-
Verfahren zur Wasserdampfdestillation Es ist bekannt, Flüssigkeiten
dadurch hochzufördern, daß man in ein in einem Flüssigkeitsbehälter eintauchendes
Steigrohr unten Gase oder Dämpfe einleitet. Man hat diese in der Technik als Mammutpumpe
bezeichnete Fördereinrichtung u. a. auch dazu verwendet, um bei Verdampfungsanlagen
die durch äußere Heizwirkung einzudampfende Flüssigkeit zu heben und dann die Heizflächen
zu berieseln.
-
Die nachstehend beschriebene Erfindung benutzt das an sich bekannte
Förderprinzip für solche Prozesse, bei denen eine Destillation nicht durch äußere
Heizung, sondern dadurch geschieht, daß durch die zu behandelnde Flüssigkeit hindurchgeleiteter
Wasserdampf sich mit den abzudestillierenden Stoffen mehr oder weniger sättigt,
wobei die Anwendung des Prinzips wesentliche technische Vorteile ermöglicht.
-
Man bezeichnet diese besondere Art der Destillation unter Durchleiten
von Wasserdampf durch die zu behandelnde Flüssigkeit allgemein als Wasserdampfdestillation.
Als Beispiele derartiger Prozesse seien die Destillation von Fettsäuren und die
Entfernung von Geruchstoffen aus Ölen, die sogenannte Desodoration der Öle, angeführt.
Die Anwendung des Wasserdampfes ist deshalb möglich, weil die Temperatur bei dem
Destillationsprozeß stets so hoch sind, daß eine Kondensation nicht eintritt. Besonders
geeignet ist der Wasserdampf aus dem Grund, da er ein sehr hohes spezifisches Volumen
hat, insbesondere wenn die Prozesse unter hohem Vakuum durchgeführt werden. Man
braucht daher außerordentlich geringe Mengen Wasserdampf, um sehr große Mengen der
zu behandelnden Flüssigkeit zu fördern.
-
Bei dem Arbeitsvorgang gemäß der Erfindung ergibt sich technologisch
der wertvolle Vorteil, daß bereits in dem Steigrohr der Abtreibdampf sich in äußerst
inniger Berührung mit der geförderten Flüssigkeit befindet. Dadurch, daß weiter
beim Herabrieseln der Flüssigkeit durch die Kolonne der Dampf im Gleichstrom mitgeht,
wird seine Wirksamkeit außerordentlich gut ausgenutzt. Die Förderung der Flüssigkeit
wird also erzielt, ohne daß dem Prozeß mehr Dampf und Wärme zugeführt wird, als
ohne Flüssigkeitsförderung erforderlich wäre.
-
Bei den Anlagen, wie man sie bisher zur Durchführung der Wasserdampfdestillation
benutzte, geschah die Anwendung des Wasserdampfes in der Weise, daß derselbe, durch
eine Brause verteilt, unten in die zu behandelnde Flüssigkeit eintrat und in Blasen
an die Oberfläche drang. Hierbei zeigte es sich, daß der Prozeß häufig sehr lange
Zeit in Anspruch nahm, weil die Abdampfung vorzugsweise an der Stelle des niedrigsten
Druckes, d. h. in der obersten Flüssigkeitsschicht stattfand und es langer Zeit
bedurfte, bis bei der nicht zwangläufigen Bewegung der Flüssigkeit die einzelnen
Teilchen Gelegenheit hatten, an die Stelle niedrigsten Druckes zu gelangen.
-
Eine Verbesserung des Arbeitsvorgangs hatte man dadurch erreicht,
daß man die zu behandelnde Flüssigkeit mit einer Pumpe hochförderte und in dünner
Schicht durch eine mit
zweckmäßigen Einbauten versehene Kolonne
herunterrieseln ließ. Der Nachteil dieser Arbeitsweise war die Notwendigkeit einer
mechanisch angetriebenen Pumpe, die einen ständigen Energieverbrauch voraussetzte
und auch konstruktiv meist nicht bequem war, da die Prozesse in der Regel im Vakuum,
und zwar oft bei einem sehr hohen Vakuum durchgeführt wurden.
-
Die Nachteile der erwähnten bekannten Verfahren werden bei dem neuen
Verfahren vermieden, da einerseits die Zeit für das Abdestillieren der zu entfernenden
Stoffe wesentlich abgekürzt wird und anderseits trotzdem besondere Umwälzapparate
nicht erforderlich sind, denn die innige Berührung des Wasserdampfes mit der zu
behandelnden Flüssigkeit wird gemäß der Erfindung durch dieselben Mengen Wasserdampf
bewirkt, die für die Destillation ohnehin erforderlich sind.
-
Bisweilen wurde bei den bisher bekannten Verfahren der Wasserdampfdestillation
zwecks möglichst vollkommener Ausnutzung des Wasserdampfs der Prozeß in der Weise
geleitet, daß der Abtreibdampf in mehreren hintereinandergeschalteten Destillationsapparaten
mehrfach zur Wirkung gebracht wird. In solchen Fällen wird in den nachgeschalteten
Destillationst apparaten die Verwendung des gesamten Abtreibdampfes für die Flüssigkeitshebung
gemäß der Erfindung nicht möglich sein, da der aus dem vorgeschalteten Apparat kommende
Dampf entspannt und zur Flüssigkeitshebung ungeeignet ist. In diesem FalIe verwendet
man in den nachgeschalteten Apparaten direkten Abtreibdampf, und zwar einen verhältnismäßig
kleinen Betrag der gesamten Abtreibdampfmenge für die Förderung der Flüssigkeit
in dem betreffenden Apparat. Selbstverständlich kann auch bei einem einzelnen Apparat
die Menge des zur Flüssigkeitshebung dienenden Dampfes auf einen Teil der gesamten
Abtreibdampfmenge beschränkt werden.
-
In den Abbildungen sind Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
veranschaulicht.
-
In Abb. I stellt a den Destillationsapparat dar, der bis zur Höhe
b mit der zu behandelnden Flüssigkeit gefüllt ist. c ist eine Heizvorrichtung, d
ist ein zylindrischer Einsatz, der mit Einbauten e und f versehen ist, über welche
die aus dem Rohr g oben austretende geförderte Flüssigkeit herabströmt. Der für
die Destillation erforderliche Abtreibdampf wird durch die Leitung h in einen Raum
i geführt, wo sich die Dampfteilchen mit den Flüssigkeitsteilchen mischen. Da die
Mischung spezifisch leichter ist als die Flüssigkeit, steigt das Gemisch in dem
Rohr g in die Höhe und tritt oben aus dem Rohr aus. Der mit der Flüssigkeit gemischte
Abtreibdampf strömt im selben Sinne wie die Flüssigkeit durch den Einsatzzylinder
d nach unten, kehrt unten seine Richtung um und gelangt durch Öffnungen I in die
Abzugsleitung m, die in der Regel mit einem wassergekühlten Kondensator verbunden
ist, der das in dem Apparat a erforderliche Vakuum herstellt.
-
In Abb. 2 ist eine Einrichtung dargestellt, in der ein Teil des Abtreibdampfes
zweimal zur Wirkung gelangt. Es ist außer dem Destillationsapparat a ein zweiter
Destillationsapparat n vorgesehen. Der Apparat a arbeitet genau so wie der in Abb.
I dargestellte. Der austretende Wasserdampf wird aber, ehe er in den Kondensator
gelangt, durch die Leitung o zur nochmaligen Einwirkung auf die Flüssigkeit in den
nachgeschalteten Destillationsapparat n geleitet, der konstruktiv ähnlich durchgebildet
ist wie a. In dem Apparat n wird der für die Flüssigkeitshebung dienende Teil des
Abtreibdampfes durch die Leitung p zugeführt. Er wirkt vom oberen Austritt des Förderrohres
q an in derselben Weise auf die Flüssigkeit wie der durch o von dem ersten Apparat
herkommende Dampf. In die Verbindung zwischen den Apparaten a und n kann auch ein
Dampfstrahlapparat r eingeschaltet sein, der es ermöglicht, in dem Apparat a ein
besonders hohes Vakuum zu erreichen. Nach Verlassen des Apparates n strömt der Destillationswasserdampf
durch die Leitung s in den Kondensator.
-
Wenn die Anordnung so getroffen wird, daß die für die Flüssigkeitshebung
benutzte Wasserdampfmenge einen Teil der gesamten Abtreibdampfmenge ausmacht, so
kann es unter Umständen Vorteile bieten, den nicht zur Flüssigkeitshebung verwendeten
Dampf im Gegenstrom zu der herabfiießenden Flüssigkeit zu leiten, während der mit
der Flüssigkeit gehobene Dampf im Gleichstrom mit der Flüssigkeit strömt. In der
Abb. 3 ist die Durchbildung des zylindrischen Einsatzes des Destillationsapparates
für diese Betriebsweise veranschaulicht. Das gehobene Flüssigkeits-Dampfgemisch
strömt oben aus der Hebeleitung g aus, der mit der Flüssigkeit gehobene Dampf fließt
im Gleichstrom mit der Flüssigkeit hinab bis zum Austrittsstutzenf «, während der
nicht für die Flüssigkeit verwendete Teil des Abtreibdampfes bei v in den Kolonneneinsatz
einströmt und im Gegenstrom zu der herabrieselnden Flüssigkeit ebenfalls nach X
hinaufsteigt.