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Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Flüssigkeiten
Es ist bekannt,
feuchte, und zwar vorzugsweise organische Flüssigkeiten mit flüssigen Trockenmitteln
dadurch zu trocknen, daß die beiden Flüssigkeiten sich kontinuierlich im Gegenstrom
durchdringen (s. Chemiker-Zeitung I942, S. 340 und ff., besonders Fig. I). Hierfür
ist Bedingung, daß die beiden Flüssigkeiten nicht ineinander löslich sind.
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Im Reaktionsraum geht die Feuc'htigkelit vom Trockengut auf das Trockenmittel
über. Der spezifisch schwerere Stoff sammelt sich unten, der leichtere oben, so
daß getrocknetes Trockengut und feuchtigkeitsbeladenes Trockenmittel voneinander
getrennt kontinuierlich entnommen werden können.
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Bei diesem bekannten Verfahren bestehen noch folgende Schwierigkeiten:
I. die beiden in Reaktion tretenden Stoffe genügend fein zu verteilen und 2. das
Trockenmittel so genau zu dosieren, daß es weder im Überschuß in den Reaktionsraum
gelangt, was einen zu hohen Verbrauch desselben zur Folge haben würde, noch in zu
geringer Menge aufgegeben wird, was eine schlechte Trocknung zur Folge haben würde.
Um diese beiden Möglichkeiten auszuschalten, ist eine ständige Kontrolle der aus
dem Reaktionsraum austretenden Stoffe erforderlich.
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Diese Schwierigkeiten lassen sich wenigstens in den Fällen beseitigen,
in denen grundsätzlich feste, unter Feuchtigkeitsaufnahme zerfließende Trocken mittel
angewendet werden können. Die Erfindung
besteht dementsprechend
darin, daß ein festes, einen Teil des Reaktionsraumes ausfüllendes Trockenmittel
von dem durch die Lösung des Trockenmittels vorgetrockneten Trockengut durchströmt,
von der Restfeuchtigkeit desselben langsam aufgelöst und die gebildete Lösung dem
Trockengut über eine einen wesentlichen Bruchteil der die Trocknerhöhe bildenden
Strecke bis zur Beendigung der Reaktion entgegengeführt wird. Die festen Trockenmitwl,
z. B. Ätznatron, werden hierfür in dem Trockner derart untergebracht, daß sie von
der vorgetrockneten Flüssigkeit durchströmt werden und ihr die Restfeuchtigkeit
entziehen, während die dabei gebildete Trockenmittellösung dem Trockengut entgegengeführt
wird, d. h. entsprechend ihrem spezifischen Gewicht entweder im entgegenströmenden
Trockengut absinkt oder aufsteigt und zur Vortrocknung desselben dient. Ein Verbacken
der festen Trockenmittel, wie es sonst bei der Anwendung solcher Trockenmittel stattfindet,
erfolgt hierbei nicht. Zweckmäßig wird der Trockner in bekannter Weise mit Füllkörpern,
z. B. Raschigringen, gefüllt.
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Je nachdem, ob die bei der Wasseraufnahme aus dem festen Trockenmittel
entstehende Trockenmittellösung schwerer oder leichter als das Trockengut ist, also
in dem Trockenmittel absinkt oder aufsteigt, sind die Füllkörper erflndungsgemäß
mit dem Trockenmittel zu über- oder zu unterschichten und das Trockengut von unten
nach oben oder von oben nach unten zu führen. Die festen Trockenmittel werden von
den letzten Spuren der Feuchtigkeit des Trockengutes, das bereits über den Füllkörpern
weitgehend vorgetrocknet ist, langsam aufgelöst. Um eine gute gegenseitige Durchdringung
beider Stoffe bei feinster und gleichmäßiger Verteilung derselben sicherzustellen,
ist es zweckmäßig, als Füllkörper solche mit mehr als 500 m2 Oberfläche je ms Schüttvolumen
bei einer Schütthöhe von mindestens oder mehr als 0,5 m zu verwenden.
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Bei der Durchführung des Verfahrens ist ferner darauf zu achten,
daß das Trockengut den Trockner nur mit geringer Strömungsgeschwindigkeit durchströmt.
Dies ist nicht nur deswegen notwendig, um den natürlichen Auftrieb des spezifisch
leichteren Stoffes im anderen zur Auswirkung gelangen zu lassen, sondern auch, um
die für den Stoffaustausch erforderliche Verweilzeit beider Stoffe im Trockner zu
gewährleiSsten. Wie Versuche gezeigt haben, ist es hierfür erforderlich, daß die
Berührungsstrecke mindestens 0,5 m oder die Verweildauer der beiden Stoffe im Trockner
mindestens 5 Sekunden beträgt.
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Bei allen erfindungsgemäßen Anordnungen, strömt das gelösteTrockenmittel
entsprechend seinem spezifischen Gewicht dem feuchten Trockengut entgegen, auf oder
ab und nimmt hierbeil die Feuchtigkeit des Trockengutes auf. Hierdurch kommt ein
vollkommen kontinuierlicher Vorgang zustande mit einem stetigen, d. h. stufenlosen
Konzentrationsgefälle beider Stoffe auf dem Weg ihrer gegenseitigen Durch dringung
einschließlich des Überganges vom gelösten zum ungelösten Trockenmittel, wobei auch
die Änderung der Gleichgewichtsstörung zwischen den beiden Stoffen, welche für den
Stoffaustausch erforderlich- ist, gleichmäßig verläuft. Zufolge dieses stetigen
Konzentrationsgefälles ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem
einzigen Arbeitsgang eine optimale Trockenwirkung bei geringstem Trockenmittelverhrauch
und bei geringstem Raum-, Zeit- und Apparateaufwand.
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Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei folgendes:
1. Dadurch, daß die festen Trockenmittel ungelöst in Verbindung mit dem Gegenstromverfahren
zur Anwendung kommen, ist sowohl ihre Ausnutzung wie ihre Trockenwirkung eine viel
vollkommenere als bei den bekannten Verfahren, denn das feste ungelöste Trockenmittel
ist in der Lage, dem schon weitgehend vorgetrockneten Trockengut auch die letzten
Feuchtigkeitsspuren zu entziehen, wobei also die Trockenwirkung des festen Trockenmittels
bis zum äußersten ausgenutzt wird.
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2. Da stets genau soviel von dem festen Trockenmittel gelöst wird,
als der Restfeuchtigkeit des Trockengutes entspricht, so ist eine Dosierung des
Trockenmittels überflüssig. Desgleichen ist eine zusätzliche Kontrolle überflüssig,
denn es kann weder ein unnötiger Verschleiß des Trockenmittels eintreten, noch kann,
bei an sich richtiger Dimensionierung des Trockners und regelmäßiger Nachfüllung
des festen Trockenmittels, ein Nachlassen der Trockenwirkung eintreten.
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3. Während bei Anwendung von flüssigen Trockenmitteln die Einspritzung
und besonders die sehr feine Verteilung derselben im Trockengut auf erhebliche Schwierigkeiten
stößt und die Gefahr besteht, daß die gegenseitige Durchdringung beider Flüssigkeiten
nicht vollkommen it, bewirkt die langsame Auflösung der festen Trockenmittel bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß stets eine gleichmäßig gute Verteilung der
Trockenmittellösung erfolgt. Wenn innerhalb eines Trockners an einer Stelle etwa
noch feuchtes Trockengut durchbrechen will, so wird hier sofort mehr Trockenmittel
gelöst und die Gefahr ohne weiteres Zutun selbsttätig beseitigt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der
Abbildungen erläutert: In den Abb. I und 2 stellt I einen Trockner dar, in dem ein
festes Trockenmittel 2, z. B. Ätzkali, in etwa I m Schichthöhe in aus perforierten
Blechen gebildeten Käfigen 3 untergebracht ist, und zwar im Falle der Abb. I oberhalb
der Füllkörperschicht 4 und im Falle der Abb. 2 unterhalb der Füllkörperschicht
4, je nachdem, ob die entstehende Trockenmittellösung spezifisch schwerer oder leichter
als das Trockengut, z. B. wasserhaltiges Benzin, ist. Das Trockengut tritt bei 5
ein und bei 6 aus, während die verbrauchte Trockenmittellösung, z. B. Kalilauge,
vom spezifischen Gewicht I,3 sich bei 7 ansammelt und bei 8 entnommen wird. Das
feste Trockenmittel 2 kann in den Käfigen 3 während des Betriebes nach Bedarf über
nicht gezeichnete Schleusen ergänzt werden.
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Innerhalb des Gebietes der Füllkörper 4 erfolgt die gegenseitige Durchdringung
von Trockengut und aufgelöstem Trockenmittel, wobei der spezifisch schwerere Stoff,
z. B. Kalilauge, absinkt und der spezifisch leichtere Stoff, z. B. Benzin, aufsteigt,
so
daß eine vollkommene Trennung beider Stoffe eintritt, die an
den oberen und unteren Enden des Trockners bei 6 (entwässertes Benzin) unvermischt
mit Wasser und bei 8 verdünnte Kalilauge unvermischt mit 13benzin entnommen werden
können.
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PASTE L I h Pfl c cii E: 1. Verfahren zum Trocknen von vorzugsweise
organischen Flüssigkeiten im Gegenstrom mit Trockenmitteln, welche in dem Trockengut
nicht löslich sind und ein anderes spezifisches Gewicht als dieses besitzen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein festes, nur einen Teil des Reaktionsraumes ausfüllendes
Trockenmittel innerhalb des Trockners von dem durch die Lösung des Trockenmittels
vorgetrockneten Trockengut durchströmt, von der Restfeuchtigkeit desselben langsam
aufgelöst und die gebildete Lösung dem Trockengut in dem restlichen Teil des Reaktionsraumes
entgegengeführt wird.