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Die Erfindung bezieht sich auf einen nach Prinzip eines fallenden Films arbeitenden Verdampfer, der einen Mantel und ein System von Verdampferrohren dann aufweist, wobei das System senkrechte Verdampferrohre, Elemente zum Speisen eines zu verdampfenden Mittels auf die Verdampferrohre so, dass das Mittel die Verdampferrohre entlang herabfliesst und einen Film auf deren Aussenfläche bildet, und Einlass- und Auslasskanäle für Heizdampf aufweist, die mit dem Innenteil der Verdampferrohre verbunden sind
Nach Prinzip eines fallenden Films arbeitende Verdampfer sind schon länge zur Konzentrierung von Flüssigkeiten allgemein verwendet worden In diesen Verdampfern darf eine Flüssigkeit als Film gewöhnlich entlang der Innenflache von Heizrohren strömen, und die Aussen- fläche der Rohre wird mit Dampf geheizt,
infolgedessen die Wärme des Dampfes Wasser aus der zu konzentnerenden Flüssigkeit verdampfen und als Dampf in eine Sammelkammer hinein- und weiter als Dampf aus der Sammelkammer herausströmen lässt Entsprechend strömt die konzen- trierte Flüssigkeit die Rohre entlang abwärts in eine Sammelkammer und durch einen separaten Kanal daraus Der zum Heizen verwendete Dampf kondensiert wenigstens teilweise ins Wasser und wird als Kondensat durch einen separaten Kanal beseitigt. Der restliche Dampf strömt wie- derum separat durch einen speziellen Dampfauslasskanal heraus
In bekannten Lösungen ist die Apparatur typisch so verwirklicht, dass eine Wärmefläche bildende Rohre an ihren Enden zwischen sogenannten Rohrplatten befestigt sind.
Die Rohrplatten weisen Löcher fur die Rohrenden auf und bilden Zwischenwände zwischen einer Speisekammer für eine zu konzentrierende Flüssigkeit, einer Dampfkammer und entsprechend einer Sammelkammer für konzentrierte Flüssigkeit. Eine solche Lösung ist zum Beispiel aus dem FI-Patent 71 067 bekannt
Aus dem FI-Patent 76 699 ist wiederum eine Lösung bekannt, wobei die Verdampferrohre aus zwei Rohren ineinander bestehen, so dass das obere Ende des äusseren Rohres abgesperrt ist und Dampf entlang der Oberflache zwischen den Rohren strömen und durch das innere Rohr zurückkehren darf.
Anderseits wird die zu konzentrierende Flüssigkeit ausserhalb der Rohre gespeist Auch in dieser Lösung ist für die Rohre eine druckbeständige Rohrplatte erforderlich, und weil die Rohre ineinander gelegen sind, sollen die Dimensionierung und Installation sehr genau sein
Wenn man hohe Trockengehalte erreichen will, besteht das Problem der bekannten Lösungen darin, dass heisses Gas zum Bewirken einer ausreichenden Temperatur verwendet werden muss, weswegen der Aussenmantel des Verdampfers einem hohen Dampfdruck ausgesetzt wird. Infol- gedessen muss der Mantel aus einem dicken Material hergestellt sein, und die ganze Struktur des Verdampfers muss sehr stabil sein, was höhere Herstellungskosten bedeutet.
Weiter kann bei einer Lösung, wonach Lauge durch die Rohre strömen darf, der Schmutz, der sich auf der Innenfläche der Rohre angesammelt hat, sich als Stücke lösen und das Rohr so verstopfen, dass die Rohre nicht mehr erfolgreich in einer typischen Weise mit einer Waschflüssigkeit gereinigt werden können, was dazu führt, dass die Verdampfungskapazität der Apparatur sich vermindert. Weiter erfordert die Herstellung von Rohrplatten gemäss den bekannten Lösungen eine hohe Präzision, und die Herstellungskosten dafür sind hoch
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdampfer zustandezubringen, mittels dessen die obigen Nachteile vermieden werden und der einfach herzustellen und auch, wenn nötig, zu reinigen ist.
Der erfindungsgemasse Verdampfer ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampferrohrsystem aus mehreren parallelen Verdampferelementen ausgeformt ist
Eine wesentliche Idee der Erfindung ist, dass Verdampferelemente aus Verdampferrohren vorzugsweise in der Weise ausgeformt sind, dass die oberen Enden und entsprechend die unteren Enden der Verdampferrohre vorzugsweise durch rohrformige Sammelkammern miteinander ver- bunden sind.
Weiter ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verdampferelemente, die aus parallelen Verdampferrohren vorzugsweise auf derselben Ebene ausgeformt sind, in demselben Verdampfer parallel installiert sind Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist femer dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammern der separaten Verdampferelemente in der Weise miteinander verbunden sind, dass die Sammelkammern am oberen Ende der Rohre einerseits und die Sammelkammern am unteren Ende der Rohre anderseits vorzugsweise durch eine rohrförmige Verbindungskammer oder möglicherweise eine anders geformte Verbindungskammer miteinander verbunden sind Eine weitere wesentliche Idee der Erfindung ist,
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dass eine zu konzentrierende Flüssigkeit durch ein Verteilerbassin am oberen Ende der Verdampferrohre auf deren Aussenfläche gespeist wird und Dampf durch die Sammelkammern in die Verdampferrohre vorzugsweise vom oberen Ende abwärts gespeist wird und das erzeugte Kondensat entsprechend aus den Sammelkammem am anderen Ende und auch der restliche Dampf als Dampf beseitigt werden, die beiden vorzugsweise durch separate Kanäle oder durch einen gemeinsamen Kanal Dampf kann auch von unten gespeist werden, wobei das Kondensat unten und der restliche Dampf oben gesammelt werden
Ein Vorteil eines erfindungsgemässen Verdampfers ist, dass er leicht und einfach herzustellen ist, weil er aus mehreren parallelen, in derselben Weise hergestellten Verdampferelementen ausgeformt ist.
Weil die Elemente nur an dem einen Ende gestützt werden können, entstehen keine zu kompensierenden, thermischen Spannungen, nicht einmal wenn die Heizflächenrohre und der Mantel aus verschiedenen Materialien bestehen Weiter wird das Rohrsystem des erfindungsgemässen Verdampfers nicht leicht verstopft, weil nur Dampf und Kondensatwasser durch die Verdampferrohre strömen.
Dazu kann die erfindungsgemässe Struktur mit einem verhältnismässig leichten Gewicht versehen werden, weil nur diejenigen Verdampferelemente, die Dampf enthalten, einen hohen Druck haben Die Wanddicke der Verdampferrohre dieser Elemente kann in einer gewünschten Weise gewählt werden, ohne dass die Dicke des restlichen Verdampfers, z B des Mantels, dadurch beeinflusst wird Weiter sind die Heizflächen des erfindungsgemässen Verdampfers leicht zu reinigen, wenn nötig, weil der eventuelle Schmutz, der von der Lauge oder irgendeiner anderen Flüssigkeit an den Heizflächen haftet, sich auf der Aussenfläche der Verdampferrohre befindet und der Verdampfer somit in einer allgemein bekannten Weise durch Auflösung oder beispielsweise mittels eines Druckwäschers oder irgendeines anderen, ähnlichen Geräts gereinigt werden kann,
ohne dass das Rohrsystem inwendig abgespült werden muss
Die Erfindung wird in den beigefugten Zeichnungen ausführlicher beschrieben Es zeigen
Figur 1 einen erfindungsgemässen Verdampfer schematisch, im Schnitt parallel mit Verdampferelementen,
Figur 2 den erfindungsgemässen Verdampfer im Querschnitt den Verdampferelementen gegenüber,
Figuren 3a und 3b ein erfindungsgemässes Verdampferelement schematisch von einer Seite und Kante und
Figur 4 eine perspektivische Schnittansicht einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verdampfers schematisch.
Figuren 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemässen Verdampfer schematisch im Schnitt parallel mit Verdampferelementen einerseits und im Querschnitt den Verdampferelementen gegenüber anderseits Der Verdampfer weist einen Mantel 1 mit einem Verdampferrohrsystem 2 auf, das aus ähnlichen Verdampferelementen ausgeformt ist, wie unten in Figur 3 schematisch gezeigt wird.
Eine zu konzentrierende Flüssigkeit, in diesem Fall Schwarzlauge, wird durch ein Verbindungsstück 3 in den Mantel 1, auf dessen Boden, gespeist. Lauge wird durch ein Auslassverbindungsstück 4 aus dem Boden des Verdampfers entleert und ein Teil davon wird mit einer schematisch gezeigten Pumpe 5 durch ein Umlaufrohr 6 in ein Verteilerbassin 7 oberhalb des Verdampferrohrsystems 2 gepumpt, aus welchem Bassin sie wesentlich gleichmässig auf Sammelkammem 8 der Verdampferelemente und daraus weiter entlang der Oberfläche einzelner Verdampferrohre 9 abwärtsfliesst.
Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich keineswegs auf Schwarzlauge, sondern die Erfindung kann auch zum Verdampfen anderer Flussigkeiten verwendet werden Am unteren Ende der Verdampferrohre 9 fliesst die konzentrierte Schwarzlauge entlang der Oberfläche von Sammelkammern 10 des unteren Endes und fällt dann in die Lauge im unteren Teil des Mantels 1 hinein und vermischt sich damit Um Verdampfung zustandezubnngen, wird Dampf durch die Verdampferrohre 9 geleitet und durch einen Einlasskanal 1 im oberen Teil des Verdampferrohrsystems 2 hineingespeist.
Daraus strömt der Dampf zuerst in eine Verbindungskammer 12 hinein, die mit den oberen Sammelkammern 8 der Verdampferelemente verbunden ist, so dass der Dampf durch diese gleichmässig auf die gesamten Verdampferrohre 9 verteilt wird Entsprechend werden der restliche Teil des Dampfes und das Kondensat, nachdem sie durch die Verdampferrohre 9 hindurchgeströmt sind, in die Sammelkammern 10 des unteren Endes der Verdampferelemente gesammelt, welche Sammelkammem mit einer unteren
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Verbindungskammer 13 verbunden sind Aus dem unteren Teil der unteren Verbindungskammer 13 beginnt ein Auslasskanal 14 fur Kondensat, durch welchen Kanal das Kondensat beseitigt wird, und entsprechend beginnt aus dem oberen Teil der Verbindungskammer 13 ein Auslasskanal 15 fur Dampf,
durch welchen Kanal der restliche Heizdampf beseitigt wird Das unter der Einwirkung von Heizung aus der Schwarzlauge beseitigte Wasser wird als Dampf durch ein Auslassver- bindungsstuck 16 am oberen Ende des Mantels 1 beseitigt, und entsprechend wird die kon- zentrierte Lauge durch einen schematisch gezeigten Verteilungskanal 17 beseitigt.
Innerhalb des Verdampfers, vor dem Auslassverbindungsstuck 16, ist weiter ein Tropfenabscheider 18 vorge- sehen, der aus in Figur 4 gezeigten Lamellenplatten besteht, so dass Wasser- oder Laugentropfen, die möglicherweise im Abdampf enthalten sind, die Lamellen treffen und diese entlang herab- fliessen Der Tropfenabscheider ist angeordnet, auf jeder Seite von einem geschlossenen Gehäuse 19 umgeben zu sein, so dass all Abdampf durch den Tropfenabscheider 18 strömen muss Andere bekannte Tropfenabscheiderstrukturen können auch in diesem Verdampfer verwendet werden
Figuren 3a und 3b zeigen schematisch ein Verdampferelement 2a eines erfindungsgemässen Verdampfers in Seitenansicht und entsprechend in Kantenansicht Das Verdampferelement 2a weist eine obere Sammelkammer 8, Verdampferrohre 9 und eine untere Sammelkammer 10 auf Ein einzelnes Verdampferelement 2a ist,
wie in Figur 3b gezeigt, vorzugsweise ein plattes, planares Verdampferelement, das aus parallelen Verdampferrohren in einem Abstand voneinander ausgeformt ist, wobei jedes Rohr 9 mit den Sammelkammern 8 und 10 verbunden ist, so dass es zwischen den Sammelkammem 8 und 10 durch jedes Verdampferrohr eine Verbindung gibt. Die Verdampferrohre 9 können z B durch Schweissen oder mittels irgendeiner anderen, geeigneten Befestigungsweise an den Sammelkammem 8 und 10 befestigt werden. Die Sammelkammem 8 und 10 sind vorzugsweise rohrförmig, was es ermöglicht, eine so druckbeständige Struktur wie möglich leicht zustandezubringen Weil die Verdampferelemente 2a hohem Druck widerstehen, können hohe Dampftemperaturen und somit hohe Drucke bei Verdampfung verwendet werden, ohne dass der ganze Verdampfer hohem Druck widerstehen muss.
Dann ist es möglich, die Struktur des ganzen Verdampfers mit einem verhältnismässig leichten Gewicht zu versehen und daher niedrigere Herstellungskosten zu erreichen, als bei den bekannten Lösungen Entsprechend sind keine teuren, genau bearbeiteten Rohrplatten für die Herstellung des Verdampferelements 2a erforderlich, sondern dieses Element kann aus rohrförmigen Teilen leicht zusammengesetzt werden
Der erfindungsgemässe Verdampfer ist einfach zu konstruieren und dessen Verdampferelemente 2a sind leicht herzustellen, während die Anzahl Verdampferelemente 2a und die Anzahl Verdampferrohre in einem Element nach Bedarf gewählt werden können Weil Dampf innerhalb der Verdampferrohre 9 strömt, werden diese unter der Einwirkung der zu konzentrierenden Lösung, wie Lauge,
nicht verstopft Weiter sind die Aussenflächen der Ver- dampferrohre 9 in einer allgemein bekannten Weise leicht zu reinigen, und zwar durch Auflösung oder beispielsweise mittels eines Druckwäschers oder irgendeines anderen, ähnlichen Geräts, wenn nötig, weil in der Praxis zwischen den Rohren solche Schlitze vorgesehen sind, die einen Zugang zu allen Oberflächen in dieser Weise ermöglichen.
Figur 4 zeigt einen Perspektivschnitt einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verdampfers schematisch Diese Figur ist eine veranschaulichende Darstellung darüber, wie das Verdampferrohrsystem 2 durch Anordnung von Verdampferelementen 2a parallel miteinander ausgeformt ist, um eine Struktur mit einem z.B. quadratischen Querschnitt zu bilden. Das Verdampferrohrsystem 2 ist hinsichtlich des Mantels 1 des Verdampfers am Platz aufgehängt, und zwar durch Anwendung der Sammelkammern 8 am oberen Ende der Elemente 2a zum Stützen des Rohrsystems auf am Mantel 1 befestigte Halter 20 Zu diesem Zweck ist die Länge der Sammelkammern 8 so dimensioniert, dass deren beiden Enden sich ausserhalb der aussersten Verdampferrohre 9 der Verdampferelemente 2a und somit bis auf die Halter 20 erstrecken.
Entsprechend ist die obere Verbindungskammer 12 von einem der Halter 20 getragen In dieser Ausführungsform ist die untere Verbindungskammer 13 am einen Ende der unteren Sammel- kammern 10 montiert, während sie in der Ausführungsform der Figur 1 im mittleren Teil der Sammelkammem 10, unterhalb dieser, montiert war. Die Lage der Verbindungskammer 13 kann somit in einer gewünschten Weise gewählt werden, was nicht von wesentlicher Bedeutung für die Funktion des Verdampfers ist In Figur 4 werden identische Bezugszeichen für identische Teile in
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