DD275619B5 - Fluessigkeitsverteilereinrichtung mit dampfabfuehrungssektion fuer gegenstromfallfilterverdampfer - Google Patents

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Anwendung der Erfindung erstreckt sich auf Flüssigkeitsverdampfung mit gleichzeitiger Stofftrennung, vornehmlich in der stoffwandelnden Industrie.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt ist eine Flussigkeitsverteilvorrichtung auf senkrechte Rohrbündel, insbesondere bei Fallfilmapparaten (Patentschrift DD 227332), die unter anderem einen tassenartigen TtJllenboden mit Tüllen in Form von Rohrhulsen, die mindestens einige Millimeter in die Verdampferrohre reichen, besitzt. Die Tüllen werden durch aufdemTullenboden liegende Tu I Ie nringe gehalten undsindoben ab dem Tu Henri ng bis zur TuII enober kante und unten innerhalb der Verdampferrohre mit Bohrungen versehen. Über dem Tullenboden befindet sich ein Lochboden, der Bohrungen jeweils zwischen drei benachbarten Tüllen und Dampfekamine, die hoher sind als der Rand des Lochbodens, aufweist. Durch einen Flussigkeitsstau auf dem justierbaren Tullenboden werden die Verdampferrohre über die Bohrungen in den Tüllen und die Tulleninnenwande gleichmaßig mit Flüssigkeit versorgt. Der Dampf strömt, der Flüssigkeit entgegengerichtet, ebenfalls innen durch die Tüllen. Die vergrößerte Berührungsfläche zwischen Dampf und Flüssigkeit in den Tu Ilen und zwischen Tullenboden und Dampfausgangsstutzen erhöht aber die Flussigkeitsmitreißrate Außerdem besteht durch Kalkablagerungen, Schmutz oder andere Feststoffe in der Flüssigkeit die Gefahr, daß sich die Locher in den Tüllen verengen oder zusetzen, so daß die Flüssigkeit nicht mehr gleichmaßig auf die Verdampferrohre verteilt wird.

Weiterhin bekannt ist ein Fallfilmverdampfer mit vertikalen Verdampferrohren und in den Rohren eingebauten Spiraldrahteinsatzen (Patentschrift SU 1 134210), dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatze im Querschnitt in Form eines Segments mit geraden Seiten ausgeführt sind, die an der Rohrinnenflache anliegen. Dieser Einsatz erzeugt eine gleichmaßige Filmstromung über die gesamte Rohrlange. Fur eine gleichmäßige Benetzung der Rohrinnenwande sorgen an ihrem oberen Ende befestigte Verteilerelemente, das heißt Tüllen, die in die Verdampferrohre reichen und einen Ringspalt bilden, durch den die Flüssigkeit auf die Innenflachen der Verdampferrohre gefuhrt wird. Der Dampf wird durch die Tüllen nach oben zum Dampf ausgangsstutzen gefuhrt. Der Spiraldrahteinsatz bewirkt erhöhte Druckverluste, die bei Vakuumverdampfung von großer Bedeutung sind, eine Erhöhung der Flussigkeitsmitreißrate, da die Flüssigkeit durch den Einsatz mehrmals ein Stuck in den gegenstromenden Dampf gefuhrt wird, und vergrößert die Verweilzeit der Flüssigkeit. Die gleichmaßige Flussigkeitsverteilung auf die Rohre kann nur durch einen Flüssigkeitsstand über allen Ringspalten garantiert werden.

Da jener an der Trennwand zum Heizmedium aufgebaut wird, besteht die Gefahr der Krustenbildung beziehungsweise Flussigkeitsschadigung durch hohe Temperatur bei entsprechender Verweilzeit

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, die Verbesserung der spezifischen Wärmeleistung und die Erhöhung der Stofftrennleistung bei der Verdampfung auch von zu Ablagerungen neigenden Flüssigkeiten zu erreichen, ohne Produktschadigungen durch erhöhte Temperaturen und Verweilzeiten zu erhalten

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flussigkeitsverteilereinnchtung mit Dampfabfuhrungssektion fur den Gegenstromfallfilmverdampfer zu entwickeln, die die zu verdampfende Flüssigkeit gleichmäßig auf die Rohre verteilt und den Dampf im Gegenstrom mit einem möglichst geringen Flussigkeitsanteil durch eine maximal mögliche räumliche Trennung von Flüssigkeit und gegenstromendem Dampf abfuhrt Es soll eine lange Verweilzeit der zu verdampfenden Flüssigkeit auf dem oberen Rohrboden vermieden werden Weiterhin soll die Flüssigkeit so auf den oberen Rohrboden auftreffen, daß die gleichmaßige Flussigkeitsverteilung und die Filmbildung nicht behindert werden Dies wird durch den erfmdungsgemaßen Aufbau erreicht Über dem horizontal ausgerichteten oberen Rohrboden des Gegenstromfallfilmverdampfers befindet sich der Tullenboden mit eingeschweißten Tullenrohren, die in die Verdampferrohre hineinragen und deren Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Verdampferrohre ist Die Tüllen sind am unteren Ende innen angefast

Über dem Tullenboden ist der Flussigkeitssammelboden mit den Flussigkeitsaufgaberohren befestigt Die Aufgaberohre, die hinsichtlich Durchmesser und Lange so gestaltet sind, daß sich ein Flüssigkeitsstand auf dem Flussigkeitssammelboden ausbildet, werden durch den Tullenboden gefuhrt und enden oberhalb des Rohrbodens genau mittig, bei Dreiecksteilung zwischen drei, bei quadratischer Teilung zwischen vier Verdampferrohren Zwischen Tullenboden und Flussigkeitssammelboden, quer zum Rohrbündel ist eine spezifische Mindestflache zur Gewahrleistung der Dampfabfuhrung und zur Vermeidung erhöhter Druckverluste vorgesehen

Über dem Flussigkeitssammelboden befindet sich eine Prallplatte, die die kinetische Energie der einströmenden Flüssigkeit vermindert und eine Vorverteilung auf dem Flussigkeitssammelboden bewirkt Die einzudampfende Flüssigkeit gelangt durch den Flussigkeitseintrittsstutzen auf die Prallplatte und von da auf den Flussigkeitssammelboden Dort bildet sich ein Flüssigkeitsstand aus, so daß alle Aufgaberohre gleichmaßig versorgt werden Durch die horizontale Ausrichtung des oberen Rohrbodens und durch den gleichmäßigen Abstand der Flussigkeitsauftreffstelle zu den angrenzenden Verdampferrohren wird deren gleichmäßige Beaufschlagung erreicht Der Flussigkeitsfilm gelangt vom oberen Rohrboden in den Ringspalt zwischen Tulle und Verdampferrohrinnenwand, der 1 bis 5 mm, vorzugsweise 2 mm, breit ist, und fließt nach unten Der gegenstromende Dampf gelangt innen durch die Tullenrohre zwischen Tüllen- und Flussigkeitssammelboden zum Dampfausgangsstutzen und wird nach außen abgeführt Die Tüllen unterbinden somit eine Behinderung oder ein Aufreißen des einströmenden Flussigkeitsfilmes Der freie spezifische Mindeststromungsquerschnitt der Dampfabfuhrungssektion zwischen Tüllen- und Flussigkeitssammelboden ist vorgesehen, um den Druckverlust, besonders bei der Arbeit im Unterdruckbereich, möglichst gering zu halten und mitgerissene Flüssigkeit weitgehend abzuscheiden

Ausfuhrungsbeispiele

Die Erfindung wird im folgenden an zwei Ausfuhrungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefugten Zeichnungen naher beschrieben Es zeigen

Fig 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil des Gegenstromfallfilmverdampfers

Fig 2 einen Ausschnitt aus der Figur 1

Fig 3 den Schnitt A-A bei Anwendung der Dreiecksteilung des Verdampferrohrspiegels und

Fig 4 den Schnitt A-A bei Anwendung der quadratischen Teilung des Verdampferrohrspiegels

Beispiel 1

In dem Gegenstromfallfilmverdampfer vom Durchmesser 584mm befindetsich ein oberer Rohrboden 1, in dem 55 Verdampferrohre 2 vom Durchmesser 38mm in Dreiecksteilung an ihrem oberen Ende befestigt sind Der Verdampfer wird nach außen durch die Haube 3 und die Zarge 4 begrenzt Durch die Haube 3 fuhrt der Flussigkeitseingangsstutzen 5 Unterhalb des Flussigkeitseingangsstutzens 5 ist die Prallplatte 6 in Form einer Kreisplatte mit drei Halteblechen an der Haube 3 befestigt Der Flussigkeitssammelboden 7 ist an der Zarge 4 des Rohrbundelverdampfers befestigt In den Flussigkeitssammelboden 7 sind 23 Aufgaberohre 8 mit einem Durchmesser von 14mm eingeschweißt, die 15mm über dem oberen Rohrboden enden In dem Tullenboden 9 sind 55 Tüllen 10 befestigt, die in die Verdampferrohre 2 20mm hineinreichen und mit diesen einen Ringspalt 11 von 2mm Breite bilden Die Tu Ilen 10 werden in den Tullenboden 9 eingeschweißt und sind an ihrem unteren Ende innen mit einem Winkel von 60 Grad, bezogen auf die Horizontale, angefast

Die Flüssigkeit gelangt über den Flussigkeitseingangsstutzen 5, die Prallplatte 6, den Flussigkeitssammelboden 7 und die Aufgaberohre 8 auf den oberen Rohrboden 1 und bildet sich zum Flussigkeitsfilm aus, der über den Ringspalt 11 an der Verdampferrohrinnenwand entlang fließt und teilweise verdampft Der gegenstromende Dampf gelangt durch die unten mit einer Innenfase 12 versehenen Tüllen 10 in den Raum zwischen Tullenboden 9 und Flussigkeitssammelboden 7 und tritt durch den Dampfausgangsstutzen 13 aus

Beispiel 2

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 sind die Verdampferrohre 2 in quadratischer Teilung angeordnet, was eine damit verbundene unterschiedliche Anzahl an Aufgaberohren 8 bedingt. Alle anderen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bleiben gleich. Bei Anwendung der quadratischen Teilung des Verdampferrohrspiegels werden bei gleicher Anzahl an Verdampferrohren 2 weniger Aufgaberohre 7 benötigt als bei der Dreiecksteilung, aber es werden auch weniger Verdampferrohre 2 im Gegenstromfallfiimverdampfer untergebracht.

Claims (5)

1. Flüssigkeitsverteilereinrichtung mit Dampfabführungssektion für Gegenstromfallfilmverdampfer, die einen Tüllenboden und einen Flüssigkeitssammelboden mit Aufgaberohren sowie eine Prallplatte über dem oberen Rohrboden besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß sich über dem horizontal ausgerichteten oberen Rohrboden (1) des Gegenstromfallfilmverdampfers der mit dem Mantel des Verdampfers fest verbundene Tu Ilen boden (9) mit den daran befestigten Tüllen (10), die

*jn die Verdampferrohre (2) hineinragen und mitdiesen einen Ringspalt (11) bilden, befindet und daß übendem Tüllenboden, an der Zarge (4) des Gegenstromfallfilmverdampfers der Flüssigkeitssammelboden (7) mit den Aufgaberohren (8) befestigt ist, wobei die Aufgaberohre durch den Tüllenboden geführt werden und oberhalb des oberen Rohrbodens, genau mittig zu den angrenzenden Rohren, enden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Flüssigkeitsaufgaberohr bei Dreiecksteilung des Verdampferrohrspiegels drei Verdampferrohre zugeordnet sind, wobei das Flüssigkeitsaufgaberohr in der Mitte über diesen Verdampferrohren angeordnet ist und einen Innendurchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des Kreises, der die Innendurchmesser der drei Verdampferrohre tangiert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung der quadratischen Teilung des Verdampferrohrspiegels einem Flüssigkeitsaufgaberohr vier Verdampferrohre zugeordnet sind, wobei das Flüssigkeitsaufgaberohr in der Mitte über diesen Verdampferrohren angeordnet ist und einen Innendurchmesserhat, der kleiner ist als der Durch messer des Kreises, der die Innendurchmesser der vier Verdampferrohre tangiert.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt zwischen Tüllenaußenwand und Heizrohrinnenwand 1-5mm, vorzugsweise 2mm, breit ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tu 11 en am unteren Ende innen angefast sind.