DE967461C

DE967461C - Device for the evaporation and subsequent condensation of liquids, especially mixtures, in thin layers

Info

Publication number: DE967461C
Application number: DEB19872A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hugo Aldinger; Dr-Ing Friedrich Lorenz; Hans Spohn
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1952-04-05
Filing date: 1952-04-05
Publication date: 1957-12-19

Description

Vorrichtung zum Verdampfen und nachfolgenden Kondensieren von Flüssigkeiten, insbesondere Gemischen, in dünner Schicht Es sind Einrichtungen bekannt, bei denen Flüssigkeiten, insbesondere Gemische, zwecks Verdampfung in dünner Schicht behandelt werden. Die dünne Schicht wird dabei durch einen im Innern eines Mantels umlaufenden Rührer auf den beheizten Mantel aufgeschleudert und durch die Fliehkraft aufrechterhalten.Device for the evaporation and subsequent condensation of liquids, especially mixtures, in a thin layer There are known facilities in which Liquids, especially mixtures, treated in a thin layer for the purpose of evaporation will. The thin layer is thereby encircled by one inside a jacket The stirrer is thrown onto the heated jacket and maintained by centrifugal force.

Der Nachteil solcher Vorrichtungen liegt darin, daß mit den abziehenden Dämpfen Flüssigkeitströpfchen mitgerissen werden, die durch eine zusätzlicheAnordnung ausgeschieden werden müssen. The disadvantage of such devices is that with the peeling Vapor droplets of liquid are entrained by an additional arrangement must be eliminated.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu suchen, daß die Kühlflächen für die Kondensation wegen der Einbauten außerhalb desVerdampfers angeordnet werden müssen.Another disadvantage is to be found in the fact that the cooling surfaces for the condensation must be arranged outside the evaporator because of the internals have to.

Andererseits sind Dünnschichtverdampfer bekannt, bei denen durch bekannte Einrichtungen eine dünne Schicht auf eine geheizte Fläche aufgetragen wird und bei denen die Kondensation auf einer der geheizten Fläche unmittelbar gegenüberliegenden Kühlfläche bewirkt wird. Da bei solchen Anordnungen die Rührer entfallen, kann die Kondensationsfläche konaxial angeordnet werden. Der Nachteil solcher Einrichtungen liegt darin, daß durch Düsen, Uberlaufrinnen oder andere am oberen Ende des Außenmantels feststehende An- ordnungen der Film nicht gleichmäßig aufgetragen werden kann und sich immer Rinnsale bilden, die von oben nach unten durch die wegen der Verdampfung abnehmende Flüssigkeitsmenge immer schmäler werden. On the other hand, thin film evaporators are known in which by known devices a thin layer is applied to a heated surface and where the condensation occurs on one of the heated surfaces immediately opposite Cooling surface is effected. Since the stirrer is omitted in such arrangements, the Condensation surface are arranged conaxially. The disadvantage of such facilities lies in the fact that through nozzles, overflow channels or others at the upper end of the outer jacket fixed arrival the film is not evenly applied and rivulets always form, which run from top to bottom through the paths decreasing amount of liquid with evaporation.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Vorrichtung vermeidet die Nachteile der oben beschriebenen Bauweisen. Die neue Vorrichtung besteht aus einem geheizten, innerhalb des Verdampfers senkrecht angeordneten Zylinder, über den außen ein Film der zu verdampfenden Flüssigkeit herabfließt, und einer um den Zylinder drehbaren Streichvorrichtung, die die Dicke des Films bestimmt. The device on which the present invention is based avoids the disadvantages of the construction methods described above. The new device consists of a heated cylinder arranged vertically inside the evaporator the outside a film of the liquid to be evaporated flows down, and one around the Cylinder rotatable coater that determines the thickness of the film.

An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

In Abb. I bedeutet I den beheizten Zylinder. Das zu verdampfende Flüssigkeitsgemisch fließt durch Leitung 2 der Aufgabeschale 3 zu; durch die Löcher 4 gelangt die Flüssigkeit in die mit einem Zackenwehr versehene Schale 5 und läuft über das Wehr auf den Verdampferzylinder 1. Zur Erzeugung eines gleichmäßig dicken Films dreht sich außen um den Zylinder die Streichvorrichtung 6, die aus mehreren konaxial zum Zylinder liegenden Streichmessern besteht. Die Streichmesser sind in Drehrichtung im spitzen Winkel zur Tangente der Mantelfläche des Zylinders angeordnet, so daß sie beim Umlaufen die zu verdampfende Flüssigkeit auf der Zylinderoberfläche aufstreichen und ein radiales Abströmen der sich vor den Streichmessern aufstauenden Flüssigkeit, wie es bei radialen Messern möglich ist, vermieden wird. Zur Einstellung der gewünschten Filmdicke sind die einzelnen Streichmesser einstellbar, so daß ein Spalt bestimmter Größe zwischen Streichmesser und Zylinder I entsteht, der der gewünschten Filmdicke entspricht. In Fig. I, I means the heated cylinder. The one to be evaporated The liquid mixture flows through line 2 to the feed tray 3; through the holes 4 the liquid reaches the bowl 5, which is provided with a serrated weir, and runs over the weir to the evaporator cylinder 1. To produce an evenly thick one Film rotates around the outside of the cylinder the coating device 6, which consists of several consists of doctor blades lying conaxially to the cylinder. The doctor knives are in Direction of rotation arranged at an acute angle to the tangent of the lateral surface of the cylinder, so that when they circulate the liquid to be evaporated on the cylinder surface spread and a radial outflow of the accumulating in front of the doctor knives Liquid, as is possible with radial knives, is avoided. To recruitment The individual doctor blades can be adjusted to the desired film thickness, so that a A gap of a certain size between the doctor knife and the cylinder I is the one that is desired Film thickness corresponds.

Die am Zylinder I entstehenden Dämpfe strömen radial nach außen und kondensieren an der schlangenförmigen oder auch senkrecht stehenden Rohranlage 9. Um ein Mitreißen von Flüssigkeitströpfchen zu vermeiden, kann zwischen dem Zylinder I bzw. der Streichvorrichtung 6 und der Rohranlage g ein Auffangsieb Io eingebaut werden. Um zu vermeiden; daß nicht kondensierter Dampf zur Rohranlage g gelangt, wird diese mit einem feinmaschigen Sieb In umgeben. Stutzen 12 ist der Vakuumanschluß. Durch Stutzen 13 werden die nicht verdampften Anteile des Gemisches, durch Stutzen 14 die verdampften und an den Kühlrohren kondensierten Anteile abgezogen. The vapors generated at cylinder I flow radially outwards and condense on the serpentine or vertical pipe system 9. In order to avoid entrainment of liquid droplets, between the cylinder I or the coating device 6 and the pipe system g installed a collecting sieve Io will. In order to avoid; that uncondensed steam reaches the pipe system g, this is surrounded by a fine-meshed sieve In. Connection 12 is the vacuum connection. The non-evaporated fractions of the mixture are fed through nozzle 13, through nozzle 14 the evaporated and condensed fractions on the cooling tubes withdrawn.

Um zu gewährleisten, daß die Streichmesser immer mit genau gleichem Abstand von dem Heizzylinder laufen, hat sich ein Lager 15 am unteren Ende der Vorrichtung als zweckmäßig erwiesen. To ensure that the scraper always with exactly the same Run away from the heating cylinder, a bearing 15 has at the lower end of the device Proven to be useful.

Bei schwachem Vakuum ist eine Anordnung gemäß Abb. II brauchbar, bei der die Dämpfe durch den Stutzen 7 einem Kondensator zuströmen und die nicht verdampften Anteile des Gemisches durch den Stutzen 8 nach unten abgezogen werden. Die Streichmesser können so ausgebildet sein, daß, wie in Abb. III gezeichnet, der Abstand zum Verdampferzylinder und damit die Filmdicke von oben nach unten abnimmt oder auch umgekehrt. In the case of a weak vacuum, an arrangement according to Fig. II can be used, in which the vapors flow through the nozzle 7 to a condenser and which do not evaporated portions of the mixture can be withdrawn through the nozzle 8 downwards. The doctor blades can be designed so that, as shown in Fig. III, the Distance to the evaporator cylinder and thus the film thickness decreases from top to bottom or vice versa.

In Abb. IV ist eine andere Ausführungsform der Streichmesser dargestellt. Das Streichmesser besteht dabei aus einer ein- oder mehrgängigen Bandspirale I6, die nach oben geneigt ist. Wird der Spalt entsprechend der Filmdicke klein gewählt, so wird die zu verdampfende Flüssigkeit zwischen dem beheizten Zylinder I und der nach oben geneigten Spirale i6 gestaut, die Flüssigkeit am Herabfließen entlang des Zylinders I gehemmt und der Film über die ganze Länge des Zylinders in gleichmäßiger Dicke aufgetragen. An Stelle der Bandspirale kann auch, wie in Abb. V dargestellt ist, eine Spirale aus einem Winkelprofil verwendet werden. Die Streichmesser können auch in Form einzelner federnder Zungen ausgeführt werden, wobei die Einstellung der Federkraft die Filmdicke beeinflußt. Auch kann das Ende der einzelnen Zungen auf der der Verdampferfläche zugewendeten Seite mit einer schrägen Kante versehen sein, die eine gewisse Aufwärtsförderung der zu verdampfenden Flüssigkeit bewirkt. In Fig. IV another embodiment of the doctor blade is shown. The doctor knife consists of a single or multi-thread spiral I6, which is inclined upwards. If the gap is chosen to be small according to the film thickness, so the liquid to be evaporated between the heated cylinder I and the upwardly inclined spiral i6 jammed, the liquid flowing down along it of the cylinder I inhibited and the film over the entire length of the cylinder in a more uniform Thickness applied. Instead of the spiral tape, as shown in Fig. V. a spiral from an angle profile can be used. The doctor knives can can also be carried out in the form of individual resilient tongues, with the setting the spring force affects the film thickness. The end of the individual tongues can also be used Provided with an inclined edge on the side facing the evaporator surface be, which causes a certain upward conveyance of the liquid to be evaporated.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Apparatus for evaporation and subsequent Condensation of liquids, especially mixtures, in a thin layer in one cylindrical Vefdampfer, characterized by a vertical inside the evaporator arranged heated cylinder (I), the convex outer surface of which is to be evaporated Liquid flows down, the liquid flowing through a rotating cylinder around the cylinder known per se coating device (6) in a predetermined thin layer on the convex Surface is painted on, and by one between the concave evaporator jacket surface and the heated cylinder (I) or the coating device (6) arranged device (g) for the condensation of liquid vapors, especially a pipe system.

2. Device for evaporating liquids in a thin layer according to claim I, characterized in that the individual knives are designed in this way are that the distance to the heated cylinder can be varied from top to bottom is.

3. Device for evaporating liquids in a thin layer according to claims I and 2, characterized in that the coating device (6) consists of a single or multi-start spiral tape (I6), the tape being either is inclined upwards or consists of an angle profile.

References considered: U.S. Patents No. I 440 548, 2 306 265, 2 546 38I, 2 403 978.