DE3617314A1 - Apparatus for distilling contaminated solvents and solvent mixtures, preferably contaminated solvents of dry-cleaning facilities - Google Patents
Apparatus for distilling contaminated solvents and solvent mixtures, preferably contaminated solvents of dry-cleaning facilitiesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Destillieren ver schmutzter Lösemittel und Lösemittelgemische, vorzugsweise verschmutzter Lösemittel von Chemischreinigungsmaschinen, mit einem Verdampfer, in dem vorzugsweise über einen Wärmetauscher das Lösemittel einleitbar ist, mit einer den Lösemitteldampf aus dem Verdampfergehäuse absaugenden Pumpe, deren Druckseite mit einem Kondensator für den komprimierten Lösemitteldampf verbunden ist.The invention relates to a device for distilling ver dirty solvents and solvent mixtures, preferably dirty solvent from dry cleaning machines, with an evaporator, preferably in a heat exchanger the solvent can be introduced with a solvent vapor pump sucking out of the evaporator housing, its pressure side with a condenser for the compressed solvent vapor connected is.
Bei einer aus der DE-OS 34 13 892 bekannten Vorrichtung dieser Art besteht der Verdampfer aus einem Zwangsumlaufverdampfer und der Kondensator ist Teil eines Wärmetauschers, in dem die Kondensationswärme an eine Rohrschlange abgegeben wird, die aus dem unteren Teil des Zwangsumlaufverdampfers abgesaugtes vor destilliertes Lösemittel aufwärmt, das anschließend wieder in den oberen Bereich des Zwangsumlaufverdampfers eingeleitet wird.In a device known from DE-OS 34 13 892 this Kind of the evaporator consists of a forced circulation evaporator and the condenser is part of a heat exchanger in which the Condensation heat is given off to a coil of pipes the lower part of the forced circulation evaporator distilled solvent, which then in again the upper area of the forced circulation evaporator is introduced.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfachere Destillationsvor richtung der eingangs angegebenen Art mit geringem Energiebedarf zu schaffen, die insbesondere für kleinere Chemischreinigungsvor richtungen geeignet ist.The object of the invention is to provide a simpler distillation direction of the type specified at the beginning with low energy consumption to create, especially for smaller dry cleaning directions is suitable.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß der Kondensator aus einer Rohrschlange oder einem gewendelten Rohr besteht, in dem Verdampfergehäuse angeordnet ist und die Heizeinrichtung für das verschmutzte Lösemittel bildet und daß die Leistung der Pumpe derart auf die Oberfläche der Rohrschlange oder des gewendelten Rohrs abgestimmt ist, daß zwischen der Menge des abgesaugten Lösemitteldampfes und dem in dem Kondensator kondensierten Löse mittel Gleichgewicht besteht.According to the invention, this object is achieved in a device Generic type solved in that the capacitor a coil or a coiled pipe in which Evaporator housing is arranged and the heating device for that dirty solvent forms and that the performance of the pump so on the surface of the coil or the coiled Pipe is matched between the amount of suction Solvent vapor and the condensed in the condenser medium balance exists.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet grundsätzlich ohne besondere Energiezufuhr von außen. Die für die Verdampfung des Lösemittels benötigte Energie wird allein durch die Vakuumpumpe geliefert. Dadurch arbeitet die Vorrichtung besonders wirtschaft lich. Beispielsweise lassen sich in einer entsprechend dimen sionierten Vorrichtung mit nur 1,2 KWh 120 l in einer Stunde destillieren.The device according to the invention basically works without special external energy supply. The for the evaporation of the The energy required by the solvent is generated solely by the vacuum pump delivered. As a result, the device works particularly economically Lich. For example, you can diminish accordingly based device with only 1.2 KWh 120 l in one hour distill.
Ein störungsfreier Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nur gewährleistet, wenn die Pumpenleistung etwa auf die Ober fläche des gewendelten Rohres oder der Rohrschlange abgestimmt ist. Wird die Pumpenleistung zu groß, wird ein höheres Vakuum in dem Verdampfer erzeugt so daß die Siedetemperatur herabgesetzt und weniger Dampf abgesaugt wird. Durch Sinken der Siedetempera tur wird der Verdampfer und damit auch der Kondensator zu kalt, so daß eine ordnungsgemäße Kondensation nicht mehr gewährleistet ist und der abgesaugte Dampf nicht mehr kondensiert werden kann.Trouble-free operation of the device according to the invention is only guaranteed if the pump output is approximately on the upper surface of the coiled pipe or coil is. If the pump output is too high, a higher vacuum is created the evaporator so that the boiling temperature is reduced and less steam is drawn off. By lowering the boiling temperature the evaporator and thus the condenser becomes too cold, so that proper condensation can no longer be guaranteed and the extracted steam can no longer be condensed.
Wird andererseits die Oberfläche der Rohrschlange oder der Rohr wendel zu groß, wird der spezifische Wärmeübergang zu klein und es tritt kein ausreichendes Sieden mehr ein.On the other hand, the surface of the coil or pipe If the coil is too large, the specific heat transfer becomes too small and there is no longer sufficient boiling.
Wird die Oberfläche der den Kondensator bildenden Rohre zu klein, ist ebenfalls ein ausreichendes Auskondensieren nicht mehr gewährleistet.The surface of the tubes forming the condenser becomes too small, sufficient condensation is also not more guaranteed.
In dem erfindungsgemäßen Verdampfer findet eine sogenannte Blasendestillation statt, bei der die Dampfbildung unmittelbar an der Heizfläche, also an der Rohrschlange oder der Rohrwendel, erfolgt. An dem Mantel der Rohre bilden sich Siedeblasen. Das ordnungsgemäße Sieden hängt von der auf das zu destillierende Lösemittel abgestimmten Temperatur der Rohre ab. Wird die Ober fläche der Rohre zu klein gewählt, wird das Lösemittel überhitzt und es kommt zu Spaltprodukten. Wählt man die Heizfläche zu groß, reißt die Siedeblasenbildung ab, es kommt zu Siedeverzügen.A so-called Bubble distillation takes place, in which the formation of steam immediately on the heating surface, i.e. on the coil or pipe coil, he follows. Boiling bubbles form on the jacket of the pipes. The Proper boiling depends on the one to be distilled Solvent-matched temperature of the pipes. Will the waiter If the area of the pipes is too small, the solvent will be overheated and there are fission products. If you choose the heating surface large, the boiling bubble tears off, there are delays in boiling.
Da das System wegen der größeren Wärmeabgabe bei höheren Tempe raturen bei einer Unterdimensionierung der Vakuumpumpe eher stabil ist, ist es ein besonderer Trick, die Leistung der Pumpe eher kleiner zu wählen, um auf jeden Fall zu vermeiden, daß der Verdampfer zu kalt und damit eine Kondensation unterbunden wird.Because the system because of the greater heat output at higher tempe temperatures when the vacuum pump is undersized is stable, it is a special trick, the performance of the pump to choose rather smaller, in order to avoid that the Evaporator too cold and condensation is prevented.
Zweckmäßigerweise wird das Ausgangsrohr der Rohrschlange oder der Rohrwendel mit einem Wärmetauscher verbunden, über den das verschmutzte Lösemittel in den Verdampfer eingeleitet wird. Dieser einen Nachkühler bildende Wärmetauscher ist eher größer auszulegen als an sich erforderlich, damit in diesem in jedem Fall das restliche Auskondensieren stattfindet. Der größer bemessene Nachkühler ist insbesondere vorteilhaft, um ein Ein dicken der Destillationsrückstände zu ermöglichen, das unter Abschluß der Zufuhr verschmutzten Lösemittels in den Verdampfer erfolgt.The outlet tube of the coil or is expediently the coiled tubing is connected to a heat exchanger via which the contaminated solvent is introduced into the evaporator. This heat exchanger, which forms an aftercooler, is rather larger to be interpreted as necessary, so that in this in everyone If the remaining condensation takes place. The bigger one rated aftercooler is particularly advantageous to an thickness of the distillation residue to allow that under Completion of the supply of dirty solvent to the evaporator he follows.
Nach einer erfinderischen Weiterbildung ist vorgesehen, daß zur Destillation von verschmutztem FKW 113 eine durch Kohleleisten gedichtete Drehschieberpumpe vorgesehen ist, die gegen Wärmeab gabe geschützt und mit einem Temperaturfühler versehen ist, der ein Magnetventil steuert, das das Saugrohr oder den Eintritt von Lösemittel in den Verdampfer erst freigibt, wenn die Dreh schieberpumpe eine Temperatur erreicht hat, bei der auf deren Druckseite kein Kondensieren eines angesaugten kalten Lösemit teldampfes eintritt. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht das besonders wirtschaftliche Destillie ren des Lösemittels FKW 113. Denn eine durch Kohleleisten gedich tete Drehschieberpumpe läßt sich kostengünstig erwerben. Eine derartige Drehschieberpumpe ist aber äußerst empfindlich gegen Flüssigkeiten. Die Kohlegleitleisten gewährleisten nämlich nur so lange einen einwandfreien Betrieb, als eine Flüssigkeit von der Pumpe ferngehalten wird, die zu einem Schmieren der Kohle leisten führen und damit die Pumpe zerstören würde. Bei den erfindungsgemäß verwendeten Kohledichtleisten handelt es sich um Leisten, die aus Kohle und einem Bindemittel, beispielsweise Teflon, bestehen. Damit sind die Kohledichtleisten nicht nur empfindlich gegen eintretende Flüssigkeiten, sondern auch gegen ein Überhitzen. Höhere Temperaturen als 160°C sollten daher ver mieden werden. According to an inventive development, it is provided that Distillation of contaminated HFC 113 one through coal strips sealed rotary vane pump is provided, the against heat protected and provided with a temperature sensor that a solenoid valve that controls the intake manifold or inlet only releases solvent into the evaporator when the rotation slide pump has reached a temperature at which Pressure side no condensation of a sucked-in cold solvent steamy entry. This embodiment of the invention Device enables the particularly economical distillery ren of the solvent FKW 113. Because one by coal strips Tete rotary vane pump can be purchased inexpensively. A such a rotary vane pump is extremely sensitive to Liquids. The coal guide rails only guarantee proper operation as long as a liquid of the pump is kept away, which leads to a lubrication of the coal perform and would destroy the pump. Both Coal sealing strips used according to the invention are to strips made of coal and a binder, for example Teflon. So the carbon sealing strips are not only sensitive to incoming liquids, but also to an overheating. Temperatures higher than 160 ° C should therefore ver be avoided.
Ein Flüssigkeitseintritt in die Pumpe wird durch den Tempera turfühler vermieden. Vor Inbetriebnahme der Destillationsvor richtung wird die Pumpe eingeschaltet, so daß sie aufgrund mechanischer Verluste ihre Mindestbetriebstemperatur von etwa 120°C erreicht. Liegt diese Temperatur vor, wird über die Mag netventile der Destillationsbetrieb freigegeben.The tempera prevents the liquid from entering the pump door sensors avoided. Before commissioning the distillation direction the pump is turned on, so that due to mechanical losses their minimum operating temperature of about Reached 120 ° C. If this temperature is available, the mag netvalve the distillation operation released.
Bei üblichen Pumpenaggregaten wird die Pumpe durch ein von dem Antriebsmotor mitgedrehtes Lüfterrad angeblasen und gekühlt. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zumindest auf diese Luft kühlung verzichtet, um die gewünschte Erwärmung der Pumpe zu erreichen. Zusätzlich kann die Pumpe mit einem Isoliermantel umgeben werden.In conventional pump units, the pump is switched on by one of the Blown and cooled drive motor with the fan wheel turned. In the device according to the invention is at least on this air cooling is dispensed with in order to heat the pump as required to reach. In addition, the pump can be insulated be surrounded.
Zur Destillation von FKW 113 erzeugt die kohleleistengedichtete Drehschieberpumpe in dem Verdampfer einen Unterdruck von etwa 500 bis 600 mbar. Dieser Unterdruck ist aufrechtzuerhalten, was durch entsprechende Abstimmung der Pumpenleistung auf die Kon densatorleistung zu erfolgen hat.For the distillation of HFC 113, the carbon bar-sealed Rotary vane pump in the evaporator a negative pressure of about 500 to 600 mbar. This negative pressure is what to maintain by matching the pump output to the con capacitor power has to take place.
Nach einer erfinderischen Weiterbildung ist vorgesehen, daß in dem Verdampfergehäuse ein Steigrohr angeordnet ist, das im oberen Bereich oberhalb des Spiegels des Lösemittels mit einer Eintrittsöffnung versehen ist, wobei das zu der Vakuumpumpe führende Absaugrohr in dem Steigrohr angeordnet ist und sich dessen Mündung unterhalb der Eintrittsöffnung des Steigrohres befindet und wobei das Steigrohr mit Mitteln versehen ist, die die in dessen Eintrittsöffnung eintretenden Brüden in Rotation versetzen. Bei diesen Brüden handelt es sich um Aerosole. Die Flüssigkeitströpfchen müssen abgeschleudert werden, um insbe sondere bei der FKW 113-Destillation einen Eintritt von Flüssigkeit in die Drehschieberpumpe zu vermeiden, die die Kohledichtleisten zerstören würde. Die angesaugten Aerosole werden in dem Steigrohr, das bezogen auf den Verdampfer einen Syphon bildet, in eine kreisende Bewegung versetzt, so daß die Flüssigkeitströpfchen abgeschleudert werden und in dem Steigrohr nach unten absinken.According to an inventive development, it is provided that a riser pipe is arranged in the evaporator housing, which in upper area above the level of the solvent with a Inlet opening is provided, which to the vacuum pump leading suction pipe is arranged in the riser pipe and itself its mouth below the inlet opening of the riser is located and wherein the riser is provided with means that the vapors entering the inlet opening in rotation offset. These vapors are aerosols. The Liquid droplets must be thrown off to an entry of in particular with the HFC 113 distillation Avoid liquid in the rotary vane pump that the Would destroy carbon sealing strips. The aspirated aerosols are in the riser tube, based on the evaporator one Siphon forms, in a circular motion, so that the Liquid droplets are thrown off and into the riser sink down.
Nach einer erfinderischen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Eintrittsöffnung des Steigrohrs aus mindestens einem tangential mündenden Rohrstutzen, vorzugsweise jedoch zwei um 180° zuein ander versetzten tangential mündenden Rohrstutzen besteht. Durch die tangentiale Einleitung der Brüden wird diesen die gewünschte kreisende Bewegung erteilt.According to an inventive embodiment it is provided that the Inlet opening of the riser pipe from at least one tangential opening pipe socket, but preferably two by 180 ° to each other on the staggered tangential pipe socket. By the tangential introduction of the vapors becomes the desired one circular motion granted.
In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Steigrohr die Brüden in Drehung versetzende Leitbleche oder Schneckenstege angeordnet sind.In another embodiment of the invention it is provided that in the vapors, which set the vapors in rotation, or Snail bars are arranged.
Zur Destillation von Perchloräthylen (Per) kann die Pumpe aus einer Vakuumpumpe mit zwei gleichen Rotoren mit zahnförmigen Profilen bestehen, die berührungslos in einem Gehäuse mit der Form zweier ineinandergreifender Zylinder gegeneinander abrol len, wobei die Pumpe keine Einlaß- und Auslaßventile aufweist und mit Einspritzdüsen versehen ist, die auf die Druckseiten der Rotoren zur Kühlung des Destillats spritzen. Eine derartige Pumpe ist aus der DE-OS 34 13 892 bekannt.The pump can be used to distill perchlorethylene (Per) a vacuum pump with two identical rotors with tooth-shaped Profiles exist that are contactless in a housing with the Roll the shape of two interlocking cylinders against each other len, the pump has no inlet and outlet valves and is provided with injectors that are on the pressure sides of the Spray rotors to cool the distillate. Such a pump is known from DE-OS 34 13 892.
Statt der vorbeschriebenen sogenannten Northey-Pumpe kann auch ein Roots-Gebläse als Vakuumpumpe vorgesehen werden, wobei das Roots-Gebläse ebenfalls mit Einspritzdüsen versehen ist, die auf die Druckseiten der Rotoren zur Kühlung Destillat spritzen.Instead of the so-called Northey pump described above, it can also a roots blower can be provided as a vacuum pump, the Roots blower is also provided with injectors that are on spray the pressure sides of the rotors for cooling distillate.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur eine Vorrichtung zur Destillation von Lösemittel schematisch darge stellt ist.An embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail in the single figure Device for the distillation of solvents schematically Darge represents is.
Der Verdampfer 1 besteht aus einem topfförmigen Gehäuse 2, das durch einen aufgeschraubten Deckel 3 geschlossen ist. In dem Gehäuse ist eine gewendelte Rohrschlange 4 angeordnet, die den Kondensator für den komprimierten Lösemitteldampf bildet und deren Eingangsrohr 5 mit der Druckseite der Vakuumpumpe 6 ver bunden ist. Das Ausgangsrohr 7 der gewendelten Rohrschlange 4 ist ebenfalls durch den Mantel des topfförmigen Gehäuses 2 hin durchgeführt und mit einem Eingang des einen Nachkühler bilden den Wärmetauschers 8 verbunden.The evaporator 1 consists of a pot-shaped housing 2 , which is closed by a screwed-on cover 3 . In the housing, a coiled coil 4 is arranged, which forms the capacitor for the compressed solvent vapor and the inlet tube 5 is 6 ver connected to the pressure side of the vacuum pump. The outlet pipe 7 of the coiled pipe coil 4 is likewise passed through the jacket of the pot-shaped housing 2 and forms the heat exchanger 8 with an inlet of an aftercooler.
Mit dem Deckel 3 des Verdampfers 1 ist ein Steigrohr 9 verbun den, das dicht oberhalb des Bodens des topfförmigen Gehäuses 2 endet. Durch den Deckel 3 ist das Brüdenrohr 10 derart mittig hindurchgeführt, daß es etwa in der Achse des Steigrohrs 9 ver läuft. Durch dieses Brüdenrohr 10 wird der Lösemitteldampf ange saugt und der Saugseite der Vakuumpumpe 6 zugeführt.With the lid 3 of the evaporator 1 , a riser 9 is the verbun that ends just above the bottom of the pot-shaped housing 2 . Through the lid 3 , the vapor tube 10 is passed in the middle such that it runs approximately in the axis of the riser 9 ver. Through this vapor tube 10 , the solvent vapor is sucked in and fed to the suction side of the vacuum pump 6 .
Das Steigrohr 9 ist in seinem oberen Bereich mit einer Öffnung 12 versehen, durch die die Brüden angesaugt werden. In dem Steigrohr 9 sind unterhalb der Ansaugöffnung 12 schräg gestellte Leitbleche oder schneckenartig gewendelte Stege angeordnet, die das Brüdenrohr 10 umgeben und die angesaugten Brüden in Rotation versetzen.The riser pipe 9 is provided in its upper region with an opening 12 through which the vapors are sucked in. In the riser pipe 9 are arranged below the suction opening 12 inclined baffles or helically wound webs that surround the vapor tube 10 and set the aspirated vapors in rotation.
Durch das mit dem Magnetventil 14 versehene Rohr 15 wird durch den Deckel 3 des Verdampfers das verschmutzte Lösemittel, das in dem Wärmetauscher 8 vorgewärmt ist, in den Verdampfer 1 eingeleitet. Der Lösemittelspiegel 16 befindet sich während des normalen Destillationsbetriebes oberhalb der gewendelten Rohr schlange 4. Das Absaugrohr 10 endet in dem Steigrohr 9 oberhalb des Lösemittelspiegels 10.Through the pipe 15 provided with the solenoid valve 14 , the dirty solvent, which is preheated in the heat exchanger 8 , is introduced into the evaporator 1 through the cover 3 of the evaporator. The solvent level 16 is during the normal distillation operation above the coiled tube 4th The suction pipe 10 ends in the riser pipe 9 above the solvent level 10 .
Im Bodenbereich des topfförmigen Gehäuses 2 befindet sich eine Auslaßleitung 18, die durch das Ventil 19 verschließbar ist, zur Ableitung des eingedickten Lösemittelrestes.In the bottom area of the pot-shaped housing 2 there is an outlet line 18 , which can be closed by the valve 19 , for discharging the thickened solvent residue.
Das verschmutzte Lösemittel wird durch die Leitung 20 in den Wärmetauscher 8 eingeleitet und tritt dann über die Leitung 15 bei entsprechender Steuerung des Ventils 14 in den Verdampfer 1 ein.The contaminated solvent is introduced into the heat exchanger 8 through the line 20 and then enters the evaporator 1 via the line 15 with appropriate control of the valve 14 .
Das in dem Wärmetauscher 8 nachgekühlte oder nachdestillierte Lösemittel wird durch das Rohr 22 in den Wasserabscheider 23 eingeleitet, aus dem dann das destillierte Lösemittel wieder in den Reintank zurückgeführt wird.The solvent cooled or distilled in the heat exchanger 8 is introduced through the pipe 22 into the water separator 23 , from which the distilled solvent is then returned to the clean tank.
Bei der Destillation von FKW 113 besteht die Vakuumpumpe 6 aus einer durch Kohleleisten gedichteten Drehschieberpumpe.In the distillation of HFC 113, the vacuum pump 6 consists of a rotary vane pump sealed by carbon strips.
Soll mit der beschriebenen Vorrichtung Per destilliert werden, besteht wegen der höheren Temperaturen die Vakuumpumpe 6 aus einer Northey-Pumpe oder einem Rootsgebläse mit Destillatein spritzung zur Kühlung der Rotoren.Should be distilled with the device described, because of the higher temperatures, the vacuum pump 6 consists of a Northey pump or a Roots blower with distillate injection for cooling the rotors.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FLUORMATIC MASCHINEN GMBH & CO, 4520 MELLE, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MULTIMATIC REINIGUNGS-SYSTEME GMBH & CO, 4520 MELL |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |