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Destillationsblase zur kontinuierlichen Destillation hochsiedender
Flüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Destillationsblase zur kontinuierlichen
Destillation hochsiedender Flüssigkeiten in zwei Stufen.
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Bei den diskontinuierlich arbeitenden Blasen als liegende oder stehende
zylindrische Behälter, die ohne eine oder mit einer besonderen Umwälzvorrichtung
des Destillationsgutes ausgerüstet sind, besteht ein wesentlicher Nachteil darin,
daß die umgewälzte Menge ein Vielfaches der verdampften Menge ist und daß der Blaseninhalt
im Beharrungszustand etwa die Zusammensetzung der Rückstände aufweist. Die bekannten
kontinuierlich betriebenen Wannendestillationen arbeiten in der Weise, daß das Gut
eine dünne Schicht über den Heizflächen bildet und in zweckmäßiger Weise darübergeleitet
wird. Hierbei dient ein wesentlicher Teil der Heizfläche und damit des Weges dazu,
das Gut auf die Verdampflungstemperatur zu bringen. So kommt es vor, daß die Flüssigkeit
beim Verlassen der Wanne nicht mit Sicherheit alles Verdampfbare entsprechend der
Temperatur und dem Druck abgegeben hat.
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Man hat bereits versucht, diese Nachteile durch ein stufenweises
Verfahren auszuschalten. Man ließ die Blase dadurch kontinuierlich arbeiten, daß
man ständig einen Teil der umgewälzten Flüssigkeit aufgefangen hat und einer zweiten
Verdampfungsstufe zur Endeindampfung zuführt. Bei einer solchen Arbeitsweilse ergibt
sich insofern ein Üb eis tand, als nur in der zweiten Stufe mit ihrer im Verhältnis
zur ersten Stufe kleinen Heizfläche Zwanglauf herrscht und der aus der ersten Stufe
abgezweigte
Teil nicht am weitesten ausdestilliert ist. Auch wenn
das Gut bei jener Anordnung an der tiefsten Stelle der- Blase abgezogen werden würde,
würde sich ein weiterer Nachteil dadurch ergeben, daß dann neben der Fördervorrichtung
für die Zirkulation eine zweite für die Übergabe an die zweite Verdampferstufe nötig
wird. Selbst bei Verwendung - von Druckgasflüssigkeitshebern ist ein zusätzlicher
Energieaufwand für die beiden Zirkulationsvorrichtungen erforderlich.
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Es ist ferner versucht worden, in Verbindung mit einer Blase Schleierbildung
und Zerstäubung einer möglichst weitgehenden Ausdampfung des Destillfationsgiates
wirksam zu machen. Der Erfolg blieb versagt, weil die Verdampfungswärme aus dem
Wärmeinhalt der sehr dünnen Eiüssigloeitsschicht genommen werden muß, sofern man
diese nicht über Heizflächen rieseln läßt, was aber leicht zur Verkrustung führen
kann.
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Es ist weiterhin bekannt, bei einer Destillationsvorrichtung beide
Stufen etwa auf einer Höhe anzuordnen, wobei die zweite Stufe noch um ein geringeres
höher ist als die erste Stufe. Die Überleitung der Flüssigkeit geschieht fast von
der Oberfläche. In der ersten Stufe befindet sich eine die Flüssigkeit in Senkrechtzirkulation
bringende Mammutpumpe. Eine voll kontinuierliche, vollständige Destillation läßt
sich hierbei nicht erzielen, weil die Flüssigkeitsspiegel immer gleich hoch sind
und die zweite Stufe zwangläufig von der ersten abhängig ist.
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Die Erfindung hat eine Destillationsblase zur Verdampfung der Flüssigkeit
in zwei Stufen zum Gegenstand, bei der die zweite Verdampfungszone unterhalb der
oberen Verdampfungszone vorgesehen ist. Ein in seiner Höhe verstellbares Überlaufrohr
und außerdem eine mit einem regelbaren Ab stellorgan versehene Leitung führen die
in dicker Schicht vorkonzentrierte Flüssigkeit vom Boden des oberen Vefdampfungsraumes
in den unteren Verdampfungsraum. Der -letztere weist Leitbleche zur spiralförmigen
Führung der Flüssigkeit in dünner Schicht auf. Mit Hilfe dieser Einrichtung läßt
sich eine voll kontinuierliche, sehr gute und restlose Destillation durchführen.
Es ergeben sich hierbei die Vorteile einer diskontinuierlichen Destillierblase und
der kontinuierlichen Wannendestillation mit dünner Schicht und langem Weg bei Ausschaltung
der bisherigen Nachteile. Die Arbeitsweise wird vereinfacht und erleichtert. Das
gesamte Destillationsgut nimmt in der ersten Stufe eine einheitliche Verdampfungstemperatur
an. Es ist schon ein Teil verdampft, wenn es in die zweite Stufe eintritt. Die Wirkung
einer diskontinuierlichen Blase wird gemäß der Erfindung erzielt, obowohl ein kontinuierlicher
Durchgang herrscht, und zwar in einer Weise, bei der der Übergang von einer Stufe
zur anderen auf natürliche und einfadhe Art ohne Zuhilfenahme weiterer Vorrichtungen
mit Kraftbedarf geschieht. In der oberen Stufe läßt sich die Flüssigkeit beliebig
weit ausdestillieren. Danach kann man eine regelbare Menge zur vollständ'igen Ausdestiilation
in die untereunab!hän,g.ilgeStufe mit ihren geringen Stromquerschnitten und geringen
Schichthöhen überführen. Man erhält bei einfachem Durchlauf des Gutes durch beide
Stufen eine äußerst geringe Menge an Rückstand bei klarer Farbe des Destillats.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die beiden Stufen völlig
unabhängig voneinander betriebsfähig sind. Man kann z. B. die obere Stufe mit höherem
Stand diskontinuierlich fahren und aus dem äußeren Ringraum der unteren Stufe durch
einen entsprechenden Auslaß für sich direkt entleeren. Man kann aber auch die untere
konbinuierliche Stufe allein betreiben, indem man ein Ventil ganz öffnet und nur
die untere Stufe beheizt. Diese Möglichkeiten sind wichtig, wenn die Art des Destillationsgutes
häufig wechselt und kleine Partien zu destillieren sind, was in der Fettsäureindustrie
oft auftritt.
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Im oberen Verdampfungsraum können Leitbleche und Prallbleche angeordnet
werden. Zum Regeln des. Flüssigkeitsstandes in der zweiten Stufe werden vorteilhaft
eine oder mehrere wehrartige Stauvorrichtungen benutzt. Diese Stauvorrichtungen
halten den Flüssigkeitsspiegel in den einzelnen Teilen der unteren Stufe auf dem
spiralförmigen Weg und steuern dessen Höhenlage. -Die Erfindung wird an Hand! der
schematischen Darstellung einer beispielsweisen Ausführung nachstehend erläutert.
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Fig. I zeigt einen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 veranschaulicht eine Einzelheit.
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Gemäß der Erfindung ist vorteilhaft in einem Behälter I die Vorstufe,
d. h. die Blase 2 oberhalb der Hauptstufe, der Wanne 3 angeordnet. Das zu destillierende
Gemisch wird durch den Stutzen 4 in den Flüssigkeitsraum 2 der Verdampfungseinrichtung
geführt. Die darin befindliche Rohrheizfläche 5 kann mit Leitblechen6 umgeben werden,
wodurch ein kräftiger Umlauf der Flüssigkeit und eine gute Wärmeübertragung mit
geringem Temperaturgefälle zwischen Heizrohren und Flüssigkeit erzielt wird. Diese
kann durch direkten Destillierdampf aus der Leitung 7 eingeleitet und unterstützt
werden. Die Anordnung wird vorteilhaft so getroffen, daß der Flüssigkeitsstand nur
etwa 200 bis 300 mm beträgt. Der Fiüssigkeitsinhalt wird somit gering gehalten,
und das Nichtverdampfbare ist der Destillationstemperatur dadurch nur sehr kurze
Zeit ausgesetzt. Außerdem begünstigt der niedrige Flüssigkeitsstand die Ausdampfung
an sich.
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Das Destillationsgut wird durch einen Überlauf mit besonderem Entnahmerohr
8 aus dem Flüssigkeitsraum 2 entnommen, vorzugsweise an der tiefsten Stelle, wo
sich derjenige Teil der Flüssigkeit aufhalten wird, der der Ausdampfung am meisten
unterworfen war. Der Überlauf 8 wird vorteilhaft so ausgebildet, daß er an der höchsten
Stelle frei und sichtbar ist, wobei sich dieserÜberlauf in einem Gehäuse g befinden
kann. Durch das Schauloch 10 ist er sichtbar gemacht, und durch die-verschiebbare
Hülse II kann man die Flüssigkeitshöhe im Raum 2 regulieren. Es kann somit leicht
dafür ge-
sorgt werden, daß die Heizfläche stets bedeckt bleibt
und Überhitzungen unmöglich werden. Unabhängig von diesem Überlauf ist ein weiterer
Ablaß 12 vorgesehen, der durch einen Regulierhahn 13 versubllossen werden kann.
Er ermöglicht eine kürzere Aufenthaltsdauer der Flüssigkeit in der Vorstufe und
ein Leerlaufenlassen beim Beenden der Destillation.
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Die Hauptstufe 3 im unteren Teil der Verdampfungseinrichtung arbeitet
nach dem Prinzip der Wannendestillation mit dünner Flüssigkeitsschicht und langem
Weg. Der Flüssigkeitsraum wird durch zwei oder mehr konzentrische, mit dem Boden
verbundene Bleche 14 in Abteilungen unterteilt, die je ein radiales Trennblech erhalten.
Hierdurch fließt das Destillationsgut in dünner Schicht auf langem Weg über die
Heizfläche, und alles Verdampfbare kann von dem Unverdampfbaren restlos verdampfen.
Das letztere fließt kontinuierlich als Rückstand durch die Leitung 15 ab. Die Aufenthaltsdauer
in dieser Stufe kann durch feste oder verstellbare wehrartige Stauvorrichtungen
I6 am Übergang in die folgende Abteilung beeinflußt werden. Als Heizfläche wird
zweckmäßig eine Mantelheizung 17 am unteren Boden vorgesehen.
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Ferner kann noch direkter Destillierdampf durch die Rohrschlange IS
zugegeben werden.
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In dem oberen Teil des Apparates befinden sich Abscheidebleche 19
für hochspritzendes Gut, ferner ein Prallblech 20, das mitgerissene Tröpfchen gegen
die Wandungen des Apparates stoßen läßt, die dann ebenfalls in die erste Stufe zurückfließen.
Durch den Stutzen 21 entweicht der verdampfte Teil des Destiilationsgutes zum Kondensator.
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Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung lassen sich
weitere Anordnungen verbinden. So kann man eine Vorwärmeheizfläche hinzunehmen,
die einen wesentlichen Teil der Blasenheizfläche aufnehmen kann, so daß das Destillationsgut
in dem Vorwärmer schon annähernd die Verdampfungstemperatur erreicht. Ein solcher
Vorwärmer kann bei der dargestellten Ausführung leicht zentral eingebaut werden,
wobei dem größer werdenden Durchgangsquerschnitt infolge der im oberen Teil eintretenden
Vorverdampfung durch größere Abstände der Heizrohre Rechnung getragen werden kann.
Da die Heizfläche in der eigentlichen Blase bei Vorhandensein des Vorwärmers geringer
ist, kann der Flüssigkeitsinhalt und somit auch die Aufenthaltsdauer in der Blase
verringert werden.