DE1519552A1

DE1519552A1 - Mehrstufenschnellverdampfanlage

Info

Publication number: DE1519552A1
Application number: DE19651519552
Authority: DE
Inventors: Williamson William Rodger
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1964-03-23
Filing date: 1965-03-23
Publication date: 1970-06-18
Also published as: SE326156B; US3281334A; GB1051622A; NL6503411A

Description

American Macliine & foundry Company, New York, IL·Y./USA Eehrötufenschnellyerdampfanlage

Die Erfindung betrifft allgemein eine Destillationsapoaratiir und "insbesondere eine steuerbare Gestaltung einer !.lenrstuf enschnelldestillationsapparatur bzw« einer unter Entspannung arbeitenden Mehrstufendestillationsanlage*

Ein Ziel der Erfindung besteht in -einer billigen Steuereinheit, die in Entspannungsdestillationsanlagen sowohl von niedriger bis mäßiger Kapazität als auch von hoher Kapazität eingebaut werden lcann.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in einer Mehrstufendestillationsapparatur, bei der das Problem der Abdichtung oder des Abschlusses zwischen den Stufen erheblich vereinfacht ist*

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einer Mehrstxtfendest illationsapparatur mit mechanisch zusammengesetzten Entspannungskammern* die unter Ausbildung einer Einheit von jeder gewünschten Kapazität zu3amm enge fügt werden "können·.

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Tiele .weitere'Zielstellungen, Vorteile und lierkmale der Erfindung liegen in der speziellen konstruktion,. Kambination und Anordnung der bei der Ausführungsform der Erfindung einbezogenen Teile, sowie ihrer praktischen Ausführung, wie sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ergibt, worin

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch eine Mehrstufenverdampfungsanlage, die aus Einheiten gemäß der Erfindung zusammengesetzt ist,

Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt entlang Linie 2-2 der

Mg. 1, ■ ■ ...

Figo.3 einen waagerechten Schnitt durch ein Bruchstück einer Kehrstufenverdampfungsanlage entlang Linie 2-2 der

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Satzes von Kondensationsschlangen, die aus einer Einheit gemäß'der Erfindung^: entnommen sind, ' "

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer SchnellVerdampfungseinheit gemäß der Erfindung und

Fig„ 6 einen senkrechten Querschnitt durch eine Yerdampfungseinheit gemäß der Erfindung darstellen* ■

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In den Zeichnungen sind in einzelnen in den Pig. 1, 2 und die zusammengesetzten Einheiten 10 wiedergegeben, die miteinander unter Ausbildung der liehrstufenentspannungsverdampfungsanlage gemäß der Erfindung verbunden sind. Jede Einheit 10 hat eine Rückwand 11, aus der die äußere kreisförmige Umfassungswand 12 vorspringt. Eine innere Wand 13 erstreckt sich von der Rückwand 11 innerhall· der äußeren kreisförmigen ümfassungsvvand 12 nach vorne. Jede innere Ύ/and 13 begrenzt eine Entspannun^sverdampiungskammer, und der Abstand zwischen der inneren Wand 13 und der äußeren Umfassungswand 12 "begrenzt eine Kondensat!onskaran er.

¹ gegebenenfalls.
Eine öffnung 14/mit einwärts und abwärts gerichteten Lippen 15 ist in der inneren -Wand l'i ausgebildet, um eine Verbindung zwischen der Verdampfungskammer und der Kondensat!onslcanmer herzustellen. Jede Rückwand 11 enthält eine öffnung 16, durch die erhitzte Flüssigkeit zur Entspannung zu Dampf in einer nachfolgenden Verdampfungskammer geführt wird.Zwei Abler.:·:- flächen 17 und 18 sind am Boden der inneren Y.^rand 13 um eine öffnung 16 herum nach aufwärts stehend angebracht. Die Ablenkflachen 17 und, IS erstrecken sich von einer Rückwand 11 nacl: vorne und sind gegeneinander geneigt. Die AbIerik-flachen 1^Π und 18 erstrecken sich nicht völlig durch die Länge einer Einheit 10, um eine anstoßende V/and 11 zu berüiiren. Eine gekrümmte Stau- bzw. Prallscheibe 19 steht nach vorwärts auf jeder Rückwand 11 oberhalb der AbIenkflachen 1" und 16 und unterhalb der Öffnung 14 auf.

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Nach Fig. 2 hat eine erste Endplatte 20 äußere und innere Wände 12 und-13» Ablenkflächen 17 und 18 und eine gekrümmte Stauscheibe 19, die aus ihr vorspringt. Die erste Endplatte 20 hat einen größeren Durchmesser als die äußeren Umfassungswände 12. Eine zweite Endplatte 21 besteht aus einer Scheibe, die ebenfalls einen größeren Durchmesser als die äußeren Umfassungswände 12 hat. Verbindungbolzen 22 erstrecken sioh zwischen der ersten und der zweiten Endplatte außerhalb der äußeren Umfassungswände 12, um eine Anzahl der Einheiten 10 zusammenzuhalten, so daß sich eine Destillationsapparatur gemäß der Erfindung bildet.

Um "Dichtungen zwischen den Verdampfungs- und Kondensationskammern der Einheiten 10 zu bilden, sind Abdichtungen 23 in Auskerbungen in den Kanten der äußeren Umfassungswände 12 angebracht. Die Abdichtungen 23 oder auch beliebige andere geeignete Abdichtvorrichtungen bilden eine luftdichte Verbindung gegenüber -einer Wand 11 einer benachbarten Einheit 10. Die innere Wand 13 jeder Einheit"10 stößt gegen eine Abdichtung 24, die an der Viand 11 einer benachbarten Einheit 10 angeklebt oder auf andere Weise befestigt sein kann. Das Ende jeder gekrümmten Stauscheibe 19 stößt ebenfalls gegen eine Abdichtung 25, äie einen wasserdichten Abschluß gegen eine-Wand 11 darstellt. 'G-ewUnschtenfa.ils kann die letzte, der zweiten Endplatte 21 benachbarte Einheit 10 eine äußere Umfassungswand 12 besitzen, die keine Auskerbung enthält, sondern gegen eine flache Abdichtung, 26 stößt.

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Sätze von Kondensationsschlangen 27 sind in jeder liondensatlonskammer, die zwischen den äußeren und inneren Wänden 12 und 13 gebildet wird, angebracht. Die Sätze der Kondensätionsschlangen 27 haben jeweils zwei Verteilungsstücke 28 und 29, die durch eine Mehrzahl von Kühlschlangen 30 verbunden sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, hat das Verteilungsstück 28 nach außen erweiterte Enden 31, die sich durch die Rückwände Il erstrecken. Die vorspringenden Enden 32 der Verteiletücke 28 sind abgedichtet oder verschlossen. Die Verteilstücke 29 können aufgeschweißt oder auf andere T/eise befestigt seirij um von einer Rückwand 11 vorzuspringen,und deren vorspringende Enden 33 sind offen, um Strömung aufzunehmen« Somit erstrecken sich, wenn, die Einheiten 10 zusammengesetzt sindy die offenen Enden 33 von jedem Verteilstück 29 in die .nach außen erweiterten Enden 31 eines benachbarten.Verteilungs-Stückes 28. Zur Verbindung der Verteiletücke 28 und 29 kann jedes übliche Mittel, beispielsweise Schweißen oder Standardkupplüngeh, verwendet. werden_e

4emäß Fig. 2 wird erhitzte Salzlösung oder jede andere zu verdampfende Flüssigkeit durch leitung 36 in die Verdampfungskammer der ersten Einheit 10, die durch die Endplatte 20 iHiä. die von dieser vorspringenden inneren Wand 13 gebildet wird* eingeleitet. Die erhitzte Salzlösung entspannt 'siöh zu Dampf zwischen den iblenicflachen 17 Tind 18 unterhalb der Stäuscheibe 19. Die erhitzte, nun geringfügig abgekühlte Fite sigkeit geht durch die Öffnung 16 in die nächste Einheit 10; wo sie erneut zu Dampf entspannt wird. Die erhitzte Salzlösung wird

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fortlaufend aufeinanderfolgend zu Dampf, entspannt, bis -sie duroh Leitung 37 abgezogen.wird, die sie durch die zweite Endplatte 21 zum Eintritt in diM ällerliizte Einheit ίθ führt.

Die zu Dampf entspannte Flüssigkeit geht duroh die öffnungen 14 zur Kondensation an den Sätzen 27 der Schlangen 30. Das Kondensat fließt innerhalb der äußeren TJm f äs sungs wände 12 nach abv/ärts und sammelt sich im Boden jeder Einheit 10. Dieses Destillat geht dann durch die kleinen Öffnungen 3^ri_t die in den Rückwänden 11 innerhalb der Köndensationskammerri ausgebildet sind, und wird aus der Apparatur durch Leitung 40, die sich durch die Endplatte 2-1 erstreckt, abgepumpt. Kühlwasser tritt durch die Rohrleitung 35 ein und geht aufeinanderfolgend durch die Sätze von Kühlschlangen 27, um durch die Leitung"42, die sich durch die Endplatte 20 erstreckt, abgezogen zu werden.

Die Einheiten 10 können mechanisch in jeder gewünschten Anzahl iiintereinandergesteökt werden, wobfei ihre Dichtungen ursprünglich durch die Verbihdungsböläeh 22 zusammengepreßt werden. Beim Betrieb werden die Einheiten 10 weiterhin duroh den Atmosphärendruck zusämtiengepreßtj der'unter dem Betriebsvakuum die Eiidplatten 20 und 21 von großem Durchmesser züsammentjuetscht. Bei kleinen Einheiten Mit einer Kapazität zwischen etwa 380 bis etwa 7Ö00 1 tagiiöh (lÖÖ bis 2ÖöGgailons) konnerjvier oder mehr Einheiten 10 wirksam verwendet werden, die nur einen Durchmesser von 40,6 om. (16 inches) und eine Länge von 10,i om (4 inches)haben. Duröh. diese spezielle

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Konstruktion wird die Verwendung relativ langer Kondensationsrohre 30 bei einer gegebenen Größe der Verdampfungskammer möglich. Bei Verwendung einer derartigen Apparatur wird es möglich, etwa 3800 1 (1000 gallons) je Tag und mit kleineren Verdampfungsani ag en "bei Temperaturdifferenzen von weniger als 1,1⁰C (2⁰P) zwischen den Stufen zu verarbeiten.

In Fig. 6 ist eine Einstufeneinlieit 10' dargestellt, die in der Punktion ähnlich wie die in Fig. 1 gezeigte Einheit 10 ist, die jedoch im Aufbau modifiziert ist, um eine einfachere Konstruktion, ein einfacheres Zusammensetzen ixnd eine bessere Strömungsregelung zu erlauben. Zum leichteren Verstehen sind die Bauteile der Konstruktion nach Flg. 6, die denjenigen der Pig. 1 entsprechen, mit den entsprechenden Bezugs nummernnit Strich versehen.

Die Einheit 10' unterscheidet sich von der Einheit 10 nach Pig. 1 dadurch, daß der untere Teil des -kreisförmigen Querschnittes so geändert wurde, da3 er einen flachen Boden 40 und praktisch senkrechte Seitwänae 42 aufweist·, die tangential mit einem oberen halbkreisförmigen Bauteil 44 verbunden sind. Der Querschnitt läßt sich als modifizierte D-Form, welche auf der Seite liegt, beschreiben.

Ein Vorteil dieser Konstruktion liegt in der Eignung, die Kopfstücke 28.' und 29' der ufärneaustauscher in selbst 5 ra 2 en-der, miteinander verbundener und leicht zu beströneiiier 'Jeise

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zusammenzusetzen. Ein zweiter Torteil beruht auf der Tatsache, daß die'Oberfläche des flachen Bodens eine größere Fläche darstellt, über der die Entspannung stattfinden kann. Die Öffnung 16 nach Fig. 1 kann somit zu einer länglichen Öffnung 16', wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, modifiziert werden, die entlang des Bodens der Einheit liegt. In Zusammenhang mit der Öffnung 16' können Ablenkvorrichtungen angewandt werden, die die Flüssigkeit aufwärts zur Stauscheibe 19' richten.

Die Einheiten 10 gemäß der Erfindung können aus G-ußaluminium gefertigt v/erden mit Aluminiums ätz en der Rohre 27« Die Einheiten 10 können auch aus Kunststoff mit Metallkondensationsrohren 30 gefertigt sein. Da die zwischenliegenden Stufen praktisch identisch sind, kann jede gewünschte Anzahl von¹ Stufen angeordnet werden, so daß sich eine optimale Wirksamkeit und Kapazität bei einer gegebenen Einrichtung ergibt. G-rößere Baustücke gemäß der Erfindung können auf dem Schweißwege erhalten werden, die dann miteinander verbolzt oder miteinander verschweißt werden. Die Einheiten 10 gemäß der Erfindung können in Apparaturen mit Kapazitäten im Bereich von täglich etwa 330 bis zu 7 600 000 Liter (100 bis 2 000 000 gallons) in -wirksamer V/eise verwendet werden.

Die Erfindung wurde vorstehend lediglich in beispielsweiser For?; beschrieben, und es ist selbstverständlich, daß Modifikationen der Konstruktion, Anordnung und Kombination der Bauteile vorgenommen werden können.

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Claims

Patentansprüche

flj Mehrs tuf ens chnellverdampf anlage, "bestehend aus einer Mehrzahl praktisch identischer miteinander verbundener Einheiten (10), wobei jede Einheit (10) eine Rückwand (11), eine äußere, sich von der Rückwand (11) nach vorne erstreckende land (12), eine innere, sich von der Rückwand (11) nach vorne erstreckende Wand (13) aufweist und die innere Wand (15) eine Verdampfungskammer begrenzt und die innere Wand (13) und die äußere Wand (12) zwischen sich eine Eondensationskammer begrenzen, die die Verdampfungskammer umgibt, wobei die Rückwand (11) eine Öffnung (16) im Boden der Verdampfungskammer enthält und die Rückwand (11) eine Öffnung (38) im Boden der Kondensationskammer aufweist und die innere Wand (13) eine obere Öffnung (14) zum Durchgang der Dämpfe in die Kondensationskammer besitzt, und aus Kondensationsschlangen (30) in der Kondensationskammer.
2.) Mehrstufenschnellverdampfanlage nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß eine Stauscheibe (19) enthalten ist, die sich von der Rückwand (11) nach vorne unter der öffnung (14) in der inneren Wand (13) erstreckt.
3.) Mehrstufenschneilverdampfan!age nach-Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (19) nach abwärts gekrümmt ist. ^!

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4.) Mehrstufenverdampfanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ablenkflachen oder -platten (17, «18) angebracht sind, die sioh von der inneren Wand (13) nach oben und von der Rückwand (11) auf beiden Seiten der öffnung (16) in der Rückwand (11) nach vorne erstrecken, wobei diese Ablenkplatten (17, 18) unterhalb der Stausoheibe (19) angeordnet sind.
5.) Mehrs tuf ens ο hnellv er dampf anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatten (17, 18) nach einwärts geneigt sind.
6.) Mehrstufenschnellverdampfanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Wände (13) und äußeren Wände (12) praktisch zylindrisch sind.
7.) Mehrstufensohhellverdampfanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß um die öffnung (14) in der inneren Wand (13) sioh nach abwärts erstreckende Lippen (15) angebracht sind.
8.) Mehrstufenverdampfanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine erste Bndplatte (20), die sich außerhalb der äußeren Wand (12) der äußersten Ein-** heit (10) erstreckt, eine zweite Endplatte (21), die sich außerhalb der äußeren Wand (12) der vordersten Einheit (10) erstreckt, zwischen der zweiten Endplatte (21) und den Kanten der inneren Wand (13) und der äußeren Wand (12) der

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BAD ORiGINAL

- li -

vordersten Einheit (10) angebrachte Mohtungsvorrichtungen (26) und zwischen den Kanten der inneren Wände (15) und äußeren Wände (12) und der Rückwände (11) benachbarter Einheiten (10) angebrachte Dichtungsvorrichtungen und sich zwischen der ersten Endplatte (20) und der zweiten Endplatte (21) außerhalb der äußeren Wände (1.3) befindliche Ver-

• (22)
bindungsbolzen-iclie die Einheiten (10) zusammenhalten, aufweist, wobei die Kühlschlangen (50) in Sätzen (27) angeordnet sind.
9.) M ehrstuf ens c hnell ver dampf anl age nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder s_atz (27)· der Kühlschlangen (30) zwei Verbeilungsstücke (28, 29"), die sich längs innerhalb der Kondensationskammer erstrecken, und Schlangen (30), die sich zwischen den Verteilungen (28, 29) im wesentliohen um d'ie innere Wand (13) innerhalb der Kondensat ions kammer erstrecken, aufweist.
10.) Mehrstufenschnellverdampfanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeiehnet, daß eines der Yerteilungastücke (28, 29) in jeder £er Kondensationskamiiiern mit einen Yerteilungsstüok (29, 28) in einer nach vorne liegenden benachbarten Kondensatioiiskammer verbunden ist und daß das andere der Verteilungsstücke (28, 29) mit einem 7 ert ei lungs stück (29, 28) in einer nach rückwärts liegenden benachbarten Kondensationskammer verbunden ist.

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11.) Mehrstufensohneliverdampfungsanlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß sich durch jede Rüokenwand, (11) eines der Verteilungsstüoke (28, 29) hinduroh erstreokt.
12.) Mehrstufenschnellverdampfanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit 10' einen flachen Boden (40) und praktisch senkrechte Seitenwände (42)

gegebenenfalls, und einen halbkreisförmigen Oberteil (44)> sowie/eine ' längliche Öffnung (I6¹) entlang des Bodens (40) der '^; Einheit (lO¹) aufweist.

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BAD ORfG/_NAL

Le e rs e i te