DE1642932A1 - Bauelement zur Herstellung einer Grossanlage der chemischen Industrie sowie Verfahren zum Aufbau einer solchen Grossanlage sowie nach diesem Verfahren hergestellte Grossanlage - Google Patents

Description

• Bauelement zur Herstellung einer Großanlage der chemisehen Industrie sowie Verfahren zum Aufbau-einer solchen Großanlage sowie nach diesem Verfahren herGestellte Großanlage Die Erfindung be.trifft Bauelemente zur Herstellung von Großanlagen der chemischen Industrie, insbesondere Destillationsanlagen, sowie solche Großanlagen und ein Verfahren zu ihrem Aufbau.
• Bekanntlich sind Anlagen zur Umwandlung großer Mengen von Salzwasser in Trinkwasser oder für die Bewässerung_ geeignetes Wasser sehr großräumig. Folglich bieten die Herstellung und der Transport solcher Anlagen große Ochwierigkeiten, und tatsächlich sind die Kosten solcher Anlagen, die-zum Teil auf die Notwendigkeit zurückzu-r führen sind, sie weitgehend an Ort und Stelle herzustellen, mit ein Grund für die Verzögerung der Entwicklung von beispielsweise Salzwasseraufbereitungsanlagen mit großem Durchsatz. Es hat sich gezeigtg daß die Herstellung der komplexen und relativ verwickelt gestalteten inneren Apparateteile am besten im Werk unter Betriebsüberwachung und mit Hilfe bestimmter, dort verfügbarer Bearbeitungsvorrichtungenerfolgt. So führen beispielsweise unsauber ausgeführte Schweißarbeiten an Teilen, wie Kondensatorrohren, Rohrböden und innenliegenden Prallblechen zum Verziehen und anderen Schäden und verursachen als Folge davon mangelnde# innere Festigkeit und verschlechterten Wärmeübergang. Darüb..#rhinaus erfordert die verwickelte innere Konstruktion der Apparate oft Schweißarbeiten, die aus schwierigen lagen und Winkeln ausgeführt werden müssen.--Wenn die Hauptarbeit bei der-Herstellung jedoch im Werk erledigt werden kann, dann kann die Reihenfolge des Zusammenbaus so ge- wählt werden, daß ein Minimum von schwierig auszuführenden Schweißarbeiten anfällt.
• Außerdem wird es umso schwieriger,-das fertige Erzeugnis zum Anlagegelände zu transportieren, je größer der Anteil der Werksfabrikation ist. So besteht z.,B.,eine wirtschaftliehe Anlage für einen ]Durchsatz von 190 000 m3/Tag (50 Millionen Galionen/Tag) aus acht einzelnen.Einheiten oder Behältern, von denen jeder 23m (7-5 feet) lang und 3015 m (100 feet) breit ist. Es liegt auf der Hand, daß Behälter von dieser Größe nicht im Werk'hergestellt und zum Montagegelände transportiert werden können. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Bauelementen und eines Verfahrens zu ihrem Zusammenbau zu einer Groß-.anlage, wobei gleichwertige Behälter aus Untereinheiten gebildet werden, die jeweils 24,5 m (80 feet) lang und 3,0 m (10 feet) breit sind, und wobei sämtliche Einheiten im Werk hergestellt werden können. Eine solche Untereinheit kann auf dem-Wasser- oder Schienenweg vom Werk zum Anlagengelände transportiert werden, und die Endmontage und Installation erfolgt dann mit einem minimalen Aufwand an Außenarbeiten und ohne Einbeziehung der kritischen Einbauten der Behälter. Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer gemäß der Erfindung konstruierten Salzwasseraufbereitungsanlage; Fig. 2a eine Seitenansicht, teilweise längs der Linie 2-2 der Fig. 1 aufgebrochen; Fig. 2b eine Seitenansicht, teilweise ilängs der Linie 2-2 der Fig. 1 aufgebrpehen, als Fortsetzung-der Fig. 2a; Fig. 3 einen Teilquerschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1; Fige 4 eine Draufsicht längs der Linie-4-4 der Fig. 2a; Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht, teilweise aufgeschnitten, zur Wiedergabe der inneren Einzelheiten der aneinander-Stoßanden Bauelemente einer erfindungsgemäßen Destillationsanlage. Fig. 1 zeigt den Mantel 10 einer mehrstufigen Salzwasserdestillationsanlage, der sich aus 9 einzelnen Teilen 12 zusammensetzt. Jeder Teil 12 besteht aus einem Gehäuse 14, mit Stirnwand 16-, Bodenwand 20, Decke 22 und Seitenwänden 24. Wie aus-den Fig. 2a und 2b ersichtlich, ist der Teil 12 innen in eine Reihe von Abschnitten 26 aufgeteiltg-die durch senkrechteg im Abstand voneinander angeordnete Querwände 28 begrenzt sind. Die Querwände 28 weisen Öffnungen 29 auf, deren Zweck später noch erläutert werden wird.
• Nach den 'Fig. 4 und 5 erstreckt sich ein Paar von parallelen, dringt die einzelnen Querw'ände. Labyrinthdichtungen 42, von eonen eine z.B. in Fig. 2a zu sehen istg stellen eine Verbindung zwischen den Segmenten der Sammelrinne 40 in benachbarten Abteilen her. Rohrböden 44 welche-in Ab- ständen quer zur Längsrichtung,der Sammelrinne 40 und über ihr angebracht sind, bilden die Stützen für Kondensatorrohre 46. Die- Kondensatorrohre 46 erstrecken sich über die ganz e Länge des Teiles 12. Ein Wasserbehälter 47 ist außen an jeder der Stirnwände 16 befestigt und steht mit den Kondensatorrohren 46 in Verbindung. Zur Destillation von Salzwasser muß jedes Abteil 26 auf einem niedrigeren Druck als das vorhergehenden Abteil gehalten werden', Demgemäß ist das in Fig. 2a am weitesten 1-inks-liegende Abteil das mit dem höchsten Druck. Es stellt die erste Destillationastufe dar. Obwohl der Druck in der ersten-Destillationsstufe höher ist als der in der nächstfolgenden, muß er doch bekanntlich etwas unter dem Atmosphärendruck liegen. Das zu destillierende Salzwasser wird'durch den Einfüllstutzen 15 aufder linken Seite von Fig. 2a in die erste Destillationsstufe eingefüllt. Es muß selbstverständlich vor dem Einfüllan auf eine Temperatur erhitzt worden sein, die über där den Druck in der ersten Destillationsstufe entsprechenden Siedetemperatur liegt,-Daher verdampft nach dem Eintritt in die erste Desti*llationsstufe ein Teil des Salzwassers schlagartig. Dieser'Dampf steigt in-den Zwischenräumen zwi-s.chen---d.e-u -Längsw-änden 30 und den längswänden 32 sowie dem Gehäuse 14 auf. Mit dem aufsteigenden Dampf mitgerissene Flüssigkeitsteilchen werden zum Teil niedergeschl%en, wenn der Dgmpf mit den gebogenen Prallblechen 36 und 38 in Berührung kommt. Die auf diese Weise ausgeschiedene Flüssigkeit tropft auf die Oberseite der ansteigenden Bodenfläche 34 und fließt, der Schwerkraft folgend, durch die Öffnungen 29 in die nächste Destillationsstufe'. Der Dampf steigt weiter und passiert den Entfeuchter 48. Hier wird weitere mitgerissene Flüssigkeit abgeschieden. satorrohren 46 in Berührung und schlägt sich dort als Flüssigkeit nieder. Dieses Kondensat ist weitgehend frei von Verunreinigungen durch Salz. Das Kondensat fließt damn über die Dichtungen 42 in die nächste Destillationsstufe 26.
• Die Dichtung 42 ermöglicht die Aufrechterhaltung der Druckdifferenz zwischen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Destillationsstufen, und die Weiterförderung des Kondensats durch -diese Druckdifferenz. Ein Teil der durch die Öffnungen 29 fließenden Flüssigkeit verdampft schlagartig, weil sie dem niedrigeren Druck der nächsten Destillationsstufe ausgesetzt wird, und der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich.
• Auf diese Weise vermehrt jede nachfolgende Destillationsstufe das in der Sammelrinne fließende Kondensat. In den Kondengtorrohren 46 fließt ein KLthlmittel, das auch frisches Salzwass,er sein kann. Dieses Kühlmittel tritt in den Wasserbehälter 47 auf der rechten Seite der Fig. 2b ein und tritt aus einem ähnlichen Wasserbehälter auf der linken Seite nach Fig. 2a aus. Das Kühlmittel kühlt den Dampf und absorbiert die Verdampfungswärme, wobei der Dampf kondensiert. Es hat sich als wirtschaftlicher erwiesen, da§ Kühlmittel aus den Kondensatorro-hren-46 der ersten Destillationsstufe weiter zu erhitzen und es dann durch den Einfüllstutzen 50 in die erste Destillationsstufe einzuleiten. Auf diese Weise wird die Verdampfungswärme des Dampfes ausgenützt, um die zu verdampfende Flüssigkeit vorzuheizen, wodurch wesentliche Brennstoffersparhisse erzielt werden können. Unverdampfte Flüssigkeit-wird Form hochkonzentrierter Sole durch den Stutzen 52 nachFig. 2b aus dem System ausgeschieden und kann abgelassen werden. Selbstverständlich ist die beschriebene Anlage*nur ein Beispiel für die Anwendbarkeit des Erfindungsprinzips.
• In den Fig.-39 4 und 5 ist ein Teil-12 besonderer Ausgestaltung gemäß der Erfindung wiedergegeben. Im Gehäuse 14 befinden sich Wandöffnungen 54, welche von einer Umfangskante begrenzt sind, die einen sich nach außen erstreckenden Planßch 56 aufweist. Ferner erstrecken-sich die Querwände 289 wie aus Fig. 5 ersichtlich, durch die Wandöffnungen und enden in Kanten, die in einer Ebene mit den äußeren Kanten des Flansches 56 liegen, Die Kante der Querwand 28 wird durch einen :Profilträger 58 verstärkt. Der Profilträger 58 weist sich nach außen erstreckendä Plansche 59 auf, die in einer Ebene mit dem Flansch 56 und der Kante der Querwand 28 liegen. In der Wandöffnung 54 ist mindestens ein Profilträger 60 angeordnet, der sich nach außen erstreckende Plansche 62 aufweist, die in einer Ebene mit den Planschen 56 und 59- und den Kanten der Querwände 28 liegen. Der Teil 12 ist ferner mit in Abstanden angeordneten senkrechten Stützen 64 versehen, welöhe-in Betonfundamenten 66 befestägt sind.
• Nach den Fig. 1 bis 5 sind die Teile 12, deren genaue Zahl durch die gewünschte KapaziU der Anlage bestimmt ist, nebeneinander angeordnet, wobei die einander entsprechenden, sich nach außen erstreckenden Plansche aufeinanderstoßen. Eine Verbindung 68 - z.B.-eine Schweißnaht o.dgl., verbindet benachbarte Destillationsstufen. Die Verbindung ist selbstverständlich auch an den Planschen 569 #q und 62 und an den Kanten der Querwänd-e 28 vorhanden, So stehen, wie man am besten aus 2ig. 3 erkennt, die ent- sprechenden Destillationsstufen benachbarter Behälterzkiteinander in Verbindungund, bilden eine einzige große Stufe, Daraus ergibt sich, daß die Neuart % des Zusammenbaus trsnaportfähige Baukasteneinheiten in eine Anlage von extremer Größe zu verwandeln gestattet. Die Wandöffnungen 54 der Teile 12 in dem Behälter 10 können auf jede gebräuchliehe Weise geschlossen werdeng beispielsweise durch das gebogene Blech nach den Fig. 1 und 5. Die Erfindung umfaßt somit auch ein neues Verfahren zum Aufbau von Destillatlonsanlagen extremer Größe in wirkungsvoller Weise. Insbesondere ermöglicht das #rfindungsgemäße Konstruktionsverfahren die Herstellung der verwickelten inneren Teile im Werk und unter Betriebskontrolle. Dort kann z.B. daä'ScÜweißen der Rohrböden /44 und der Kondensatorrohre 46 erledigt werden. Dann werden die Teile,12 auf das Anlagegelände transportiert und auf den Fundamenten 66 so angeordnet, daß die äußeren Kanten der einander entsprechenden Wandöffnungen fluchtend aufeinanderstoßen. Darauf kann eine feste Verbindung, z.B. eine Schweißnaht, zwischen den.äußeren Kanten hergeßtellt werden. Die äußeren Rohranschlüsse und-Regelorgane können installiert werden, nachdem der Behälter 10 errichtet ist. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht die e'inzige erforderliche Schweißarbeit der Außenmontage im Schweißen der verschiedenen Stumpfnähte.-Hierbei handelt es sich jedoch um relativ schwere Teile, die sich beim Schweißen im allgmmeinen nicht verwerfen. Weiterhin sind die Schweißnähte bei der Außenmontage gut zugänglich,' und-die Schweißarbeiten können daher leicht ausgeführt werden. Das neue Montageverfahren sowie die Bauelemente nach der rt Erfindung erbringen somit einen klaren technischen Fo,-.-schritt gegenüber dem Stande der Technik, insbesondere bei Destillationsgroßanlagen, die einen hohen Grad-von Zuverlässigkeit aufweisen, weil alle kritischen Phasen der Herstellung im Werk ausgeführt werden können. Weiterhin wird die notwendige Außenmontage auf Teile großen Querschnitts und-leichter Zugänglichkeit beschränkt, wodurch Zeit- und Kostenaufwand bei der Außenmontage wesentlich verringert werden.

Claims (2)

1. Patentansj2rüche 1. PIehrstufige Großanlage für die chemische Industrie, insbesondere Meerwasserdestillationsanlage, dadurch g e k e n n z e i c h.-n e t" daß sie aus einer Vielzahl von gleichartigen, zum Ziisammenbau einer größeren Einheit geeigneten Teilen (12) besteht, welche jeweils Stirnwände-(16), eine Bodenwand (20), eine Decke (22) und Seitenwände (24) sowie mindestens eine, vorzugsweise seitliche Wandöffnung (54) aufweisen, und jeweils aus mehreren Destillationestufen (26) bestehen, welche durch-Querwände (28) getrennt sind, die mit der Umfangskante der-Wandöffnung (54) in einer Ebene liegende Kantenteile aufweisen, welche derart mit der Umfangskante der benachbarten Wandöffnung verbuNen sind, daß entsprechende Destillationsstufen (26) benachbarter Teile (12) miteinander in Verbindung stehen und damit alle zusammengeschalteten Teile eine einzige mehrstufige Anlage bilden.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise in nächster Nähe der Querwände'(28) in der Wandöffnung (54) pro Destillationsstufe (26) mindestens ein Profilträger# (58, 60) mit sich nach außen erstreckenden Flanschen (59, 62) vorgesehen ist, deren Kanten in einer Ebene mit den Kanten des Plansches (56) und der Querwände (28) liegen. 3. Anlage nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen Schweißverbindungen sind. 4. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskanten der Wandöffnung (54) und die Kantentelle der Querwände (20) nach außen vorstehende Plansche (56-, 59, 62) aufweisen. - 5. Bauteil zum Aufbau einer Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch St:Phwände (16), eine Bodenwand (20), eine Dekke (22) und Seitenwände (24) sowie mindestens eine, vorzugsweise seitliche Wandöffnung (54),und Unterteilung in.mehrere Destillationsstufen (26),#welche durch Querwände (28) getrehnt.sind, die mit der Umfangskante der Wandöffnuüg (54) in einer Ebene liegende Kantenteil e aufweisen. - 6. Bauteil nach Anspruch 5,' dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Säule (58, 60) in einer Ebene mit der Wandöffnung (54) vorgesehen und mit einer Säule eines *benachbarten Teiles (12) vErbindbar ist. 7. Bauteil nach-Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandöffnung (54) in einer Seitenwand (24) und die Säule und die Randkante der Wandöffnung nach außen weisende Plansche (59, -62) aufweisen" welche mit- entsprechenden Plansohen-eines benachbarten Teiles (12) verbindbar sind. 8.-Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß -die Kantenteile der Trennwände (28) Verstärkungseinrichtungen (58) aufweisen, welche die Form sichnach außen erstreckender Flansche (59) besitzen. 9. Verfahren zur Aufstellung einer Großanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, unter Verwendung von Bauteilen nach den Ansprüchen 5 bis 89 z