DE1123348B

DE1123348B - Device for continuous evaporation of cooling brine under vacuum

Info

Publication number: DE1123348B
Application number: DEH36312A
Authority: DE
Inventors: Erwin Lothar Holland-Merten
Original assignee: ERWIN LOTHAR HOLLAND MERTEN
Current assignee: ERWIN LOTHAR HOLLAND MERTEN
Priority date: 1959-05-06
Filing date: 1959-05-06
Publication date: 1962-02-08

Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Eindampfen von Kühlsole unter Vakuum Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Eindampfen von Kühlsole im Dünnschichtverfahren unter hohem Vakuum.Device for continuous evaporation of cooling brine under vacuum The invention relates to a device for the continuous evaporation of cooling brine in the thin-film process under high vacuum.

Die bekannten Vorrichtungen dieser Art nehmen viel Raum in Anspruch und die eingebauten Heiz-und Kühlflächen liegen weit auseinander, so daß zwischen dem Verdampfungs- und Kondensationsraum erhebliche Druckverluste eintreten.The known devices of this type take up a lot of space and the built-in heating and cooling surfaces are far apart so that between Significant pressure losses occur in the evaporation and condensation space.

Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Eindampfen von Kühlsole im Dünnschichtverfahren unter hohem Vakuum so zu gestalten, daß sie bei gesteigerter Leistung eine gedrängte Bauart besitzt und die Heiz-und Kühlflächen im gleichen Vakuumraum einander unmittelbar gegenüberliegen, so daß Druckverluste nur in ganz geringem Maße eintreten.The aim of the invention is now to provide a device for continuous To design the evaporation of cooling brine in the thin-film process under high vacuum in such a way that that it has a compact design with increased performance and the heating and Cooling surfaces in the same vacuum space are directly opposite one another, so that Pressure losses occur only to a very small extent.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein aufrecht stehendes, unten geschlossenes und oben offenes Standrohr vorgesehen, in dem ein bis dicht an seinen Boden geführtes Zulaufrohr für die zu verdampfende Dünnsole untergebracht ist und ein das Standrohr umgebender Heizmantel angeordnet ist, über den die an der oberen Öffnung des Standrohres austretende Kühlsole in an sich bekannter Weise herabrieselt, wobei der berieselte Heizmantel mit Abstand von einer Kühlschlange umgeben ist, die in einem sie umfassenden, allseitig geschlossenen Vakuumgefäß angeordnet ist.To achieve this goal, according to the invention, an upright, A standpipe that is closed at the bottom and open at the top is provided, in which one up tightly The inlet pipe for the thin brine to be evaporated is located at its bottom and a heating jacket surrounding the standpipe is arranged over which the on the cooling brine exiting the upper opening of the standpipe in a manner known per se trickles down, with the sprinkled heating jacket at a distance from a cooling coil is surrounded, which is arranged in a vacuum vessel encompassing them, closed on all sides is.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist ferner zwischen den berieselten Heizmantel und die Kühlschlange ein System von Abschirmflächen gestellt, die eine unmittelbare Wärmestrahlung vom Heizmantel auf die Kühlschlange verhindern.According to a further embodiment of the invention is also between the sprinkled Heating jacket and the cooling coil put a system of shielding surfaces, the one Prevent direct heat radiation from the heating jacket to the cooling coil.

Es ist ferner die Zuleitung der eingedrückten Sole zur Vakuumpumpe mit einem von einem Kühlmittel durchflossenen Wärmeaustauscher ausgerüstet.It is also the feed line for the injected brine to the vacuum pump equipped with a heat exchanger through which a coolant flows.

Diese Anordnung des Wärmeaustauschers ist zur Erreichung eines hohen Vakuums besonders vorteilhaft. Die Höhe des Vakuums hängt vom Dampfdruck der durch die Pumpe abgeförderten Flüssigkeit ab. und daher ist es wichtig, daß die abzufördernde Sole vor Eintritt in die Pumpe auf eine möglichst tiefe Temperatur mit Hilfe des Wärmeaustauschers gebracht wird.This arrangement of the heat exchanger is to achieve a high Vacuum particularly advantageous. The amount of vacuum depends on the vapor pressure of the through the pump discharges the liquid. and therefore it is important that the Brine to the lowest possible temperature before entering the pump using the Heat exchanger is brought.

An Hand der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise beschrieben und dargestellt.The invention is described, for example, with reference to the drawing and shown.

Die einzudampfende Dünnsole wird über das Regelventil l zugeführt und gelangt über die aus vielen Windungen bestehende Kühlschlange 2 in das senkrechte Rohr 3, aus dem es im Bereiche des Bodens 4 des zentralen Standrohres 5 austritt. Sie steigt im Standrohr 5 nach oben und tritt über seine obere Öffnung 6 aus.The thin brine to be evaporated is fed in via the control valve l and reaches the vertical via the cooling coil 2, which consists of many windings Pipe 3 from which it emerges in the area of the bottom 4 of the central standpipe 5. It rises in the standpipe 5 and exits through its upper opening 6.

Mit Hilfe des Regelventils 1 wird der Zustrom der Sole so eingestellt, daß sich die bei 6 austretende Sole in dünner Schicht über die domartige Abdeckfläche 7 des Heizmantels 8 ausbreitet. Am Rande dieses Heizmantels 8 bzw. an seiner zylindrischen Fläche 9 rieselt die Sole dann allmählich abwärts.With the help of the control valve 1, the inflow of the brine is adjusted so that that the brine emerging at 6 spreads in a thin layer over the dome-like cover surface 7 of the heating jacket 8 spreads. At the edge of this heating jacket 8 or on its cylindrical Surface 9 the brine then gradually trickles downwards.

Zur Erzielung einer großen Rieselfläche ist die Außenwand 9 des Heizmantels 8 mit einem GazL-überzug 10 ausgerüstet. Er ist bis über das obere Ende der zylindrischen Seitenwandung 9 hinausgeführt und bildet auf diese Weise einen Ringraum, der mit keramischen Körpern, z. B. Raschigringen, ausgefüllt ist.To achieve a large flow area, the outer wall 9 of the heating jacket 8 is equipped with a GazL coating 10. It is led beyond the upper end of the cylindrical side wall 9 and in this way forms an annular space that is filled with ceramic bodies, e.g. B. Raschig rings, is filled.

Durch diese Ausbildung soll ein gleichmäßiger Abfluß der aus dem überlauf 6 austretenden Sole unter Vermeidung von Spritzverlusten erzielt werden.This training should ensure a uniform outflow from the overflow 6 escaping brine can be achieved while avoiding splash losses.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ringraum innerhalb des Zylinders 9 mit Wasser gefüllt. Es wird mit Hilfe der Heizelemente 11, 12, die elektrisch beheizt sind, in dem erforderlichen Maße erwärmt. Die Beheizung des Heizmantels 8 kann aber auch in anderer Weise erfolgen.In the embodiment shown, the annular space is within the Cylinder 9 filled with water. It is with the help of the heating elements 11, 12, which are electrical are heated, heated to the required extent. The heating of the heating jacket 8 can also be done in another way.

Zwischen die von der Kühlsole berieselte Fläche 9, 10 und die Kühlschlange 2 sind Abschirmflächen 13 gestellt. Diese verhindern eine unmittelbare Wärmestrahlung vom Zylinder 9 auf die Kühlschlange 2.Between the surface 9, 10 sprinkled by the cooling brine and the cooling coil 2 shielding surfaces 13 are provided. These prevent direct heat radiation from cylinder 9 to cooling coil 2.

Die beim Herabrieseln der Dünnsole über die Wandungen 9, 10 entstehenden Brüdendämpfe gelangen durch die Öffnungen zwischen den Abschirmflächen 13 hindurch. Sie werden dabei an den Windungen der Kühlschlange 2 abgekühlt und kondensieren sich. Das Kondensat tropft ab und sammelt sich in dem Ringraum 14. Da dauernd ein Herabrieseln der Sole an der Zylinderwand 9, 10 erfolgt und laufend neue Brüdendämpfe entwickelt werden, die ihre Wärme an die Kühlschlange 2 abgeben, wird die Dünnsole beim Fließen durch die Kühlschlange 2 allmählich erwärmt. Sie tritt daher bereits in vorerwärmtem Zustande am unteren Ende 4 des Standrohres 5 in dieses ein.The vapor vapors produced when the thin brine trickles down over the walls 9, 10 pass through the openings between the shielding surfaces 13. They are cooled on the turns of the cooling coil 2 and condense. The condensate drips off and collects in the annular space 14. Since the brine continuously trickles down the cylinder wall 9, 10 and new vapor vapors are constantly being developed, which give off their heat to the cooling coil 2, the thin brine, as it flows through the cooling coil 2 gradually warmed up. It therefore occurs in the preheated state at the lower end 4 of the standpipe 5 in this.

Die in der unteren Abschirmfläche 15 sich ansammelnde eingedickte Sole wird über die Leitung 16 von der Vakuumpumpe 17 abgesaugt. Um ihren Dampfdruck möglichst niedrig zu halten, liegt diese Leitung 16 innerhalb eines Wärmeaustauschers 18, dem ein Kühlmittel zugeführt wird, das bei 19 ein-und bei 20 austritt.The thickened brine that collects in the lower shielding surface 15 is sucked off by the vacuum pump 17 via the line 16. In order to keep its vapor pressure as low as possible, this line 16 is located within a heat exchanger 18 to which a coolant is fed, which enters at 19 and exits at 20.

Die Menge der von der Vakuumpumpe 17 abgeförderten Sole wird mit Hilfe des Mengenmessers 21 gemessen.The amount of the brine conveyed away by the vacuum pump 17 is determined with the aid of the flow meter 21 measured.

Das sich im Ringraum 14 ansammelnde Kondensat wird über die Leitung 22 einem automatisch arbeitenden Kondenswasserableiter 23 zugeführt. In diesen Ringraum 14 ragt auch der Vakuumabsaugstutzen 24 der Vakuumpumpe 17 hinein. In ihn mündet auch die Leitung 16, in der die eingedickte Kühlsole von der Pumpe 17 angesaugt wird. Das von der Vakuumpumpe angesaugte Gemisch wird über die Leitung 25 in den Abscheider 26 gedrückt. Die Abluft entweicht dabei durch die obere Öffnung 27, während die Sole in dem Rohr 28 abwärts fließt und schließlich durch die Leitung 29 austritt.The condensate that collects in the annular space 14 is fed to an automatically operating condensate drain 23 via the line 22. The vacuum suction nozzle 24 of the vacuum pump 17 also protrudes into this annular space 14 . The line 16, in which the thickened cooling brine is sucked in by the pump 17 , also opens into it. The mixture sucked in by the vacuum pump is pressed into the separator 26 via the line 25. The exhaust air escapes through the upper opening 27, while the brine flows downward in the pipe 28 and finally exits through the line 29.

Der Zylinder 30, der gemeinsam mit der Bodenplatte 31 den eigentlichen Vakuumbehälter bildet, innerhalb dessen die Eindickung der Sole erfolgt, kann zur besseren Wärmeisolierung mit einer entsprechenden isolierenden Schicht an seiner Außenseite versehen sein.The cylinder 30, which together with the base plate 31 forms the actual vacuum container within which the brine is thickened, can be provided with a corresponding insulating layer on its outside for better thermal insulation.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for the continuous evaporation of cooling brine in the thin-film process under a high vacuum, characterized in that an upright standpipe (5), closed at the bottom and open at the top, is provided, in which a feed pipe (4) led up to its bottom (4) is provided. 3) is accommodated for the thin brine to be evaporated and a heating jacket (8) surrounding the standpipe (5) is arranged over which the cooling brine emerging at the upper opening (6) of the standpipe (5) trickles down in a known manner, the The sprinkled heating jacket (8, 9, 10) is surrounded at a distance by a cooling coil (2) which is arranged in a vacuum vessel (30, 31) that encompasses it and is closed on all sides . 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the sprinkled heating jacket (8, 9, 10) and the cooling coil (2) shielding surfaces (13, 15) are placed, which direct heat radiation from the heating jacket (8, 9, 10) on the cooling coil (2) . 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the feed line (16) of the thickened brine to the vacuum pump (17) is equipped with a heat exchanger (18) through which a coolant flows. 4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the discharge line (16) for the thickened brine opens into the suction nozzle (24) of the vacuum pump (17) so that it conveys the sucked air and the thickened brine together into the atmosphere . 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that a flow meter (21) is installed in the suction line (16) leading to the vacuum pump (17 ) for the thickened brine. 6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that an automatic condensate drain (23) is installed in the condensate drain (22). 7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the outer wall (9) of the heating jacket (8) with a surface enlarger, for. B. is provided with a gauze jacket. B. Apparatus according to claim 1 to 7, characterized in that the gauze jacket (10) projects beyond the heating jacket (9) at its upper end and the space formed thereby with ceramic bodies, e.g. B. Raschig rings, is filled. References considered: U.S. Patent No. 2,631,018.