Vorrichtung zum Kochen, Verdampfen und Destillieren von Flüssigkeiten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Kochen, Verdampfen und Destillieren von Flüssigkeiten, wie zum Beispiel von ge wohnlichem Wasser, von Suspensionen wie Teer, oder von breiartigen Massen in rotierenden Behaltern. Gemäss der Erfindung besitzt die mit mindestens einem rotierenden Behälter versehene Vorrichtung für jeden Behälter zum Zuführen der zu behandelnden Flüssigkeit, zum Beispiel einer breiartigen Masse, zum Ableiten der bei der Behandlung entwickelten gasförmigen Stoffe und zum Abführen eines nach der Behandlung verbleibenden Rückstandes je ein Rohr. Diese Rohre ragen durch mindestens ein gegen eine Drehung gesichertes Diehtungsstück hindurch in den drehbaren Behälter hinein.
Beiliegende Zeichnung zeigt mehrere beispielsweise Ausführungsformen der Vorrich- tung, die mit Vorteil für die Behandlung von Teer verwendet werden.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Vertikalschnittes durch die erste Ausführungsform mit liegendem rotierendem Behälter ;
Fig. 2 zeigt eine Variante hierzu ;
Fig. 3 zeigt schematisch einen Vertikal- schnitt durch eine Vorrichtung zur fraktio- nierten Destillation mit mehreren liegenden rotierenden Behältern, und
Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung für fraktionierte Destillation mit mehreren stehenden rotierenden Behältern ;
Fig. 5 ist ein Grundriss hierzu, und
Fig. 6 eine Detailvariante.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bezeichnet 5, 6 den zur Aufnahme der Flüs- sigkeit, zum Beispiel einer breiartigen Masse dienenden geschlossenen Behälter, der aus dem zylindrischen Kessel 5 und dem mit diesem loubar verbundenen Deckel 6 besteht.
DerBehälter ist wagrecht in einem Feuerungsherd 7 gelagert, und es besitzen die Deckel 6 je einen hohlen Achszapfen 5'bezw. 6', der in festen Lagern 8 zweier Herdwände drehbar ist. Auf dem Achszapfen 5'sitzt ausserhalb des Herdes ein Antriebsrad 9, durch das der Behälter in Umdrehung versetzt werden kann.
Unter dem Behäiter 5,6 befindet sich im Herde die Feuerung zur Erhitzung des Behälters. Die Feuergase können den Behäl- ter allseitig umspülen und treten oberhalb desselben aus dem Herd.
Mit 10 ist ein mit einer Fangkappe 13 versehenes Rohl bezeichnet, das durch den Achszapfen 6'hindurch in den Behälter 5 hineinragt und in einem durch den Arm 11 gegen Drehung gebaltenen, in dem Achs- zapfen geführten Dichtungsstück 18 gelagert ist. Das Dichtungsstiiek 18 ist durch eine Stopfbüchse 12 abgedichtet. Die Fangkappe 13 dient zum Auffangen der beim Behandeln der Flüssigkeit, zum Beispiel der breiartigen Masse, sich entwickelnden Gase oder Dämpfe, welche durch das Rohr 10 nach atigen hin an einen beliebigen Verwendungsort abgeführt werden.
14 ist ein im Behälter befindlicher Schwimmer, der zum Auzeigen des Flüssig keitsstandes dient und seine Bewegung mittelst einer im Achszapfen 5'geführten Achse 15 auf einer auf letzterer befestigten Zeiger 16 überträgt, der auf eine feste Skala 17 ausserhalb des Herdes einspielt. Der Schwim- mer ist an einem zur Achse 15 senkrecht stehendeu Arm befestigt.
Neben dem Rohr 10 ist noch ein zweites Rohr 19 in dem festen Dichtungsstück 18 gelagert, das ebenfalls in den Behälter 5, 6 hineinragt und zum Zuführen der zu behan- delnden Flüssigkeit, zum Beispiel einer breiartigen Masse, il. den Behälter dient.
In dem Dichtungsstück 18 ist ferner noch ein drittes Rohr 20 gelagert, das in den Be hälter hineinragt und an seinem innern Ende nach unten abgebogen ist, also in. den bei der Behandlung einer Flüssigkeit verbleibenden Rüclçstand, beim Teer also in das Pech eintaucht und zum Abführen desselben dient.
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform wird dadurch, dass der Behälter im Feuerungsherd rotiert und hierbei jeweils der Erhitzung durch die Feuerstelle ausgesetzte Wandpartie des Behälters unter Vorwärtswandern stetig durch eine andere, kühlere ersetzt wird, die Bildung einer an dem Behälterrand sich ansetzenden Gasschicht und damit die bekannte Erscheinung der pyrogenen Zersetzung der Fliissigkeit möglichst verhindert. Es können also allfeillig sich bildende Dampf-oderLuftblasen zufolge der Drehung des Behälters in der über der Flüssigkeit, zum Beispiel der breiartigen Alasse, befindlichenVerdamp- fungsraum gelangen, ohne sich mehr oder weniger mühsam zur Oberfläche der Flüssig keit durcharbeiten zu müssen.
Hierdurch wird sowohl ein Anbrennen von gewissen Flüssigkeiten, als auch die Bildung von Kesselstein und bei der Behand- lung zum Beispiel von Rohteer, die Bildung einer koks-oder graphitartigen Kruste verhindert.
Eine Krustenbildung kann nun aber bei wagreeht gelagerten Behältern in gewissem Masse doch stattfinden, was zum Beispiel insbesondere bei Teer und Pech der Fall ist, die einen bestimmten Prozentsatz freien Kohlenstoff bezw. Schlamm enthalten.
Wenn nämlich das Flüssigkeitsniveau im Behälter nicht hoch genug oder die Umdre- hungsgeschwindigkeit des Behälters zu klein ist, so wird die an der Behälterwand anhaftende Flüssigkeit vom Moment des Austretens der Behälterwand aus der Flüssigkeit bis zum Wiedereintritt verdampfen und eintrocknen und der zuriclibleibende Kohlenstoff sich als Kruste an der Wand absetzen. Mit jeder neuen Umdrehung des Behälters wird sich dieser Vorgang wiederholen und die Kruste an Dicke zunehmen.
Dem kann nun dadurch abgeholfen werden, dass das Flüssigkeitsniveau hoch genug oder die Geschwindigkeit für den Behälter gross gewählt wird, so dass die an der Behälterwand anhaftende Flüssigkeit vom Zeitpunkt des Austrittes der Behälterwand aus der Flüssigkeit bis zum Wiedereintritt in dieselbe nicht Zeit findet, vollständig zu verdampfen.
Um den Flüssigkeitsstand im Behälter während des Betriebes nach Belieben regulieren zu können, wird vorteilhaft ein Syphon 20' (Fig. 2) verwendet, der an das Ablaufrohr 20 drehbar angeschlossen ist und gegenüber diesem verstellbar ist. In die mit dem Flüssigkeitsniveau im Behälter 5, 6 auf gleicher Hohe befindliche Überlaufstelle dieses Syphons mündet ein Luftzuführungsrolii 20", so daB je nach der Stellung des Syphons zum Ablaufrohr 20 das Niveau im Behälter hocher oder niedriger gebalten werden kann.
Bei Verdampfung von Pech kann einer Krustenbildung auch dadurch abgeholfen werden, dass mehr Pech in den Behälter einge- führt wird, als verdampft werden soll, damit der als Schlamm abgesetzte freie Kohlenstoff durch den Pechüberschuss weggeschwemmt wird.
In Fig. 3, in welcher eine Vorrichtung zur fraktionierten Destillation von Teer veran sebauliebt ist, sind mehrere drehhare Behälter 5,6 nach Art des in Fig. 1 dargestellten, in einem Herd 7 mit gemeinsamer Feuerstelle 2 wagrecht so übereinander gelagert, dass sie alle von den Feuerungsgasen bestrichen und erhitzt werden. Hierbei sind in Fig. 1 vorkommende Teile mit gleichen Überweisungen versehen.
Über dem obersten Behälter 5 ist ein Gefäss 21 zur Aufnahme des Rohteeres vorgesehen, das noch im Bereich der abziehenden Feuergase liegt, so dass dessen Inhalt bereits vorerhitzt wird. Von diesem Gefäss geht die Teerzuführungsleitung 19 zum obersten Behälter 5, aus diesem wird der noch nicht verdampfte Rückstand durch die Lei tungen 20 zum nächstuntenliegenden Behälter und von diesem zum untersten Behäl- ter geführt.
Die erzeugten Dämpfe ihrerseits werden durch die Leitungen 10 aus jedem Behälter 5 zu Kühlschlangen 22,23,24 geführt, in welchen die Dämpfe kondensieren und aus welchen die Destillate zur Abfüllung weitergeleitet werden. Die Antriebsräder für die Behälter 5 sind hier als Kettemäder 9'aus- gebildet.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 und 5 sind die ebenfalls zylindrisch gehaltenen drehbaren Behälter 5,6 senkrecht im Herd 7 gelagert und unten mittelst eines hohlen Achs- zapfens 5'in einem festen Lager 8 und oben mittelst Kugeln 26 am Herd 7 zentrisch'ge- führt. Der Flansch des Kessels 5 ist hier als Zahnkranz ausgebildet, in welchen ein nicht gezeichneter Antriebszahnkolben ein greift ; vermittelst welchem der Behälter ge dreht werden kann. Das Rohr 10 ist mit Fangkappe 13 zum Abführen der erzeugten Darnpfe, sowie das Zuführungsrohr 19 ragen hier durch ein Dichtungsstück 18 hindurch von oben her in den Behälter 5,6 hinein.
Dieses Dichtungsstück ist in dem zentral am Deckel 6 vorgesehenen Hals 28 gelagert und durch eine nicht gezeichnete Stopfbüchse abgedichtet. Das Dichtungsstüek wird auch hier durch einen nicht gezeichneten festen Arm an einerDrehung verhindert. Das Rohr 20 seinerseits, das zum Abführen von Rück- ständen dient, ragt durch den hohlen Achszapfen 5'hindurch von unten her in den Behälter d. h. in den auf dem Boden des letzteren sich niederschlagenden Riickstand, zurn Beispiel Pech, hinein. Die Feuergase der Feuerung umspülen hier den Behälter oberhalb des Bodens in wagrechter Richtung.
Die einzelnen, drehbaren Behälter 5, 6 sind stufenartig in ihrer Hohenlage zueinan- der versetzt senkrecht im Herd 7 angeord net und werden von der gemeinsamen Feuerstelle 2 aus in der Weise erhitzt, dass die Behälter nacheinander durch die Feuergase oberhalb ihrer Böden umspült werden. Die abziehenden Feuergase erwärmen vor ihrent Eintritt in den Kamin noch das hoher als der oberste Behälter 5,6 auf dem Herd be findliche, zum Beispiel mit Rohteer gefüllte Gefäss 21.
Aus diesem letzteren fliesst dann der Rohteer durch die Leitung 19 dem obersten Behälter 5,6 zu, aus diesem wird der noch nicht verdampfte Rückstand durch die Leitungen 20 zum nächstunten liegenden Behälter und aus diesem zum untersten Behäl- ter geffihrt, aus welchem es in das Sammelgefäss 25 abfliesst. Die erzeugten Dämpfe ihrerseits werden durch die Leitungen 10 aus jedem Behälter, wie bei der Ausführungs- form nach Fig. 3 in entsprechenden Kühl schlangen 22,23 und 24 geführt (Fig. 5).
Die letztbeschriebene Ausführungsform mit senkrecht angeordneten zylindrischen Be- hältern 5-6 eignet sich insbesondere zum Kochen, Verdampfen und Destillieren von Flüssigkeiten, zum Beispiel von breiartigen Massen, die durch darin suspendierte Stoffe mehr oder weniger verunreinigt sind und, da sie nicht umgerührt werden, leicht Nieder- schläge bilden können, weil der Behälter- boden, der hierzu in erster Linie Anlass gibt, im beschriebenen Fall nicht erhitzt wird.
Um die bei einer soleben Behandlung breiartiger Massen am Boden der Behälter sich niederschlagenden Unreinigkeiten aus letzteren entfernen zu können, kann der Behälterboden 3 ; wie in Fig. 6 gezeigt, gewölbt sein, so dass eine ringförmige Rinne 29 gebildet wird ; in welcher sich die Unreinig- keiten sammeln und aus welcher dieselben durch einen Schlammhahn 30 entfernt werden können.
Bei wagrechter Anordnung der Behälter können die Zuführungsrohre 19 und die Ableitungsrohre 10 und 20 anstatt nur durch den einen Achszapfen, wie dargestellt, auch verteilt durch beide Achszapfen des Behälters hindurch in diesen eingeführt werden.