DE1519740B2 - Entspannungsverdampfer - Google Patents

Description

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sten unreinen Wassers, d. h. der frischen Brüde. ner mit Öffnungen 40, 41 und 42 über den Schalen

Beim Betrieb füllt die aus der vorhergehenden Stufe versehen, so daß das in der Schale 29 anfallende

stammende angereicherte Brüde den ersten Behälter, Kondensat durch die zugehörige Öffnung 40 in die

wird teilweise verdampft und zum Teil auch über den Schale 30 fließen und sich mit dem dort anfallenden Damm gespült, wodurch sie sich im zweiten Behälter 5 Kondensat vereinigen kann. Von dort aus erfolgt

mit der eingespeisten frischen Brüde mischt. eine Weiterleitung durch die Öffnung 41 in die

Mit dem ersten Behälter ist eine Ablaßöffnung Schale 31 und Vereinigung mit dem darin enthalteverbunden. Dadurch ist der Austritt eines Teiles der nen Kondensat sowie von dort aus durch die Öffangereicherten Brüde aus der Anlage möglich. Mit nung 42 in die Schale 32 zur endgültigen Sammlung dem zweiten Behälter ist eine Leitung zum Wieder- io und Abführung als erzeugtes Wasser, angedeutet eintritt in den Kreislauf verbunden, wodurch die Ab- durch die Linie 44.

führung der aus zurückgehaltener angereicherter Die Kondensationsräume 25 bis 28 enthalten Wär-

Brüde und aus der gesamten neu hinzugefügten fri- metauscher oder Kondensationsrohre 45, 46, 47 und

sehen Brüde bestehenden Mischung zum erneuten 48 zur regenerativen Aufheizung der umlaufenden

Kreislauf und zur Verdampfung möglich ist. 15 Flüssigkeit durch die aus der Kondensation der

Da der in der Kammer mit den zwei Sammelbehäl- Dämpfe gewonnene Wärme.

tern vorherrschende Druck geringer ist als der atmo- Durch die Pumpe 49 wird Meerwasser, Brackwassphärische Druck, werden die in der eingespeisten ser oder sonstiges unreines Wasser, also frische frischen Brüde enthaltenen Gase, wie Luft und an- Brüde, von einem Fluß, einem See oder vom Meer dere praktisch nicht kondensierbare Gase, freigege- 20 aus angeliefert, unter Druck gesetzt und durch die ben und vermischen sich mit dem durch die Brüde Rohrleitung 48 geführt, wie durch die Linie 50 angegebildeten Dampf. Dieser wird nachfolgend konden- deutet. Dann wird ein Teil der so erwärmten frischen siert, und die nicht kondensierbaren Gase werden auf Brüde aus der Anlage abgezweigt und dieser über die geeignete Weise aus der Anlage abgeleitet. Die frische Brüdequelle erneut zugeführt, angedeutet durch die Brüde wird so in der Verdampferkammer wirksam 25 Linie 51. Der verbleibende Teil wird über den Weg entgast, ohne sich mit dem zu entfernenden Teil der 52 einem Behälter 53 zugeführt und mit einem cheangereicherten Brüde zu vermischen. Dadurch wird mischen Zusatz vorbehandelt, z.B. mit Schwefelein Verlust an vorbehandelter frischer Brüde und an säure, die über den Weg 54 zugeführt wird. Die so dazu verwendeten Chemikalien vermieden. vorbehandelte frische Brüde wird in die Kammer D

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im 30 der letzten Stufe über den Weg 55 eingespeist. Diese

folgenden ein mögliches Ausführungsbeispiel an frische Brüde wird auch als »Zusatzbrüde« bezeich-

Hand der Zeichnung beschrieben. ■ net und vorzugsweise in die Kammer D eingesprüht

Die Figur zeigt die schematische Darstellung eines oder auf andere für die Entgasung geeignete Art eingemäß der Erfindung aufgebauten mehrstufigen Ent- gegeben.
Spannungsverdampfers. 35 Es ist üblich, die Brüde vor der Verdampfung zur

Der in der Figur dargestellte mehrstufige Entspan- stufenweisen Erwärmung nacheinander durch die nungsverdampfer arbeitet nach dem Prinzip des Wärmetauscher 47, 46 und 45 zu leiten und daran wiederholten Kreislaufes und des regenerativen War- anschließend einem Hauptheizer 56 zuzuführen. Diemeaustausches. Er ist in seiner Gesamtheit mit 10 ser besteht aus einer wärmeabgebenden Rohranordbezeichnet. Das Gerät enthält eine Anzahl stufen- 40 nung 57, die sich in einem Gefäß 58 befindet, in das weise angeordneter Entspannungsverdampfungskam- über den Weg 59 Dampf oder eine andere erhitzte mern (z.B. die dargestellten vier Kammern) A, B, C Flüssigkeit geleitet wird. Bei dem entstehenden Wär- und£>, wobei in der ersten Kammer A der höchste meaustausch wird der Dampf kondensiert und als Druck herrscht. Die letzte Kammer D weist den ge- Kondensat über den Weg 60 durch eine Abflußöffnung ringsten Druck auf. Die Verdampfungskammern 45 abgeführt. Die erhitzte Zusatzbrüde wird über den können in bekannter Weise als quaderfÖrmige Me- Weg 61 in die erste Kammer/4 des Entspannungstallgehäuse mit einem Oberteil 12, einem Boden 13, Verdampfers geleitet. Obwohl diese Kammer A den senkrechten Seitenwänden 14 und 15, Vorder- und höchsten Druck aufweist, wird ein Teil der Brüde Rückwänden (nicht dargestellt) sowie senkrechten wegen des im Vergleich zur Atmosphäre verringerten inneren Trennwänden 17, 18 und 19 ausgebildet 50 Druckes verdampft, und der Dampf wird durch die sein, wodurch sich zusammen mit dem äußeren Auf- Öffnung 34 auf dem durch gestrichelte Pfeile 62 anbau die Kammeraufteilung ergibt, gedeuteten Weg in den Kondensationsraum nach

Die Kammern A, B, C und D stehen untereinander oben geleitet. Der Dampf wird durch den Wärme-

durch Schlitze oder Öffnungen 21, 22 und 23 in den Übergang am Wärmetauscherrohr 45 kondensiert und

Trennwänden 17, 18 und 19 nahe dem Boden 13 in 55 das Kondensat in der Sammelschale 29 aufgefangen.

Verbindung. Die nicht verdampfte Brüde fließt durch die Öffnung

Innerhalb des Gehäuses ist ferner eine den Kam- 21 in die nächstfolgende Kammer B geringeren mern entsprechende Anzahl von Kondensationsräu- Druckes, in der die Vorgänge analog der Kammer.,4 men 25, 26, 27 und 28 vorgesehen, die die in den ablaufen. Die noch vorhandene nicht verdampfte Kammern A bis D gebildeten kondensierbaren 60 Brüde fließt durch die Öffnung 22 in die Verdamp-Dämpfe aufnehmen. Sie sind im obersten Teil des fungskammer C. Von dort aus fließt der immer noch Gehäuses angeordnet und nach unten durch waage- nicht verdampfte Teil durch die Öffnung 23 in die rechte Schalen 29, 30, 31 und 32 begrenzt. Diese letzte Kammer D geringsten Druckes zur endgültigen sind mit Dampfdurchlaßöffnungen 34, 35, 36 und 37 Verdampfung. Bei ihrem Durchfluß durch die Kamversehen, die den Durchtritt der in den Kammern A 65 mern A, B, C und D wird die Brüde durch die Verbis D gebildeten Dämpfe nach oben in die Kondensa- dampfung immer mehr mit Salzen und anderen tionsräume 25, 26, 27 und 28 ermöglichen. Mineralien angereichert. Sie wird daher als angerei-

Die senkrechten Teilwände 17, 18 und 19 sind fer- cherte Brüde bezeichnet.

Gemäß der Erfindung ist die letzte Kammer D mit einem aufrecht stehenden Damm oder einer Platte 65 bestimmter Höhe versehen, die den unteren Teil der Kammer D in einen Sammelbehälter 66 für angereicherte Brüde und einen Sammelbehälter 67 für die frische Brüde teilt. Der Sammelbehälter 66 für die angereicherte Brüde ist mit einer Ablaßleitung 68 verbunden, die ein Ventil 69 enthält, das die Menge der aus dem Sammelbehälter 66 und aus der Gesamtanlage abgeführten angereicherten Brüde regelt. Die Ablaßleitung wird, wie bekannt, zur Entfernung eines Teiles der angereicherten Brüde aus der Anlage derart verwendet, daß der Salzgehalt der zirkulierenden Brüde einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

Wie schematisch dargestellt ist, wird die frische Brüde in die Kammer D oberhalb des Sammelbehälters 67 eingesprüht und darin gesammelt. Die Höhe des Dammes ist so bemessen, daß der im Kreislauf zu verbleibende Teil angereicherter Brüde über den ao Damm bei 70 in den Sammelbehälter 67 fließt. Die Höhe des Dammes 65 ist ferner derart, daß das Niveau L 2 der Brüde in der Kammer C ausreichend hoch gehalten wird, so daß durch die Öffnung 23 eine Strömung in die Kammer D möglich ist. Gleichzeitig wird das Niveau L 3 im Sammelbehälter 67 niedriger als das Niveau L 2 im Sammelbehälter 66 gehalten. Im Sammelbehälter 67 wird die gesamte frisch zugeführte Brüde mit dem über den Damm 65 fließenden Teil der angereicherten Brüde vermischt. Es wird somit eine Mischung mit vorbestimmtem Salzgehalt zur erneuten Zirkulation durch die Anlage gebildet. Sie wird aus dem Sammelbehälter 67 mit Hilfe einer Pumpe 73 durch die Leitung 72 mit einer Geschwindigkeit entfernt, die eine Beibehaltung des Niveaus L 3 im Behälter 67 gewährleistet. Die Mischung gelangt dann über die Leitung 74 zum Wärmetauscher 47, wodurch der Kreislauf geschlossen ist.

Durch die Einleitung der frischen Brüde in die letzte Kammer D geringsten Druckes wird eine einfache und doch sehr wirksame Entgasung dieser Brüde erreicht. Die in der frischen Brüde enthaltene Luft dehnt sich schnell aus und trennt sich durch den verringerten Druck von der Brüde, speziell dann, wenn das Wasser zuvor in einem ersten Wärmetauscher 48 erhitzt wurde.

Die Luft sowie andere nicht kondensierbare Gase werden frei, durch die Dampföffnung 37 nach oben geführt (angedeutet durch die gestrichelten Pfeile 76) und gelangen mit dem in der Kammer D gebildeten Dampf in die Kondensationskammer 28 (angedeutet durch die gestrichelten Pfeile 77). Beim folgenden Wärmeaustausch kondensieren die Dämpfe und fallen in die Schale 32, wodurch sie dem Kondensat der anderen Kammer beigefügt werden, während die nicht kondensierbaren Gase nach ihrer Trennung von der frischen Brüde durch eine Austrittsöffnung 78 in die Atmosphäre geleitet werden. Die Austrittsöffnung 78 kann zusätzlich mit einem Gebläse beliebiger Art versehen sein.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die letzte Verdampfungskammer D geringsten Druckes durch die Erfindung folgende Funktion hat:

1. Dampferzeugung durch Entspannung einer zirkulierenden Brüdemenge in der im Kreislauf vorhandenen letzten Stufe niedrigsten Druckes;

2. Sammeln der angereicherten Brüde und Ablassen dieser Brüde ohne Verdünnung;

3. Entgasung der zur Auffüllung zugeführten frischen Brüde vor ihrer Zirkulation;

4. Durchführung der gesamten frisch zugeführten Brüde durch das System zur Verdampfung vor ihrer Entfernung durch die Ablaßöffnung;

5. Mischung des verbleibenden Teils angereicherter Brüde mit der frisch zugeführten Brüde.

Es ist zu erkennen, daß durch die Erfindung eine einfache, aber höchst wirksame Einrichtung zur Entgasung eingegebenen Meerwassers geschaffen wurde, die den großen volumetrischen Raum der Verdampfungskammer ausnutzt, ohne daß ein vorzeitiger Verlust durch das Ablassen der angereicherten Brüde auftritt.

In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, eine weitere Vorentgasung des ankommenden Meerwassers durchzuführen, da jegliche darin enthaltene Luft eine starke korrodierende Wirkung auf die Metallkonstruktion der Verdampfungseinrichtung verursacht. Dazu kann das Mischungsgefäß 53 für die Zusätze 34 gegebenenfalls so groß ausgeführt werden, daß es einen Entgasungsraum 79 bildet. Ferner kann es mit einer Abzugsöffnung für die frei gewordene Luft über den Weg 80 versehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Teil des angereicherten Salzwassers nach der letzten

Patentanspruch: Verdampfungsstufe aus dieser »abgelassen« bzw. aus

der Anlage entfernt. Der verbleibende Teil wird mit

Mehrstufiger Entspannungsverdampfer zur yorbehandeltem eingespeistem Meerwasser gemischt

Herstellung von weitgehend reinem Wasser aus 5 und nochmals in den Kreislauf der Anlage geleitet,

unreinem Wasser (Brüde) mit einer Anzahl hin- wobei ein regenerativer Wärmeaustausch stattfindet,

tereinandergeschalteter Entspannungskammern Dadurch werden die der Anlage zugeführte Wärme-

mit abnehmenden Drücken, mit Wärmeaustau- energie und Chemikalien optimal ausgenutzt,

schern zur Erwärmung der zirkulierenden Brüde In der Praxis wurde dies bisher so durchgeführt,

und Kondensation der Dämpfe, einer Zufuhrlei- io daß zunächst das gesamte angereicherte Salzwasser

tung für die zirkulierende Brüde aus der Kammer aus der letzten Stufe entfernt wurde, dann ein Teil

mit dem geringsten Druck in die Kammer mit des entfernten Salzwassers in der vorgegebenen

dem höchsten Druck, einer Ablaßleitung für Menge abgelassen wurde und dann der restliche Teil

einen Teil der angereicherten Brüde aus der mit frisch vorbehandeltem Meerwasser gemischt

Kammer mit dem geringsten Druck und mit einer 15 wurde. Dadurch wurde der Verbrauch an frisch vor-

Zufuhrleitung für frische Brüde in die Kammer behandeltem Meerwasser vor der Verdampfung auf

mit dem geringsten Druck, dadurch ge- ein Mindestmaß beschränkt. Dieses Verfahren erfor-

kennzeichnet, daß die Kammer (D) mit dert jedoch zusätzliche Einrichtungen zur Luftab-

dem geringsten Druck durch einen Damm (65) in scheidung aus dem Meerwasser, damit durch die

einen ersten Sammelbehälter (66) zur Aufnahme 20 Entfernung der in dem Meerwasser enthaltenen Luft

der angereicherten Brüde und einen zweiten Sam- die korrodierende Wirkung des Meerwassers vermin-

melbehälter (67) zur Aufnahme der frischen dert wird.

Brüde geteilt ist, daß die Ablaßleitung (68) für Ferner ist es allgemein üblich, das frisch vorbedie angereicherte Brüde an den ersten Sammelbe- handelte Meerwasser in die letzte Stufe des Verhälter (66) so angeschlossen ist, daß ein Teil der 25 dampfers einzusprühen, um die darin vorherrschenangereicherten Brüde über den Damm (65) in den geringen Druckverhältnisse auszunutzen. Daden zweiten Sammelbehälter (67) fließt und daß durch wird im Gegensatz zum vorhergenannten Verdie Ablaßleitung (72) für die zirkulierende Brüde fahren eine Luftabscheidung aus dem Meerwasser an den zweiten Sammelbehälter (67) angeschlos- ohne die Nachteile und die Kosten einer besonderen sen ist. 3° Einrichtung erreicht.

Das zuletzt beschriebene Verfahren arbeitet je-

' doch unwirtschaftlich, da das frisch vorbehandelte

Meerwasser in der letzten Stufe mit dem angereicherten Salzwasser gemischt wird. Wird ein Teil dieser 35 Mischung bei Austritt aus der letzten Stufe abgelas-

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Ent- sen, so geht ein Teil des frischen Meerwassers verlospannungsverdampfer zur Herstellung von weitge- ren, bevor reines Wasser daraus verdampft wird, hend reinem Wasser aus unreinem Wasser (Brüde) Auch die damit abgeführten chemischen Zusätze gemit einer Anzahl hintereinandergeschalteter Entspan- hen für das Verfahren verloren,
nungskammern mit abnehmenden Drücken, mit War- 40 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen meaustauschern zur Erwärmung der zirkulierenden mehrstufigen Entspannungsverdampfer der eingangs Brüde und Kondensation der Dämpfe, einer Zufuhr- genannten Art zu schaffen, bei dem trotz der Verleitung für die zirkulierende Brüde aus der Kammer wendung einer Verdampferstufe zur Luftabscheidung mit dem geringsten Druck in die Kammer mit dem aus frisch vorbehandelter Brüde und trotz der Abhöchsten Druck, einer Ablaßleitung für einen Teil 45 führung eines Teiles der angereicherten Brüde aus der angereicherten Brüde aus der Kammer mit dem dieser Stufe jeglicher Verlust an frisch vorbehandelgeringsten Druck und mit einer Zufuhrleitung für fri- ter Brüde und an dazu verwendeten Chemikalien sehe Brüde in die Kammer mit dem geringsten vermieden wird.

Druck. Diese Aufgabe wird für einen Entspannungsver-Bei mehrstufigen Entspannungsverdampfern be- 5° dämpfer der eingangs genannten Art erfindungsgesteht die Notwendigkeit, ihre betrieblichen Eigen- maß dadurch gelöst, daß die Kammer mit dem geschaften zu verbessern, um die Kosten für das herge- ringsten Druck durch einen Damm in einen ersten stellte Wasser zu verringern, so daß solche Einrich- Sammelbehälter zur Aufnahme der angereicherten tungen auch in Gebieten eingesetzt werden können, Brüde und einen zweiten Sammelbehälter zur Aufin denen ein großer Bedarf besteht, jedoch infolge 55 nähme der frischen Brüde geteilt ist, daß die Ablaßder wirtschaftlichen Verhältnisse die gegenwärtig leitung für die angereicherte Brüde an den ersten noch verursachten Kosten sich nicht rechtfertigen. Sammelbehälter so angeschlossen ist, daß ein Teil Es ist ein Verfahren zur Verbesserung der betrieb- der angereicherten Brüde über den Damm in den liehen Eigenschaften von Entspannungsverdampfern zweiten Sammelbehälter fließt und daß die Ablaßleibekannt, das darin besteht, daß das einzuspeisende 60 tung für die zirkulierende Brüde an den zweiten Meerwasser mit geeigneten Chemikalien, z. B. Sammelbehälter angeschlossen ist.
Schwefelsäure vorbehandelt wird, um die Ausbildung Der erste Sammelbehälter für die angereicherte harter Krusten im Verdampfer zu verhindern und Brüde steht mit der unmittelbar angrenzenden Kameine höhere Betriebstemperatur zu ermöglichen. mer höheren Druckes in Verbindung, so daß die Das derart behandelte Meerwasser ist, nach Anrei- 65 Brüde aus dieser Kammer vom ersten Sammelbchälcherung mit Mineralien bei der Verdampfung, nicht ter zur Entspannungsverdampfung aufgenommen leicht auf wirtschaftliche Weise von den krustenver- wird. Der auf der anderen Seite gebildete zweite hindernden Chemikalien zu befreien. Daher wird ein Sammelbehälter dient zur Aufnahme des eingcspei-