DE553814C - Verfahren zum Eindampfen von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ununterbrochenen Eindampfen von Flüssigkeiten, insbesondere von Schlamm absetzenden Flüssigkeiten, in Rohrverdampfern mit direkter Innenheizung und besteht darin, daß die einzudampfende Flüssigkeit, beispielsweise Rohphosphorsäure, im Gleichstrom mit oder Gegenstrom zu der oder den Heizflammen oder Heizgasen durch ein direkt beheiztes Drehrohr geleitet wird, das an der Eintrittsseite der Heizflammen oder Heizgase eine erweiterte Brennzone besitzt, in der sich zweckmäßig eine stärkere Flüssigkeitsschicht aufhält als im engeren Teil des Drehrohres.

Die Verdampfung von Flüssigkeiten in indirekt beheizten Verdampferanlagen, insbesondere von sauren Flüssigkeiten, wie Rohphosphorsäure, mit Schlammabscheidungen, z. B. Gipsabscheidungen, verursacht erhebliche Schwierigkeiten, weil die Heizflächen durch abgeschiedene feste Substanzen stark inkrustiert werden und infolgedessen der Wirkungsgrad und damit die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Vorrichtungen herabgesetzt wird. Weiter kommen als Nachteil bei diesen Anlagen noch die hohen Reinigungs- und Reparaturkosten sowie die Betriebsunsicherheit hinzu.

Daher ist man seit langer Zeit bemüht, Verdampferanlagen mit Heizschlangen oder Drehrohrverdampf ern 'mit indirekter Beheizung oder Anlagen mit indirekten Heizflächen durch zweckmäßigere Vorrichtungen zu ersetzen. Aber auch die vorgeschlagenen Türme, Oberflächenverdampfer und rotierenden trommelförmigen Eindampfapparate mit direkter Beheizung des zu verdampfenden Gutes lösen die Schwierigkeiten keineswegs. So werden z. B. die Turmverdampfer, in denen die Flüssigkeit über eine Füllkörper schicht laufend umgepumpt wird, verhältnismäßig schnell zerstört; außerdem scheidet sich auf den Füllkörpern eine Schlammschicht ab, die die Kanäle zwischen den Füllkörpern verstopft und ihre Oberfläche vermindert. Ein weiterer Nachteil der Turmverdampfer ist, daß die Heizgase, um eine zu schnelle Zerstörung der Einrichtungen zu vermeiden, nicht mit voller Verbrennungstemperatur eingeführt werden können. Sie müssen vielmehr durch Frischluftzusatz auf 500 bis 6oo° heruntergekühlt werden, wodurch naturgemäß Wärmeverluste entstehen. Aus diesem Grunde zeigen derartige Turmverdampfer gewöhnlich nur einen Wirkungsgrad von etwa sechsfacher Verdampfung. Bei den bekannten Oberflächenverdampfern kann man zwar die Heizgase mit voller Flammtemperatur über die Flüssigkeitsoberfläche streichen lassen. Jedoch entstehen große Temperaturverluste;

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Erich Küchler in Budenheim.

ferner zeigen diese Vorrichtungen eine ziemlich geringe Betriebssicherheit, weil die Haltbarkeit der Gewölbe sehr beschränkt ist; auch können die Gase restlos nicht wirtschaftlieh ausgenutzt werden.

Bei den bisher bekannten rotierenden trommeiförmigen Eindampfapparaten ist man durch die hohen, die Apparatur angreifenden Temperaturen der Heizflammen ίο oder Heizgase an ihrer Eintrittsstelle in den Verdampfer gezwungen, einen entsprechend großen Durchmesser des Rohres zu wählen, wodurch die Ausnutzung der Heizgase unwirtschaftlich wird, weil ihre Berührung mit der Oberfläche der einzudampfenden Flüssigkeit nicht innig genug ist.

Es wurde nun gefunden, daß diese Schwierigkeiten beim Arbeiten gemäß der Erfindung vermieden werden, wenn das zu verdampfende Gut in einem Drehrohr mit erweiterter, größere Flüssigkeitsmengen aufnehmender Zone an der Eintrittsstelle der Heizflammen oder Heizgase direkt beheizt wird, weil dann einerseits an der Eintrittsstelle der Heizflammen oder Heizgase größere, viel Wärme aufnehmende und die Drehrohrwandungen schützende Flüssigkeitsmengen vorhanden sind und anderseits im engeren Teil des Drehrohres am entgegengesetzten Ende eine innige Berührung zwischen Flüssigkeit und Heizmittel stattfindet. Ein zur Ausübung des neuen Verfahrens geeigneter Drehrohrverdampfer ist als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Der Drehröhrverdampfer besteht aus einer Brennkammer a, in die die Flamme b, z. B. eine Kohlenstaubflamme oder Heizgase, durch den Brenner c eingeblasen wird. Das zu verdampfende Gut wird am entgegengesetzten Ende des Drehrohres durch einen Stutzens zugeführt.

Durch die erweiterte Brennkammer .ff wird erreicht, daß die Temperatur an den Wandüngen das zulässige Maß nicht überschreitet. Infolge der ständigen Drehung des Rohres findet in der Brennkammer eine dauernde Benetzung der Wände mit der einzudampfenden Flüssigkeit statt, die an den Wandungen während des Betriebes auf Siedetemperatur erhitzt wird. Die Wandung der Brennkammer, die die Hauptverdampfungszone der Vorrichtung darstellt, wird also durch diese Anordnung nur bis zur Siedetemperatur der Flüssigkeit erhitzt und dadurch vor Zerstörung durch hohe Temperaturen bewahrt. Hinter der Brennkammer α ist das Rohri? auf einen Querschnitt verengt, der dem Volumen der Abgase angepaßt ist. Hierdurch werden die Feuergase in innige Berührung mit der zuströmenden Flüssigkeit gebracht und gezwungen, auf einem verhältnismäßig kurzen Weg ihre gesamte Wärme abzugeben. Bei entsprechender Länge des Drehrohres wird also der Wärmeinhalt der Heizgase praktisch restlos verwertet; die Abgase treten nach ihrem Durchgang durch das Drehrohr in den Abzug/, aus dem Kondensat durch den Bodenstutzen g abgezogen werden kann.

Der Zulauf der Flüssigkeit wird mit der Heizgaszufuhr so eingestellt, daß die gewünschte Konzentration am Auslauf h erreicht wird. Ein Vorratsbehälter i nimmt die konzentrierte Flüssigkeit auf.

Das Eindampfverfahren gemäß der Erfindung gestattet die störungsfreie Eindampfung von Flüssigkeiten und Säuren, insbesondere auch von solchen, welche Schlammabscheidung, z. B. in Form von Gips, zeigen, und zwar mit einem Wirkungsgrad, der fast um das Doppelte höher ist als nach den bekannten entsprechenden Verdampfungsverfahren. Es wird nämlich gemäß der Erfindung eine mindestens elffache Verdampfung erzielt. Der Wirkungsgrad entspricht also nahezu dem bekannten Zweifacheffekt.

Für das Einengen von Phosphorsäure und ähnlichen Flüssigkeiten auf normale Konzentration genügt es, wenn der Verdampfer ho-. mögen verbleit ist, da bei der geschilderten und beanspruchten Arbeitsweise örtliche Überhitzungen vermieden werden. Sollen jedoch höhere Konzentrationen erzielt werden, so kann der Verdampfer auch zweckmäßig mit einem anderen säurefesten geeigneten Material ausgekleidet sein.

Die Beheizung erfolgt mittels einer direkten Heizflamme, beispielsweise einer Kohlenstaubflamme. Jedoch kann auch neben oder an Stelle des Kohlenstaubes anderes billiges Brennmaterial, wie Abfallöle u. dgl., Verwendung finden. Die Strahlungswärme der Flamme und der Wärmeinhalt der Heizgase wird restlos für die Verdampfung ausgenutzt, die im kontinuierlichen Betriebe sowie bis zur beliebigen Konzentration durchgeführt werden kann. Die Führung der Heizgase zur Flüssigkeitsrichtung kann nach dem Gleichoder Gegenstromprinzip erfolgen. Die abgeschiedenen Substanzen bilden keine störenden Krusten, sondern werden von der Flüssigkeit schwebend gehalten und durch den Auslauft des geneigten Drehrohres nach außen befördert.

Drehrohrofen mit erweiterter Trommel zur Entwässerung von Glaubersalz oder zur Herstellung von Salzsäure sind an sich bekannt. Diese Drehrohröfen werden aber nicht von innen, sondern von außen beheizt. Ferner ist es schon vorgeschlagen worden, Drehrohröfen für metallurgische Zwecke, die mit Innenbeheizung ausgerüstet sind, mit einer er-

weiterten Zone an der Austrittsseite für das Metall zu versehen.

Bei diesen bekannten Drehrohrofen hat man eine erweiterte Zone aus ganz anderen Gründen vorgesehen als beim Verfahren gemäß der Erfindung, bei dem es sich darum handelt, beim kontinuierlichen Eindampfen von Flüssigkeiten, insbesondere solchen, die wie Rohphosphorsäure Schlamm absetzen, in ίο Drehrohren eine besonders wirtschaftliche Ausnutzung der Heizgase oder Heizflammen ohne Schädigung des Apparaturmaterials zu erzielen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum ununterbrochenen Eindampfen von Flüssigkeiten, insbesondere von Schlamm absetzenden Flüssigkeiten, z. B. Rohphosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Eintrittsseite der Heizflammen oder Heizgase mit erweiterter Zone versehenes Drehrohr angewendet wird, das so beschaffen ist, daß sich in der erweiterten Zone stärkere Flüssigkeitsschichten aufhalten als im engeren Teil des Drehrohres.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen