CH678280A5

CH678280A5 - Controlling coordinated multi-evapn. stages - by maintaining liq. level with float-controlled discharge apertures in floor of each stage

Info

Publication number: CH678280A5
Application number: CH394/89A
Authority: CH
Inventors: Hans Rudolf Weber
Original assignee: Krebs & Co Ag
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1991-08-30

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln und Koordinieren von Verdampfungsvorgängen in den einzelnen Stufen eines Mehrstufenverdampfers, welche in gegenseitiger Abhängigkeit stehen.

Für das Eindampfen von Meerwasser, bei Meerwasser-Entsalzungsanlagen, Eindicken von Fruchtsäften, Milch und dgl. sowie in Chemieprozessen, z.B. Konzentrierung von Natronlauge, dienen bekanntlich Mehrstufenverdampfer. In diesen müssen die einzelnen Stufen auf Konstanthaltung des Druckes und damit der Temperatur der zu behandelnden Lösung vorgesehen werden, was meist mittels entsprechender Vakuumpumpen und Ventilen erfolgt. Dies bedingt teure und komplizierte Einrichtungen an den Mehrstufenverdampfern sowie vielfach zwecks genauer Einhaltung der Werte eine entsprechende Regulierapparatur.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung, um dieses Problem auf einfachere und damit billigere und betriebssicherere Art zu lösen.

In diesem Sinne zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren nach dem Inhalt des Anspruchs 1 aus.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.

Es zeigen in rein schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Sechsstufen-Eindampfanlage mit den hauptsächlichsten Betriebselementen,
Fig. 2 bis 4 drei unterschiedliche Ausführungsarten der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Einbau in eine Mehrstufen-Eindampfanlage, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 5, 6 die gegenseitige Beeinflussung der Parameter in schematischer Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Sechsstufen-Eindampfanlage 1 ersichtlich, mit einer Kolonnenwand 2 und den Stufen 3, 4, 5, 6, 7 und 8. Diese Stufen sind durch Stufenböden 9 voneinander getrennt. In jeder Stufe findet bei einer der Stufe entsprechenden Temperatur und dazugehörigem Sattdampfdruck eine Verdampfung der Flüssigkeit aus der Lösung statt. Diese verdampfte Flüssigkeit, normalerweise Wasserdampf, gelangt in einen Kondensator 10, wird dort kondensiert und fliesst durch Leitungen 11 in einen Sammelbehälter 12, von wo das Kondensat mittels einer Destillatpumpe 13 abgepumpt wird.

Die zu behandelnde Lösung wird mittels einer Pumpe (nicht dargestellt) durch einen Wärmetauscher 15 geschickt, wo die Lösung entsprechend auf die notwendige Temperatur erhitzt wird. Darauf wird sie dem Verdampfer zugeführt.

Eine Vakuumpumpe 18 hält den vorgesehenen Druck bzw. das Vakuum in der Eindampfanlage 1 aufrecht. Die Flüssigkeitsentleerung erfolgt mit Hilfe einer Flüssigkeitspumpe 19.

In den Fig. 2 bis 4 ist je ein Ausschnitt aus einer Stufe, hier der Stufe 4 mit dem Bezugszeichen 6 dargestellt. Das jeweils von der vorhergehenden Stufe abfliessende Produkt in Form einer mehr oder weniger konzentrierten Lösung, strömt von oben auf den Stufenboden 9. Dieser ist mit einem Ventilsitz und entsprechender Abflussöffnung 22 versehen, welche mittels eines Ventils 23, wie dargestellt, geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Das Ventil 23 ist über ein Gestänge mit einem Schwimmer 24 verbunden.

In den Fig. 3 und 4 ist je eine entsprechende Führung 26 bzw. eine Führungsstange 30 vorgesehen, die der Führung des jeweiligen Schwimmers 27 bzw. 31 dient.

Die beschriebene Anlage wird wie folgt betrieben:

Die zu behandelnde Lösung bzw. Suspension gelangt in die erste Stufe des Eindampfers. Entsprechend dem vorhandenen Druck verdampft ein Teil des Lösungsmittels. Dessen Brüden strömen in den Kondensator 10, wo sie verflüssigt werden und anschliessend durch die Leitung 11 in den Sammelbehälter 12 gelangen.

Entspricht nun die Temperatur des zu behandelnden Gutes bei konstantem Flüssigkeits-Zulaufvolumen nicht dem vorhandenen Druck, indem diese Temperatur beispielsweise höher ist als die Sattdampftemperatur bei diesem Druck, verdampft massenbezogen eine Menge, welche grösser ist als die zugeführte Flüssigkeitsmenge, vermindert um die Bodenöffnung 22 abfliessende Flüssigkeitsmenge. Das Niveau der Flüssigkeitsmenge auf dem Stufenboden 9 sinkt ab.

Damit schliesst das Ventil 23 die Bodenabflussöffnung 22. Der Unterdruck resp. Verdampfungsdruck über dem Boden steigt infolge unterbundener Evakuierung durch die Bodenabflussöffnung 22; die Verdampfungsmenge wird dadurch reduziert, und so steigt auch wieder das Niveau der Flüssigkeit auf dem Boden. Der Reguliervorgang beginnt wieder von vorn und setzt sich zyklisch fort, bis wieder ein stationäres Betriebsverhalten erreicht ist.

Bei konstanter Zulauftemperatur, aber beispielsweise zu grosser Flüssigkeits-Zulaufmenge, steigt das Flüssigkeitsniveau auf dem Boden; das Ventil 23 öffnet sich; der Verdampfungsdruck nimmt infolge erhöhter Evakuierung ab und somit steigt die Verdampfungsmenge wieder an. Diese Vorgänge wiederholen sich.

Die auf diese Art und Weise voneinander abhängigen Parameter und die Folge von deren Änderung sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Die zu diesen Figuren gehörenden Zeichen sind, pro Verdampferstufe betrachtet, die folgenden:
Tzu = Flüssigkeitszulauftemperatur
Qverd = Verdampfungsmenge
Niveau= Flüssigkeitsniveau der Stufe
Ventil= niveaugesteuertes Bodenablaufventil
Verd. Druck = Verdampfungsdruck in der Stufe
Qverd = Verdampfungsmenge in der Stufe

In den Fig. 3 und 4 sind Vorrichtungen ersichtlich, welche grundsätzlich gleich arbeiten.

Damit wird auf einfachste Art und Weise eine Regulierung der Verdampfungsmenge in relativ engen Grenzen erreicht, wobei durch dieses Vorgehen auf einfache Weise die entsprechenden Verdampfungstemperaturen bzw. Drücke eingestellt werden.

Claims

1. Verfahren zum Regeln und Koordinieren von Verdampfungsvorgängen in den einzelnen Stufen eines Mehrstufenverdampfers, welche in gegenseitiger Abhängigkeit stehen, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel regelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel über die Verdampfungsmengen regelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel über die Verdampfungstemperatur regelt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel über die Verdampfungsdrücke regelt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Flüssigkeitsspiegel in jeder Stufe mit mindestens einem niveaugesteuerten Bodenauslaufventil regelt.

6.

Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verdampfungsstufe mit einem niveaugesteuerten Abflussventil versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Stufe mindestens ein niveaugesteuertes Bodenauslaufventil vorgesehen ist.

8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für die Wasseraufbereitung oder die Eindickung bei Prozessen in der Chemie und der Lebensmittelherstellung. 1. Verfahren zum Regeln und Koordinieren von Verdampfungsvorgängen in den einzelnen Stufen eines Mehrstufenverdampfers, welche in gegenseitiger Abhängigkeit stehen, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel regelt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel über die Verdampfungsmengen regelt. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel über die Verdampfungstemperatur regelt. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Stufen den Flüssigkeitsspiegel über die Verdampfungsdrücke regelt. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Flüssigkeitsspiegel in jeder Stufe mit mindestens einem niveaugesteuerten Bodenauslaufventil regelt. 6.

Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verdampfungsstufe mit einem niveaugesteuerten Abflussventil versehen ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Stufe mindestens ein niveaugesteuertes Bodenauslaufventil vorgesehen ist. 8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für die Wasseraufbereitung oder die Eindickung bei Prozessen in der Chemie und der Lebensmittelherstellung.