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Verfahren zum Eindampfen oder Kühlen von Flüssigkeiten, insbesondere
Salzlösungen
Beim Kühlen oder Eindampfen von Lösungen, die dabei feste Stoffe abscheiden,
z. B. Salzlösungen, insbesondere bei der Vakuumkristallisation in mehrstufigen Kristallisatoren,
wurde schon Luft in die einzelnen Stufen eingeleitet, um eine Bewegung der Flüssigkeit
und der in der Flüssigkeit voran denen festen Stoffe 7,u erreichen (Patenstschrift
68 898). Durch die Bewegung der Flüssigkeit wird eine größere Verdampfungsoberfläche
geschaffen und die Leistung der Apparatur erhöht, andererseits begünstigen die in
der Flüssigkeit in Schwebe gehaltenen festen Stoffe die Kristallbildung. so daß
ein gutes Kris,tallkorrl erhalten wird. Gleichzeitig verhindert die eingeleitete
Luft das Absetzen der festen Stoffe aus der Flüssigkeit, so daß die festen Stoffe
in Mischung mit der Flüssigkeit aus der Kühl- oder Eindampfanlage abgezogen werden
können und die Ablagerung fester Stoffe in den Kühl- oder Eindampfgefäßen im wesentlichen
verhindert wird.
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Es hat sich nun gezeigt, daß durch eine gleichmäßige Verteilung der
Luft auf den Querschnitt der Kühl- oder Eindampfgefäße noch besondere Erfolge er
zielt werden können. Beispielsweise gelingt dies dadurch, daß die Luft durch zahlreiche
Offnungen aus im unteren Teil der Kühl- oder Eindampfgefäße angeordneten Rohren
in die zu behändelnde Flüssigkeit eingeleitet wird. Zum Beispiel werden 20 bis So
oder mehr Austrittsöffnungen für die Luft in einer Kühl- oder Eindampfstufe vorgesehen,
wobei die Zahl der Offnungen sich nach der Größe der verwendeten Gefäße richtet.
Dadurch kann beispielsweise bei der Vakuumkristallisation ein weiteres Wachstum
der Kristalle erzielt werden,
außerdem wird der Kühleffekt noch
intensiver, da die Luft infolge ihrer feinen Aufteilung verhältnismäßig viel Flüssigkeit
an die Flüss igkeitsoberfläche fördert, so daß die Leistung der Anlage noch wesentlich
erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein gleichmäßigesWallen
des Flüssigkeitsspiegels eintritt und das Verspritzen von Flüssigkeit im Innern
der Gefäße unterdrückt wird, so daß Ansätze fester Stoffe an den Wandungen der Gefäße
weitgehend verhindert werden.
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Nun können an den Rohren, durch die Luft in die Flüssigkeit verteilt
wird, Ansätze von festen Stoffen, z. B. Salzansätze, entstehen. Diese Ansätze können
nach und nach zu dicken Schichten anwachsen und sogar die Öffnungen, durch die die
Luft austritt, allmählich zusetzen. Es. wurde nun weiter gefunden, daß sich diese
Salzansätze dadurch vermeiden lassen, daß die in die einzelnen Stufen der Kühl-
oder Eindampfanlage eingeführte Luft vor ihrem Eintritt in die Flüssigkeit erhitzt
wird.
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Diese Vorwärmung der Luft auf z. B. So bis 1200 kann mit bekannten
Mitteln außerhalb der Rühl-oder Eindampfapparatur erfolgen.
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Da indessen das Verfahren gemäß der Erfindung mit verhältnismäßig
kleinenLuftmengen auskommt, die in der Gröllenordnung von etwa I bis 5 kg je Stunde
und; Stufe liegen, kann, insbesondere wenn vorgewärmte Luft nicht billig zur Verfügung
steht, die Vorwärmung auch in dler Apparatur selbst erfolgen, zweckmäßig derart,
daß für jede Stufe oder für mehrere bzw. alle Stufen ein einziges Erwärmungsaggregat
vorgesehen ist; z.B. erfolgt die Vorwärmung in der Zuführungsleitung mittels eines
elektrischen Heizdrahtes. Für eine Kühl- oder Eindampfanlage von vier oder fünf
Stufen ist dann beispielsweise nur ein Hei2draht erforderlich, und es reicht ein
Aufwand von 0,5 bis I kWh aus, um die Luft auf z. B. etwa I00° zu erwärmen.
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Bei dem Eintritt der Luft in die Flüssigkeft findet eine Expansion
der Luft unter Wärmeverbrauch statt. Die Erhitzung der Luft wird nun zweckmãßig
so bemessen, daß ihre Temperatur beim Eintritt nicht unter die Temperatur der Flüssigkeit
sinkt und zweckmãßig darüber liegt. Es tritt dann in der unmittelbaren Umgebung
der Luftverteilungsõffnungen eine geringe Erwärmung der zu verdampfenden oder abzukühlenden
Flüssigkeit ein, so daß infolge des mit der Wärme zunehmenden Lösevermögens der
Flüssi.eeIt eine Abscheidung fester Stoffe verhindert wird bzw. daß schon abgelagerte
feste Stoffe, z. B. Salzkristalle, aufgelöst werden. Die zum Vorwärmen der Luft
aufgewendete Energie ist dabei nicht verloren, da aus der Luft diese Energie an
die Flüssigkeit übergeht und eine zusätzliche Verdampfung bewirkt. Statt Luft können
auch andere permanente Gase oder auch Dämpfe, z. B Rauchgase in gereinigtem oder
nichtgereinigtem Zustand' verwendet werden. Man kann auch Gase verwenden, die Bestandteile
der zu behandelnden Flüssigkeit, z. B. Salze, enthalten und die diese Bestandteile
beim Durchgang durch die Flüssigkeit abgeben.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung, in der
eine für das Verfahren geeignete Apparatur beispielsweise und schematisch dargestellt
ist.
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I ist ein Kühlapparat, der durch die Trennwände 2 und 3 in drei Stufen
unterteilt ist. Die abzukühlende Salzlösung wird bei 4 eingeleitet und gelangt durch
die Überziehrohre 5 und 6 zu dem Ablauf 7. In' der ersten Stufe findet beispielsweise
eine Abkühlung von 30 auf 209 statt, in der zweiten eine weitere Kühlung auf I50
und schließlich in der dritten Stufe die Endkühlung auf 100. Zum Bewegen der Flüssigkeit
und der sich bei der Abkühlung ausscheidenden Salzkristalle wird beispielsweise
über ein Rohrstück 8 Luft atmosphärischer Spannung angesaugt. Durch einen Heizdraht
9 findet die Erwärmung dieser Raumluft auf beispielsweise IOO° statt. Diese Luft
wird nun über ldie Rohrleìtung IO, II, 12 und I3 durch die Ventile 14, I5 und I6
einreguliert und strömt danach weiter in die einzelnen Stufen, wo sie sich am Boden
über die Verteilerrohre 17? IS und I9 aufteilt. Diese Verteilerrohre sind gelocht,
so daß die Luft in feinen Strahlen austritt und somit ein gleichmäßiges Bewegen
der Flüssigkeit und der Kristalle durchführt. Die bei der Abkühlung entstehenden
Dämpfe werden durch die Rohrleitung so und unter Zwischenschaltung von Dampfstrahlapparaten
2I und 22 in den Kondensator 23 geleitet und darin durch Kühlwasser, das bei 24
eintritt, niedergeschlagen. Die Entlüftung des Kondensators 23 erfolgt durch die
Rohrleitung 25 über ein Dampfstrahlentlüftungsaggregat oder eine Luftpumpe.
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PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Eindampfen oder Kühlen von Flüssigkeiten
die dabei feste Stoffe ausscheiden, z.B. Salzlösungen, insbesondere in zweckmäßig
mehrstufigenVakuumanlagen unter Hindurchführen von Luft oder anderen Gasen durch
die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch Verteilerrohre gleichmäßig
auf die Verdampferfläche aufgeteilt und in erwärmtem Zustand eingeführt wird.