Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten. Durch das Hauptpatent ist ein Verfahren zum ununterbrochenen Eindampfen von Flis- sigkeiten, zum Beispiel schlammabsetzenden Flüssigkeiten, wie Rohphosphorsäure, bei dem eine rotierende Trommel mit direkter Innenheizung verwendet wird, deren innerer Durchmesser an der Eintrittsseite der Heiz- mittel am grössten ist,
und eine zur Durch- führung des Verfahrens -dienende Vorrich- tung geschützt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I des Hauptpatentes und der zur Durchführung desselben dienenden Vor richtung gemäss Patentanspruch II ,des Hauptpatentes. Sie hat den Zweck, die Ab messungen der Trommel wesentlich zu ver ringern.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, @dass eine Trommel verwendet wird, deren Innenraum mit nicht in den Verbren nungsraum reichenden flächenvergrössernden Einbauten versehen ist. Hierdurch wird die von der Flüssigkeit benetzte und von den Heizflammen oder Heizgasen bespülte Fläche ganz erheblich vergrössert,
so dass die Ein- dampfung bei sonst ,gleichen Verhältnissen wesentlich rascher vor sich geht, weil die einzudampfende Flüssigkeit sich durch den Umlauf des Rohres als mehr oder weniger dünner Film über die gesamte,
iin Innern vorhandene Oberfläche ausbreitet.
Als besonders einfach und doch in hözh- stem Masse wirkungsvoll hat sich beispiels weise ein im Querschnitt kreuzförmiger Ein bau von zwei Blechen erwiesen. Die Bleche können zum Beispiel für das Eindampfen von Rohphosphorsäure verbleit -oder durch andere ,geeignete Überzüge metallischer,
kera mischer oder sonstiger Art gegen Korrosion geschützt sein.
Die rotierende Trommel mit Innen heizung kann verschiedene Formen aufwe'i- sen. \So kann zum Beispiel eine Trommel verwendet werden, welche aus einem engeren zylindrischen Teil und einem:
mit diesem ver bundenen Teil von grösserem Durchmesser, der den Verbrennungsraum bildet, besteht. Eine erweiterte Zone an der Eintrittsseite der Heizmittel kann auch durch komische Ausbildung der Trommel erhalten werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann .die Trommel aus zwei gesondert angetrie benen Teilen bestehen, nämlich einem wei teren (Verbrennungsraum) und einem enge ren zylindrischen Teil (Verdampferteil), der in den weiteren Teil einmündet. Bei all die sen und ähnlichen Ausführungsformen der rotierenden Trommel kommen die flächen vergrössernden Einbauten .gemäss vorliegender Erfindung zur Anwendung.
Diese Einbauten können sich über die ganze Länge des zusammen mit dem -den Verbrennungsraum bildenden Trommelteil die Trommel bildenden Trommelteils oder über einen Teil dieses Trommelteils er strecken. Je nach den Arbeitsbedingungen kann es aber zweckmässig sein, Einbauten nur in einem Teil des genannten Trommel teils vorzusehen.
Bei Verwendung konisch gestalteter Trom meln erstrecken sich die Einbauten vorzugs weise vom engeren Ende der Trommel aus bis auf etwa % bis 3./4 der Trommellänge.
Der Einbau von Hubschaufeln und der gleichen ist zwar bei Trommeltrocknern für festes Gut bekannt. Der Zweck solcher Ein richtungen besteht dabei darin, die Fallhöhe des zu trocknenden Gutas zu vermindern, um auf diese Weise die Staubbelästigung, sowie die Zerkleinerung :des Trockengutes durch Abrieb so gering als möglich zu halten.
Dem gegenüber bringt die Verwendung von Ver dampfern mit Einbauten bei dem erfindungs gemässen Verfahren die neue Wirkung mit sich, dass die wirksame Verdampfungsober- flä,ehe wesentlich vergrössert wird. Hierdurch wird nicht nur das Eindampfen beschleunigt, sondern gleichzeitig eine Verringerung -der Rohrlänge entsprechend er Vergrösserung der Heizfläche ermöglicht.
Dieser Fortschritt ist überraschend, weil bei der Verwendung solcher Einbauten mit Störungen und Unzuträglichkeiten in ver schiedener Hinsicht gerechnet werden musste. 7junächst wäre zu erwarten gewesen, dass der artige Einbauten unter den Arbeitsbedingun gen chemisch angegriffen und auch defor miert wenden. Vor allem war aber mit Inkru- stierungen der Einbauten zu rechnen.
Eine Inkrustierung der Einbauten, die zu iStö- rungen des Trockenprozesses führen könnte, tritt aber wieder Erwarten nicht auf.
Auf- fallenderweiee werden die Einbauten auch trotz der hohen -#Terdampfungstemperatur praktisch nicht angegriffen, da infolge der dauernden Berieselung mit .der Flüssigkeit die Temperatur der Einbauten selbst ver hältnismässig niedrig gehalten und eine direkte Einwirkung der Heizgase auf die Einbauten vermieden wird. In diesem Punkt unterscheidet sieh ,die erfindungsgemässe Vor richtung besonders vorteilhaft von zum Ver dampfen, Rösten usw.
vorgeschlaggenen Dreh trommeln, bei welchen im Trommelmantel und in im Innern der Trommel angeordneten Querwänden Heizrohre angeordnet sind, durch die die Heizung bewirkt,
also die Wärme dem Behandlungsgut durch .die Wan dungen bezw. Querwände der Trommel zu geführt wird. Abgesehen von der hierdurch geradezu begünstigten chemischen Einwir kung der einzudampfenden Flüssigkeit auf die hocherhitzten Bleche ergibt sich beim Arbeiten mit solchen Vorrichtungen im Ver gleich zur erfindungsgemässen Vorrichtung infolge des Leidenfrostschen Phänomens auch eine ungünstige @Värmeausnutzun.g.
Nachstehend wird anhand der Zeichnung eine beispielsweise Ausführungsform der mit Einbauten versehenen rotierenden Trommel gemäss Erfindung und die Verwendung die ser Trommel zum Eindampfen schlamm- haltiger Rohphosphorsäure beschrieben.
Die Trommel besteht, wie aus der Zeich nung ersichtlich ist, aus dem den Verb@ren- nungsraum bildenden Teil a, in welchem die durch den Brenner c erzeugte Flamme sieh befindet, und dem zylindrischen Teil d. Die zu verdampfende Flüssigkeit wird bei Gegenstromverdampfung am entgegengesetz- ten Ende der Trommel durch den Stutzen E dem zylindrischen Teil d zugeführt. Es könnte auch Gleichstromverdampfung da sein.
In den zylindrischen Teil d sind ober flächenvergrössernde Einbauten k vorhanden, die im Querschnitt Kreuzform aufweisen, wie aus :den Abbildungen 2a, 2b ersichtlich ist. Die Flüssigkeit benetzt während der Drehung der Trommel dauernd die Ober fläche. Die Abgase treten aus der Trommel in den Abzug f, aus welchem gegebenenfalls entstandenes Kondensat durch den Boden stutzen g abgezogen werden kann.
Die kon zentrierte Flüssigkeit läuft über den Aus lauf jz des Verbrennungsraumes in den dar unter befindlichen Vorratsbehälter i.
Die bei einer praktischen Durchführung des Verfahrens gemäss Erfindung verwendete rotierende Trommel hatte beispielsweise fol gende Abmessungen:
EMI0003.0023
Gesamtlänge <SEP> der <SEP> Trommel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 470 <SEP> cm
<tb> Länge <SEP> des <SEP> zylindrischen <SEP> Teils <SEP> des
<tb> Verbrennungsraumes <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 50 <SEP> "
<tb> Durchmesser <SEP> .des <SEP> Verbrennungsrau mes <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 70 <SEP> "
<tb> Länge <SEP> des <SEP> konischen <SEP> Überganges
<tb> zum <SEP> engen <SEP> Teil <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 50 <SEP> "
<tb> Länge <SEP> des <SEP> engen <SEP> Teils <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 370 <SEP> "
<tb> Durchmesser <SEP> des <SEP> engen <SEP> Teils <SEP> . <SEP> . <SEP> 30 <SEP> "
<tb> Länge <SEP> der <SEP> im <SEP> Querschnitt <SEP> kreuz förmigen <SEP> Einbauten <SEP> (beginnend
<tb> an <SEP> der <SEP> Eintrittsstelle <SEP> der <SEP> Flüs sigkeit <SEP> im <SEP> engen <SEP> Teil) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 310 <SEP> " Als Heizmittel diente 01 (9600 WE). Die Temperatur,der Flamme betrug<B>1200'C,</B> die der Abgase 140'C.
Die DrehgeschwindIg- keit betrug 7i/@ Umdrehungen in der Minute. Dem Rohr wurde eine stark schlammhaltige Rohphosphorsäure von 25'C B6 zugeführt. Die Konzentration der ablaufenden Phosphor säure betrug <B>50'B6,</B> die stündlich verdampfte Wassermenge 80 bis 100 Liter (Verdamp- fungszahl etwa 13).
Method and device for evaporating liquids. The main patent provides a process for the uninterrupted evaporation of liquids, for example sludge-settling liquids such as raw phosphoric acid, in which a rotating drum with direct internal heating is used, the inner diameter of which is greatest on the inlet side of the heating means,
and a device used to carry out the process is protected.
The present invention relates to a further embodiment of the method according to claim I of the main patent and the device used to carry out the same in accordance with claim II of the main patent. Its purpose is to significantly reduce the dimensions of the drum from ver.
The process is characterized by the fact that a drum is used, the interior of which is provided with built-in components that do not extend into the combustion chamber. As a result, the area wetted by the liquid and flushed by the heating flames or heating gases is considerably enlarged,
so that the evaporation takes place much faster with otherwise the same conditions, because the liquid to be evaporated becomes a more or less thin film over the entire
spreads inside existing surface.
An installation of two metal sheets with a cross-section, for example, has proven to be particularly simple and yet highly effective. The sheets can, for example, be leaded for the evaporation of raw phosphoric acid - or by other suitable coatings of metallic,
ceramic or other type of protection against corrosion.
The rotating drum with internal heating can have different shapes. \ For example, a drum can be used which consists of a narrower cylindrical part and a:
with this ver related part of larger diameter, which forms the combustion chamber, is. An enlarged zone on the entry side of the heating means can also be obtained by conical design of the drum.
According to a further embodiment, the drum can consist of two separately driven parts, namely a white direct (combustion chamber) and a narrow cylindrical part (evaporator part) which opens into the further part. In all of these and similar embodiments of the rotating drum, the built-in components increasing the area are used according to the present invention.
These internals can extend over the entire length of the drum part forming the drum part together with the combustion chamber forming the drum part or over part of this drum part. Depending on the working conditions, however, it may be useful to provide fixtures only in part of the said drum.
When using conically shaped drums, the internals extend preferentially from the narrower end of the drum up to about% to 3/4 of the drum length.
The installation of lifting shovels and the like is known in drum dryers for solid goods. The purpose of such a devices is to reduce the height of fall of the Gutas to be dried, in order to keep the dust nuisance, as well as the comminution: the dry material by abrasion as low as possible.
On the other hand, the use of evaporators with internals in the method according to the invention has the new effect that the effective evaporation surface is significantly increased before it. This not only accelerates the evaporation, but at the same time enables a reduction in the pipe length corresponding to the increase in the heating surface.
This progress is surprising because when using such internals, disruptions and inconveniences in various respects had to be expected. In the near future it would have been expected that such installations would have been chemically attacked and deformed under the working conditions. Above all, however, the internals were expected to be converted.
An incrustation of the internals, which could lead to disruptions in the drying process, does not occur again as expected.
Strikingly, the internals are practically not attacked in spite of the high vaporization temperature, since the temperature of the internals themselves is kept relatively low due to the constant sprinkling of the liquid and direct action of the hot gases on the internals is avoided. In this point, see, the inventive device is particularly advantageous for vaporizing, roasting, etc.
Proposed rotary drums, in which heating pipes are arranged in the drum shell and in the interior of the drum arranged transverse walls, through which the heating causes
So the heat to the item to be treated by .die Wan applications respectively. Transverse walls of the drum is led to. Apart from the chemical impact of the liquid to be evaporated on the highly heated metal sheets, which is actually favored by this, working with such devices results in an unfavorable temperature utilization compared to the device according to the invention due to the Leidenfrost phenomenon.
An example embodiment of the rotating drum provided with internals according to the invention and the use of this drum for evaporating sludge-containing raw phosphoric acid are described below with reference to the drawing.
As can be seen from the drawing, the drum consists of the part a which forms the combustion space and in which the flame generated by the burner c is located, and the cylindrical part d. With countercurrent evaporation, the liquid to be evaporated is fed to the cylindrical part d through the nozzle E at the opposite end of the drum. There could also be DC evaporation.
In the cylindrical part d, built-in fittings k which increase the surface area are present which have a cross-shaped cross-section, as can be seen from Figures 2a, 2b. The liquid constantly wets the surface as the drum rotates. The exhaust gases emerge from the drum into the vent f, from which condensate, if any, can be drawn off through the floor.
The concentrated liquid runs over the outlet jz of the combustion chamber in the storage container i located below.
The rotating drum used in a practical implementation of the method according to the invention had, for example, the following dimensions:
EMI0003.0023
Total length <SEP> of the <SEP> drum <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 470 <SEP> cm
<tb> Length <SEP> of the <SEP> cylindrical <SEP> part <SEP> of the
<tb> combustion chamber <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 50 <SEP> "
<tb> Diameter <SEP>. of the <SEP> combustion chamber <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 70 <SEP> "
<tb> Length <SEP> of the <SEP> conical <SEP> transition
<tb> to the <SEP> narrow <SEP> part <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 50 <SEP> "
<tb> Length <SEP> of the <SEP> narrow <SEP> part <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 370 <SEP> "
<tb> Diameter <SEP> of the <SEP> narrow <SEP> part <SEP>. <SEP>. <SEP> 30 <SEP> "
<tb> Length <SEP> of the <SEP> in the <SEP> cross-section <SEP> cross-shaped <SEP> internals <SEP> (beginning
<tb> to <SEP> of the <SEP> entry point <SEP> of the <SEP> liquid <SEP> in the <SEP> narrow <SEP> part) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 310 <SEP> "01 (9600 WE) was used as the heating medium. The temperature of the flame was <B> 1200'C, </B> that of the exhaust gases was 140'C.
The speed of rotation was 7 1/2 revolutions per minute. A rock phosphoric acid with a high sludge content of 25'C B6 was fed to the pipe. The concentration of the phosphoric acid running off was <B> 50'B6, </B> the amount of water evaporated per hour from 80 to 100 liters (evaporation number about 13).