DE1113679B

DE1113679B - Verfahren zur Entnahme von Waerme aus den gesaettigten Brueden mehrstufiger Verdampferanlagen

Info

Publication number: DE1113679B
Application number: DEM41614A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Unland
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1959-05-23
Filing date: 1959-05-23
Publication date: 1961-09-14

Description

Verfahren zur Entnahme von Wärme aus den gesättigten Brüden mehrstufiger Verdampferanlagen In mehrstufigen Verdampferanlagen mit Brüdenheizung kommt es oft vor, daß in einem Verdampfer mehr Brüden entstehen, als im Heizkörper der nachfolgenden Stufe ausgenutzt werden sollen oder können. Beispielsweise kann der Fall eintreten, daß die aus einem Verdampfer anfallende Brüdenmenge mit Rücksicht auf die in der nächsten Eindampfstufe zu erreichende Konzentration der einzudampfenden Flüssigkeit verringert werden muß.
Wenn ein Brüdenüberschuß im Heizkörper eine beträchtliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit hervorruft, dann kann er auch den Wärmeaustausch im Heizkörper verschlechtern. Dann werden nämlich auch die Druckverluste in den Heizkörpern verhältnismäßig groß und bedingen eine Erniedrigung der Sattdampftemperatur des Dampfes. Das kann sich insbesondere dann nachteilig auswirken, wenn die Eindampfstufen in einem tieferen Vakuum arbeiten, weil dann ein bestimmter Druckverlust ein wesentlich größeres Absinken der Sattdampftemperatur zur Folge hat als beispielsweise bei Atmosphärendruck.
Es ist bekannt, in mit Brüden beheizten Verdampferanlagen auftretende Brüdenüberschüsse durch Berieseln mit Wasser, z. B. Kondensat, niederzuschlagen, wobei der Wärmeinhalt der Brüden an das Wasser übergeht und mit diesem selbst oder als dessen Dampf wieder nutzbar gemacht werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entnahme von Wärme aus den gesättigten Brüden mehrstufiger Verdampferanlagen durch direkten Wärmeaustausch mit Kondensat. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein gewünschter Anteil der Brüden vor Eintritt in den Heizkörper mit Brüdenkondensat einer nachfolgenden Verdampferstufe niedergeschlagen wird. Das Gemisch von Brüden und Kondensat kann in an sich bekannter Weise durch den Heizkörper geführt werden. Ein gewünschter Brüdenanteil kann jedoch auch vor dem Heizkörper abgezweigt und durch einen mit Kondensat berieselten Skrubber geführt werden.
Die von dem Kondensat aufgenommene Wärme kann anschließend an einer anderen Stelle der Eindampfanlage, z. B. zum Aufwärmen der einzudampfenden Flüssigkeit, oder außerhalb derselben, z. B. in Heizungsanlagen, weiterverwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, die Betriebszustände der einzelnen Stufen in mehrstufigen Verdampferanlagen mit einfachen Mitteln und bei geringsten Wärmeverlusten einander anzugleichen.
Einer weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die Abb. 1 bis 4, in welchen Anlagen und Anlageteile zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise und schematisch dargestellt sind. In Abb. 1 und 2 ist jeweils eine Stufe einer mehrstufigen, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens betriebenen Anlage dargestellt; Abb. 3 und 4 zeigen zwei Flüssigkeitsverteiler zur Verwendung in einer Anlage gemäß Abb. 1.
In den Abbildungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die Abb. 1 und 2 zeigen je eine Eindampfstufe einer mehrstufigen Eindampfanlage mit dem Heizkörper 1 und dem Ausdampfer 2. Die einzudampfende Flüssigkeit wird aus der Stufe mit der nächsthöheren Temperatur durch die Leitung 9 in denAusdampfer 2 eingespeist. Aus dem Ausdampfer 2 wird die einzudampfende Flüssigkeit mit Hilfe der Umwälzpumpe 6 durch die Umwälzleitung 3 4 und 5 und durch den Heizkörper 1 gefördert. Die in dem Heizkörper erwärmte Flüssigkeit wird in dem Ausdampfer 2 entspannt, wobei sich Brüden entwickeln, die durch die Leitung 7 in die nächste Eindampfstufe bzw. zum Kondensator geleitet werden. Aus der Umwälzleitung 4 wird eine Teilmenge entnommen und durch die Leitung 8 in den Ausdampfer der brüdenseitig nachgeschalteten Eindampfstufe gefördert bzw. als Fertigkonzentrat aus der Eindampfanlage abgeführt. Die Heizkörper werden durch die Leitungen 14 entlüftet.
Gemäß Abb. 1 wird der Heizkörper 1 durch Brüden beheizt, der aus dem Ausdampfer, mit der nächsthöheren Brüdentemperatur ankommend, durch die Leitung 10 strömt. In einem Teilstück der Brüdenleitung sind Einbauten 18 vorgesehen, mit deren Hilfe das in der nachgeschalteten Eindampfstufe an- fallende Kondensat, das mittels der Pumpe 13 durch die Leitungen 11 und 12 in die Brüdenleitung 10 gefördert wird, fein verteilt werden kann. Das zugeführte Kondensat wird in den Brüdenleitungen auf dem Wege zu dem Heizkörper bei gleichzeitiger Verringerung der Brüdenmenge erwärmt und dem Heizkörper zusammen mit dem in ihm gebildeten Kondensat durch die Leitung 15 entnommen. Die Pumpe 16 fördert das Kondensat nunmehr durch die Leitung 17 zu der Stelle, an der die gewonnene Wärme verwertet werden soll, oder zur weiteren Erwärmung in einer wärmeren Verdampferstufe.
Zwei Vorrichtungen, die als flüssigkeitsverteilende Einbauten 18 in der Anlage gemäß Abb. 1 Verwendung finden können, sind in den Abb. 3 und 4 dargestellt.
Der Flüssigkeitsverteiler gemäß Abb. 3 besteht aus einem Rohrstück 50 mit einem gegenüber der Brüdenleitung 51 erweiterten Querschnitt. Innerhalb des Rohres 50 ist am oberen Ende, das die Brüdeneintrittsseite ist, ein Ringverteiler 52 mit seitlich nach außen geführtem Anschluß 53 angeordnet. Die Austrittsöffnungen für die einzuführende Flüssigkeit sind schräg nach oben gerichtete Bohrungen 54 in dem Ringverteiler 52. Unterhalb des Ringverteilers 52 sind konische Umlenkkörper 55 in dem Durchgang des Rohres 50 angeordnet. Zwischen diesen ist die nach unten verjüngte kegelstumpfförmige Leitfläche 56 angebracht.
In der Vorrichtung gemäß Abb. 4 sind in dem gegenüber der Brüdenleitung 60 erweiterten Rohrstück 61 drei Ringverteiler 62, 63, 64 übereinander angeordnet. Sie sind über seitliche Anschlüsse 65 mit einer Flüssigkeitszuleitung 66 verbunden. Unterhalb der Ringverteiler ist ein Umlenkkörper 67 angebracht.
In den beiden Vorrichtungen wird die zu verteilende Flüssigkeit den von oben einströmenden Brüden entgegengesprüht. Durch die feine Verteilung der beiden Phasen ineinander vollzieht sich der Temperaturausgleich unter teilweiser Kondensation der Brüden rasch. Durch die Umlenkflächen wird der nasse Brüdenstrom umgelenkt und schließlich auf die Rohrwand geleitet, auf der die Flüssigkeit dann als Film abwärts fließt.
Gemäß Abb. 2 erfolgt die Wärmeentnahme aus dem Brüden mit Hilfe eines Skrubbers 24. Der aus der Stufe mit der nächsthöheren Temperatur durch die Leitung 10 ankommende Brüden wird zum Teil durch die Leitung 25 in den Heizkörper 1 geführt und hier kondensiert. Ein anderer Teilstrom gelangt durch die Leitung 26 in den Skrubber 24. Dieser wird mit Kondensat aus der brüdenseitig nachgeschalteten Eindampfstufe beaufschlagt, das mittels der Pumpe 13 durch die Leitungen 11 und 12 in den Skrubber gefördert wird. Das im Skrubber erwärmte Kondensat wird mit kondensierten Brüden aus dem Heizkörper 1 in der Leitung 15 vereinigt und mittels der Pumpe 16 durch die Leitung 17 zu der Stelle, an der die gewonnene Wärme verwendet werden soll, gefördert. Der Skrubber 24 wird durch die Leitung 21 entlüftet. Die durch die Leitungen 17 abströmende erwärmte Flüssigkeit kann vor Ausnutzung der Wärme in gleicher Weise in einer oder mehreren anderen Verdampferstufen weitererwärmt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Entnahme von Wärme aus den gesättigten Brüden mehrstufiger Verdampferanlagen mit Brüdenheizung durch direkten Wärmeaustausch mit Kondensat, dadurch gekennzeichnet, daß ein gewünschter Anteil der Brüden vor Eintritt in den Heizkörper mit Brüdenkondensat einer nachfolgenden Verdampferstufe niedergeschlagen wird, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von Brüden und Kondensat in bekannter Weise durch den Heizkörper geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gewünschter Brüdenanteil vor dem Heizkörper abgezweigt und in bekannter Weise durch einen mit Kondensat berieselten Skrubber geführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 419432, 435589, 451 973.