DE650548C

DE650548C - Vorrichtung zum Kuehlen und Verdampfen von auszukristallisierenden Loesungen

Info

Publication number: DE650548C
Application number: DEP68611D
Authority: DE
Original assignee: PACIFIC COAST BORAX Co
Current assignee: PACIFIC COAST BORAX Co
Priority date: 1933-12-07
Filing date: 1933-12-07
Publication date: 1937-09-24
Also published as: NL36876C; FR765293A

Description

Bei Vorrichtungen zum Kühlen und Verdampfen von zum Kristallisieren bestimmten Lösungen ist es üblich, die heiße konzentrierte Lösung ununterbrochen in -ein an eine Dampf absaugeleiituing und ein Zuleitungsrahr für diese Lösung angeschlossenes Vakuumgefäß' einzuführen, in welchem ein Umlauf der bereits gekühlten Flüssigkeit um eine lotrechte Achse aufrechterhalten wird, und zwar so, daß die Zuströmung in erheblichem Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche und von den Gefäßwandungen in der Richtung schräg zur waagerechten Umlaufebene und nach aufwärts stattfindet. Diese Richtung ist bei einigen dieser Vorrichtungen in einer Radialebene und bei anderen in einer Tangentialebene in bezug auf die Umlauf achse gewählt. Die ersteren besitzen den Nachteil, daß die Lösung auf dem kürzesten Wege zu den Stellen des niederen Druckes strömt, so daß die Übersättigung verhältnismäßig rasch auftritt und eine kleinkristallinische Ausscheidung anstatt der gewünschten großkristallinischen vor sich geht. Bei den anderen dagegen hat die schraubenförmig strömende Lösung das Bestreben, infolge der Fliehkraft mehr oder weniger nahe an die kühlen Außenwandungen des Gefäßes heranzutreten, um dort vorzeitig abgekühlt zu werdein und auszukristallisieren, wozu noch der Umstand hinzutritt, daß in der Nähe der Wandungen Wirbel entstehen, die störende örtliche Siedezonen entstehen lassen.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem das Zuleiten der heißen Lösung durch ein an einer Zwischenstelle zwischen der Umlaufachse und der Gefäßwandung lotrecht gerichtetes, verhältnismäßig schmales Rohr erfolgt, das in eine nach aufwärts und schräg zur Radialebene nach einwärts verlaufende Düse ausmündet.

Die Zeichnung veranschaulicht eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung in beispielsweiser Ausführungsform:

Fig. ι zeigt eine teilweise geschnittene Ansieht der Vorrichtung.

Fig. 2 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen teilweisen Schnitt durch die Düse.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3.

Fig. 5 zeigt einen waagerechten Schnitt ähnlich der Fig. 2 mit anderen Mitteln zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsumlaufes.

Mit 11 ist das Verdampfergehäuse bezeichnet, welches mit der Deckplatte 12 versehen ist, aus welcher das Brüdenrohr 13 ausmündet und zu dem Kondensator 14 führt. Mit diesem letzteren ist eine nicht dargestellte Pumpe verbunden, welche in dem Gehäuse 11 einen bestimmten Vakuumgrad aufrechterhält. Der Kondensator 14 besitzt ein Abflußrohr 15, welches in Gestalt eines barometrischen Fallrohrs ausgebildet ist und in den Samrnelbehälter 16 zur Aufnahme des Kondensats führt.

Der Bodenteil 17 des Gehäuses 11 besitzt die Gestalt eines Trichters, welcher durch ein Ventil 18 mit einem Abflußrohr 19 in Verbindung steht. Dieses letztere .steht durch Vermittlung eines die zeitweise Entleerung der Kristalle ermöglichenden Drehschiebers 20 mit dem Ableitungsrohr 21 in Verbindung,

das 'mit einem nicht dargestellten barometrischen Fallrohr oder einer Pumpe verbunden ist. Das Rohr 19 besitzt einen nach aufwärts gerichteten Ansatz 2 2, der als ein umgekehrter U-Stutzen ausgebildet ist, dessen nach abwärts führender Schenkel 23 zu einem lotrechten Rohr 24 führt, das die Saugleitung einer Pumpe 25 bildet, deren Druckleitung 26 zu dem Rohr 27 führt, welches an das Gehausen derart angeschlossen ist, daß die eintretende Lösung tangential zu dem Gehäuse Ii gerichtet wird und eine schraubenförmige Bewegung nach aufwärts annimmt, bevor sie zur Oberfläche L gelangt. Es ist ersichtlich, daß beim Anlassen der Pumpe 25 die Flüssigkeitsmasse in dem Gehäuse 11 in Umlauf versetzt wird, infolge welcher in der Masse eine mittlere Zone von vermindertem hydraulischem Druck und eine Umfangszone von gesteigertem Druck geschaffen wird.

Die Mittel zur Einführung der heißen Lösung bestehen aus dem Stutzen 30, welcher mit dem lotrecht gerichteten, verhältnismäßig schmalen Rohr 31 in Verbindung steht, welches in eine nach aufwärts und schräg zuir Radialebene nach einwärts verlauf ende Düse ausmündet. Das Rohr 31 befindet sich an einer Zwischenstelle zwischen der Umlaufachse und der Gehäusewandung 11. Der Stutzen 30 ist an eine Leitung 32 angeschlossen, die die Druckleitung einer Pumpie33 bildet, zu welcher die heiße Lösung zugeführt wird, um dieselbe unter geeigneten Druck zu setzen. Da die Lösung im Gehäuse 11 in der Umgebung der Düse 31 wesentlich kühler als die durch die Düse fließende ist, so ist zwecks· Verhinderung der unmittelbaren Abkühlung' der eintretenden heißen Lösung die Düse 31 gemäß Fig. 3 und 4 in bekannter Weise mit einem wärmeisolierenden Mantel 34 umschlossen. Das Profil dieses Mantels ist nach den Stromlinien gezeichnet, wodurch die Bildung von Wirbeiströmen in der umlaufenden Masse beim Durchgang an der Düse verhindert wird. Es ist aus Fig. 2, 5 ersichtlich, daß, wenn man durch die dargestellte waagerechte Projektion der Düse eine lotrechte, die Düsenachse einschließende Längsmittelebene zieht, diese letztere nicht senkrecht zu der zum Düsenmundstück geführten lotrechten Radialebene des Gehäuses, sondern in einem Winkel von-65° dazu verläuft. Die heiße Lösung wird auf diese Weise von der kreisschxaubenförmigen Strömung der kühleren Flüsssigkeit niehr nach der Achse zu abgelenkt und nimmt einen spiralschraubenförmig sich nach aufwärts erweiternden Umlauf an, um erst in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche mit den Wandüngen in Berührung zu-kommen. Die sich langsam ausscheidenden Kristalle werden dabei ungehindert nach abwärts niedersinken, während, bevor die heiße Flüssigkeit die Behälterwainduing erreicht, sie sich so weit aibgekühlt hat, daß sie unter den Temperatur- und Druckbedingungen in der Nähe der Behälterwandung nicht wieder ins Sieden geraten kann.

Gemäß Fig. 5 ist ein weiteres Mittel gezeigt, um die Flüssigkeitsmasse in Umlauf zu, versetzen, und dieses besteht aus zwei diametral gegenüber angeordneten Vortriebsschrauben 40, deren Wellen durch die Stopfbuchsen 41 nach auswärts geführt sind und Antriebsscheiben 42 tragen.

Mit 35 ist ein Sprühring, der mittels der Pumpe 36 mit Kondenswasser aus dem Behälter 16 gespeist wird und die an der Gehäusewandung abgelagerten Kristalle abspült, bezeichnet. -

Die Vorrichtung kann auch als eine mehrstufige ausgebildet sein, und zwar derart, daß die aus dem Abflußrohr der einen Stufe abfließende Flüssigkeit zu der Düse der nächsten Stufe geführt wird, wobei sich die unter- schiedlichen Stufen auf allmählich abnehmendem Druck befinden.

Claims

Patentansprüche:

I. Vorrichtung zum Kühlen und Verdampfen von auszukristallisierenden Lösungen, die ununterbrochen in ein Vakuumgefäß, in welchem ein Umlauf der kühleren Flüssigkeit um eine lotrechte Achse aufrechterhalten wird, in erheblichem Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche und von den Gefäßwandungen in der Richtung schräg zur waagerechten Umlauf ebene nach aufwärts zugeleitet werden, gekennzeichnet durch ein an einer Zwischenstelle zwisehen der Umlaufachse und der Gefäßwandung (1*1) lotrecht gerichtetes, verhältnismäßig schmales Zuleitungsrohr (31), das in eine nach, aufwärts und schräg zur Radialebene nach einwärts verlaufende ¹^S Düse ausmündet.
2. Vo'rrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Rohr und die Düse von-einem wärmeisolierenden Mantel umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr no (31) und die Düse einen erheblich geringeren lichten Durchmesser als das Leitungsrohr (32, 30) besitzen.
3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel ¹¹S^-(34) 'ein StromlinienpiOfil aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen