Die warme Flüssigkeit, welche entlang .den verticalen Platten α nach abwärts gleitet, verdampft daher bei einem bedeutend geringeren Temperaturüberschusse, und der entweichende Dampf wird alsbald von der kalten Flüssigkeit absorbirt, welche die Wärme, die der Dampf enthielt, nach aufsen führt.The warm liquid, which slides downwards along the vertical plates α , therefore evaporates with a considerably smaller excess of temperature, and the escaping vapor is immediately absorbed by the cold liquid which carries out the heat contained in the vapor.

Auf diese Weise erreicht das Abdampfgefäfs B das Maximum der Leistungsfähigkeit.In this way, the evaporation vessel B achieves maximum performance.

Der gröfseren Verständlichkeit wegen wird in nachfolgendem ein concretes Beispiel der praktischen Anwendung dieser Erfindung zur Concentration der Schwefelsäure beschrieben. For the sake of greater comprehensibility, a concrete example of the practical application of this invention to the concentration of sulfuric acid.

Anstatt des Kessels A kann auch ein einfaches Bleigefäfs dienen. Die Erhitzung geschieht durch Dampf oder directes Feuer, wie bei einer Abdampfung in freier Luft.Instead of the boiler A , a simple lead vessel can also be used. The heating is done by steam or direct fire, as in the case of evaporation in the open air.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das Abdampfgefäfs über dem Niveau des Kessels A und der übrigen Apparate placirt, um die Circulation der Flüssigkeiten zu erleichtern.As can be seen from the drawing, the evaporation vessel is placed above the level of boiler A and the rest of the apparatus, in order to facilitate the circulation of the liquids.

Das Abdampfgefäfs ist aus Metall mit hinreichend starken Wänden, um dem atmosphärischen Drucke zu widerstehen, und von Dimensionen, entsprechend den zu erzielenden Wirkungen. Dasselbe enthält die vorerwähnten Platten oder Blätter α b aus Metall und die später zu beschreibende Vorrichtung zur Vertheilung der Flüssigkeiten. Jene Platten, über welche die heifse Säure sich ausbreiten soll, müssen aus nicht angreifbarem Material, z. B. aus Glas, bestehen.The evaporation vessel is made of metal with walls thick enough to withstand atmospheric pressure and of dimensions according to the effects to be achieved. The same contains the aforementioned plates or sheets α b made of metal and the device to be described later for distributing the liquids. Those plates over which the hot acid is to spread must be made of non-vulnerable material, e.g. B. made of glass.

Obwohl die Temperatur sehr hoch ist, läuft das Glas keine Gefahr, durch die Hitze zersprengt zu werden, sofern man die Vorsicht gebraucht, dasselbe nur allmälig zu erwärmen und die Säure sofort nach Beginn der Erwärmung circuliren zu lassen. Die zweiten Platten sind ebenfalls aus Glas.Although the temperature is very high, the glass runs no risk of being shattered by the heat if one takes the precaution of only gradually warming it up, and the acid immediately after the beginning of the warming to circulate. The second plates are also made of glass.

Auf jeder der vertical angeordneten Platten a und b befindet sich im oberen Theile c¹ d^] ein dünnes Band aus Blei oder Platin, mittelst welches die kleinen Vertheilungsrohre c d, die gegen die Contactpunkte zu mit feinen Löchern versehen sind, an den Platten befestigt werden (Fig. 2).On each of the vertically arranged plates a and b there is in the upper part c ¹ d ^] a thin band of lead or platinum, by means of which the small distribution tubes cd, which are provided with fine holes towards the contact points, are attached to the plates ( Fig. 2).

Alle Rohre derselben Serie sind an einem ihrer Enden geschlossen und münden mit ihrem anderen Ende in das Hauptrohr von gröfserem Durchmesser, das direct mit der Zuleitung einer der Flüssigkeiten in den Apparat in Verbindung steht. Die Säure wird durch die Leitung C, das Kühlwasser durch jene, D, zugeführt. All pipes of the same series are closed at one of their ends and open at their other end into the main pipe of greater diameter, which is directly connected to the supply of one of the liquids to the apparatus. The acid is fed through line C and the cooling water through line D.

Da auf die Säure im Kessel sowie auf das Condensationswasser der Luftdruck wirkt, während die Luftpumpe Q in dem Abdampfgefäfs B eine starke Luftverdünnung hervorbringt, so treten beide Flüssigkeiten' mit Ungestüm in dieses Gefäfs. Aber die auf den äufseren Rohren angeordneten Hähne r und r¹ mäfsigen und reguliren nach Belieben den Zutritt, um eventuell nur ein mehr oder weniger starkes Sickern durch die Löcher der Vertheilungsrohre zu erhalten.Since the air pressure acts on the acid in the boiler and on the condensation water, while the air pump Q in the evaporation vessel B produces a strong dilution of the air, both liquids enter this vessel with impetuosity. But the taps r and r ¹ arranged on the outer pipes moderate and regulate the access at will, in order to obtain possibly only a more or less strong seepage through the holes of the distribution pipes.

Diese Flüssigkeiten breiten sich über die beiden Seiten der Glasplatten aus, an denen sie infolge Adhärirens herab und in eine doppelte Reihe von Rinnen ef laufen, welche sie getrennt sammeln, um jede derselben in ein besonderes Sammelgefäfs E F zu führen, welche bezw. mit den Austrittsöffriungen a^l und b^l in Verbindung stehen.These liquids spread over the two sides of the glass plates, on which they run down as a result of adherence and into a double row of channels ef , which they collect separately in order to lead each of them into a special collecting vessel EF , which respectively. are in communication with the outlet openings a ^l and b ^l.

Mit Rücksicht auf die Eigenschaften der Säure sind die Circulationsrohre aus Blei, Platin oder selbst aas Glas hergestellt. Die Wände des Apparates brauchen nur einen einfachen Bleiüberzug, und selbst dieser kann eventuell wegbleiben, da die Flüssigkeit bei der verhältnifsmäfsig niederen Temperatur, bei welcher das Verfahren durchgeführt wird, keine sauren Dämpfe aussendet.With regard to the properties of the acid, the circulation pipes are made of lead, Platinum or even made of glass. The walls of the apparatus only need a simple lead coating, and even this can possibly stay away, since the liquid is at the relatively low temperature at which the procedure is carried out does not emit acidic fumes.

Die Rinnen ef werden durch eine gewellte Platte gebildet, die am Boden des Apparates ruht.The grooves ef are formed by a corrugated plate that rests on the bottom of the apparatus.

Jede Welle der Platte bildet eine Art Kanal, von dem ein Ende offen, das andere aber geschlossen ist.Each wave of the plate forms a kind of channel, one end of which is open and the other is closed is.

An einer Seite sind die Austrittsöffnungen abwechselnd geschlossen und offen, so dafs jede Serie ihre Oeffnung an derselben Seite gegenüber der cqrrespondirenden Austrittsöffnung α¹ b^l hat. Diese Wellen lassen zwischen jeder Rinne einen freien Raum, der den schädlichen Temperaturaustausch zwischen den auf diese Weise isolirten zwei Flüssigkeiten verhindert. On one side the outlet openings are alternately closed and open, so that each series has its opening on the same side opposite the corresponding outlet opening α ¹ b ^l . These waves leave a free space between each channel, which prevents the harmful exchange of temperature between the two liquids thus insulated.

Der Apparat wird durch einen starken wegnehmbaren Deckel B¹ geschlossen; er ist durch das Kupferrohr g mit der Luftpumpe Q in Verbindung und mit dem Vacuummesser ν versehen. The apparatus is closed by a strong removable cover B ¹ ; it is connected to the air pump Q through the copper pipe g and is provided with the vacuum meter ν .

Endlich können auch noch mehrere dicke Schaugläser angebracht werden, um die Vertheilung der Flüssigkeiten sowie deren Niveau in den Rinnen von aufsen überwachen zu können.Finally, several thick sight glasses can be attached to the distribution to be able to monitor the liquids and their level in the gutters from the outside.

Diese Flüssigkeiten werden durch die Pumpen P P¹ abgesaugt, aber nicht direct, sondern sie gelangen zuerst durch die Verbindungsrohre a^x b¹ in die tiefer placirten Behälter E und F, welche bestimmt sind, ein regelmäfsiges Abrinnen zu sichern, damit die Rinnen niemals ganz voll und überfliefsend werden, was eine Vermengung der Flüssigkeiten veranlassen könnte, wenn aus irgend einer Ursache dieThese liquids are sucked off by the pumps PP ¹ , but not directly, but first they pass through the connecting pipes a ^x b ¹ into the lower-placed containers E and F, which are intended to ensure regular drainage, so that the gutters are never completely full and become overflowing, which might cause the fluids to be mixed up, if for some reason the

Wirkung der Pumpen langsamer oder momentan ganz unterbrochen würde.The effect of the pumps would be slower or momentarily interrupted completely.

Diese Behälter EF sind mit Standgläsern η . versehen, welche die Höhe jeder Flüssigkeit angeben; sie stehen durch Rohre e¹/¹ mit dem Verdampfer B in Verbindung.These containers EF are with stand glasses η. provided indicating the height of each liquid; they are through pipes e ^{^1/1} with the evaporator B in combination.

P ist die Säurepumpe aus nicht angreifbarem Material; sie hat einen Plungerkolbe'n aus Sandstein oder aus Glas. P¹ ist eine gewöhnliche Wasserpumpe. Beide Pumpen saugen die Flüssigkeit aus den Behältern E und F und drücken sie, und zwar die Säure in den Kessel A, das Wasser in die Ableitung H. P is the acid pump made of non-vulnerable material; it has a plunger made of sandstone or glass. P ¹ is an ordinary water pump. Both pumps suck the liquid out of the containers E and F and push it, namely the acid into the boiler A, the water into the outlet H.

Die Functionirung des Apparates ist leicht verständlich, und kann der Gang der Flüssigkeiten mit Hülfe der in der Zeichnung ersichtlich gemachten Pfeile leicht verfolgt werden. Man sieht hieraus, dafs die Säure unablässig wieder zurückläuft; durch eine entsprechende Bewegung mitgerissen, gelangt sie aus dem Kessel A, in dem sie Wärme aufnimmt, in das Abdampfgefäfs B, woselbst sie bis in ihre kleinsten Theile der directen und beinahe augenblicklichen Einwirkung der condensirenden Oberflächen ausgesetzt wird. Aus dieser raschen Verdampfung folgt, dafs die Ausgaben für das Brennmaterial sehr gering sind.The functioning of the apparatus is easy to understand, and the course of the fluids can be easily followed with the aid of the arrows shown in the drawing. One can see from this that the acid is incessantly running back again; Entrained by a corresponding movement, it passes from the boiler A, in which it absorbs heat, into the evaporation vessel B, where even its smallest parts are exposed to the direct and almost instantaneous action of the condensing surfaces. From this rapid evaporation it follows that the expenditure on the fuel is very small.

Auf diese Weise kann man nicht allein die Concentration, sondern auch die Destillation der concentrirten Säure bewirken. Zu diesem Behufe genügt es, das zur Condensation dienende kalte Wasser durch kalte, vorher gereinigte Säure zu ersetzen.In this way you can not only control the concentration, but also the distillation the concentrated acid. For this purpose it is sufficient that for condensation to replace cold water with cold, previously purified acid.

Die Dämpfe bilden und condensiren sich ohne Schwierigkeit, und wenn man sich stets derselben kreisenden Flüssigkeit für die Condensation bedient, so genügt es, dieselbe durch einen Refrigerator gehen zu lassen, worin sie die von der Condensation herrührende Wärme wieder abgiebt.The vapors form and condense without difficulty, and if one is always at ease If the same circulating liquid is used for condensation, it is sufficient to pass it through to let go of a refrigerator, in which they remove the heat from the condensation returns again.

Auch die Destillation von Wasser, Alkohol u. s. w. kann in diesem Apparate mit Vortheil durchgeführt werden, und zwar vortheilhaft mit Rücksicht auf die Ersparnifs an Brennmaterial und besonders bei der Destillation von alkoholischen Flüssigkeiten noch dadurch, weil bei der sehr rasch und bei niedriger Temperatur durchgeführten Destillation man in der Lage ist, sehr leicht Producte bester Qualität zu erhalten, welche man bisher nur· mit sehr hohen Gestehungskosten erhalten konnte.The distillation of water, alcohol, etc., can also be used to advantage in this apparatus be carried out, and advantageously with regard to the fuel savings and especially with the distillation of alcoholic liquids because of the distillation, which is carried out very quickly and at low temperature, is able to do so is very easy to get products of the best quality, which up to now have only been available with very high Could get initial cost.

Claims

Patent Claims:

ι. A process for the evaporation and distillation of liquids at low temperature, essentially consisting in the fact that the liquids to be treated are heated in a boiler (A) , from here they are introduced into the evaporation vessel B, which is completely independent of boiler A, through a system of distribution pipes cc , from which they emerge through small holes on vertical plates or sheets α α α made of metal, glass, etc., arranged parallel to one another and run along the latter in extremely thin layers, giving their heat to the parallel plates or sheets bbb dispense condensation liquid trickling down analogous material, and the liquids which run off separately from one another through channels ef 'are passed into the containers E and F in order to be subjected again to the same treatment.

2. In order to carry out the under i. The process of evaporation and distillation of liquids at low temperature claimed an apparatus which, in the connection shown in the drawing, contains the following parts: The completely independent boiler A for heating the liquid to be treated 'in combination with the evaporation vessel B, which is inside with vertical parallel plates α and b in alternating succession and with a system of distribution and discharge pipes c and d respectively. Gutters e and f are provided for the separate supply and discharge of the liquid to be treated and the condensation water, the latter being in connection with the collecting vessels E for the treated liquid and F for the condensation water, from which the liquids are discharged by means of the pumps P and P. ¹ sucked and respectively in the boiler A. be pressed in a cooling bath, finally the air pump Q to generate the Vacuums in Gefäfse B and the pipes e ^{^1/1} and g, which former the compound of Gefäfse E and F with the. Create evaporator B, and the latter that of vessel B with the air pump Q.

For this purpose ι sheet of drawings.