DE1717081A1 - Verfahren zur Gewinnung von Frischwasser aus waessrigen Loesungen durch Mehrfach-Entspannungsverdampfung - Google Patents

Description

DR.

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837/50.

Veriehrea sur

Löaun^on durch Cc

Erfinduiis beslsht sich auf csla Vorfchroa cur Bohandluag. von verdünnten wässrigen löoun^en^ inctcsocdcre von Scewaaser,' zwecks ^Gewinnuns ^°n Prischvracaer· Uiccco Vcrfciirsa "beruht auf den Prinzip dor lieiirfach-ratspEcnua^vorö wobei sicü eine konzentrierte löcuns ergib·»_t eosia oino sprechendii Hcn.30 an kcndsnsiortoa LöGuncsnittol-Dcsp ci^tol-Ssapf dient dabei üüiirond dor Kondanaatioa

a) entweder sun Vorheizen dor lüaus<j oolbot .durch indirekte E'äriaeübartrs.cunSt wio diaa bei dea üblichen Vorfahren der Ilohriach-Ent· apannunssvordanpfung dor Jail ist, . .

b) oder sue nachheizen einoo zyklischem Stroaes voa Priachwassor. durch ^üraoübortragunQ ait direkten Kontakt bei gloichzoitiger konden-

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._ e&tioirra Frischgas trer, wie-dioa-bo-i—doa----' _:

aogoxianatea "Daspfhcisverf ohrea" der -Pall

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j Die sua Erhitzen der lösung auf. elno To^paratur oberhalb derjenigen dsr heißenton Entoparmunsc stufe notwendige Energie kenn, dabei in ^edcn Fall entweder aus Eoicdaapf cntnoracn sein, oder abor aus den Abgasen einer mit Brennoto-Tfen betriebenen Ecisainrichtuns^ wobei die Abgase wahlwoioe über eine cotallische Austcuechflache in indirokten VTärmeauotausch Eit der lösung oder abar alt unjaittclbaroci Kontakt in direkten tfärr:e aus tausch ciit der Löeung gebracht sein können. Alternativ daau kann aber a "^h die Energie durch Löaungsaittol-Däwpfo geliefert aeini die von einer tiefercn. Stufo der Entapannungaverdaopfung cntnoaaen und cochanioch lcoapriniort worden oind.

Die vorliegende Erfindung besitzt.in Einzelheiten gewiaae Borührtyisspunito -alt oiner älteren Aaaoldung, dio mit dem Tital ■ Vorfahren sur Gewinnung von^oincn tf&aaor aua Soowaoser und anderen lösungen durch Ent spannung vordaapfung und Kondcna ation· unter dem Aitoacoichcn P 33 329 I7a/85b aa 15. Januar 1964 bereite eingereicht worden ist. Auf diese ältere Anmeldung wird nachfolgend aituntor Bosug conoruzcn.

Ia übrigen werden in dor nachfolgenden Beschreibung dea öfteren die Ausdrücke "Soewasaer" oder "δοΐβ" benutzt. Mit diesen Auadrückon soll dio'su konzentrierende Lösung bezeichnet

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werden, wobei jedoch hier bemerkt sei_f daß auch andere verdünnte Lösungen — normalerweise, jedoch nicht notwendigerweise, wässrige Lösungen — in der gleichen Weise und mit den "gleichen^ durch"die"Erfi2idung belvirk't'en'Tört'eil'en" behandelt" werden können. Im Falle von nicht-wässrigen Lösungen stellt das aus den Dämpfen gewonnene Kondensat (z. B. der rezyklische Strom von Kondensat beim Dampfheizverfahren), das nachfolgend als "Frischwasser" bezeichnet wird, natürlich kein Frischwasser im direkten Sinne dieses Wortes dar, sondern das Lösungsmittel der betreffenden verdünnten Lösung, das von nicht-verdampfbaren Bestandteilen befreit ist.

Die Grundstufen bei dem Verfahren gemäß der Erfindung.

Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß es möglich ist, gewisse bekannte Verfahrensstufen und gewisse bekannte, in mehr oder weniger großem Ausmaß, Standard-Formen darstellende Anlagenteile in einer neuen Folge oder neuen Anordnung miteinander zu kombinieren, wobei sich eine Reihe neuer, unerwarteter Ergebnisse einstellt. Dabei treten als Vorteile insbesondere in Erscheinung, daß die Herstellungskosten des Verdampfers und oder die Betriebskosten und BetriebeSchwierigkeiten des Verdampfers gesenkt werden können. Die besagten Verfahrensstufen und Anlagentypen, die nachfolgend in einzelnen noch erläutert

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werden, sind für sich, d. h. nicht in der nunmehr aufgefundenen, vorteilhaften Kombination miteinander, in der Technik durchaus bekannt.

Eine der Verfahrensstufen besteht in der Verwendung des üblichen Mehrfach-Entspannungsverdampfers, bei dem eine sogenannte "Leiter" von Entspannungsstufen mit aufeinanderfolgend niedrigeren Temperaturen und Brücken vorhanden sind. Die heiße Lösung wird dabei auf der Verdampfungsseite (mitunter auch als

^ "Kühleeite" bezeichnet) der Leiter von Stufen durch Entspannungsverdampfung sukzessive gekühlt. Die bei der Entspannungsverdampfung in jeder Stufe entstehehden Dämpfe werden abgezogen und zum Erhitzen von neuer Lösung verwendet, die dann später durch die Leiter von Stufen zur Entspannungsverdampfung hindurchgeschickt wird. Diese neue Lösung läuft dabei in Rohren im Gegenstrom zu der, der Entspannungsverdampfung unterworfenen Lösung durch die Kondensationsseite (häufig auch als "Heieaeite" bezeichnet) des Entspannungsverdampfers hindurch. Die aus der heißesten Stufe an der Kondensationsseite der Leiter austretende

" neue Lösung wird, bevor sie anschließend in die Verdampfungsaeite der gleichen heißesten Stufe eingeleitet wird, in einem Vorwärmer auf eine höhere Temperatur erhitzt, so daß sie anschließend auch tatsächlich in der heißesten Stufe einer Entapannungsverdampfung unterworfen werden kann. Das von den aus den einzelnen Stufen abgezogenen Dämpfen gewonnene Kondensat wird als Frischwasser abgeführt, und die bei dem Verfahren gewonnene konztn-

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trierte Sole wird entweder verworfen oder zu« Teil wieder ait in die neu-eingetragene Lösung mit eingespeist.

Bei dear Zutepannungeverdampfung nach dem sogenannten "Dampf heiζverfahren" wird die Verdampiungsaeite der Leiter weitgehend in der gleichen Weise betrieben, wie dies vorangehend für da« übliche Mehrfachsystern beschrieben worden ist· Die bei der Verdampfung in Jeder Stufe auftretenden Dämpfe werden jedoch in direkten Kontakt gebracht mit der Oberfläche

einee weiteren Stromes von !Frischwasser, der sich auf einer ^ tieferen !Temperatur befindet und der in offener Weise die

Kondeneatiohaeelte der Leiter durchströmt. Die Oberfläche

dieses Strome« ist durch Versprühen, durch Filmbildung oder dergl. stark vergrößert, damit die Kondensat!onegeschwindig keit der Dämpfe entsprechend ansteigt. Im übrigen durchläuft dieser kältere Friechwaaser-Strom die Intspannung»etufen Im

Gegenstrom zur Sole, und zwar gesondert von der Sole. Er

wird nach dem Verlassen de» Verdampfers in einem zusätzlichen

Wärmeaustauscher wieder gekühlt, wobei er seinen Wärmeinhalt f

zum Vorwärmen de» eingetragenen Seewassera abgibt, und zwar bie zu der^; geringstmöglichen Temperaturdifferenz. Die solcher

Art vorgewärmte eingetragene Lösung wird dann mittel» eine»

primär betriebenen Vorwärmers (d. h. eines Vorwärmers, der durch ein· äußere Heizquelle, z. B. durch Heizdampf oder durch

Verbrennungsabgase beheizt ist) auf die zum Eintritt in die)

neueste Batspannungβstufe notwendige hohe Temperatur gebracht.

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Der aus dem Verdampfer austretende Friechwasser-Strom ist durch das Kondensat stark vergrößert worden, er wird zu einem beträchtlichen Teil ausgetragen und zu einem kleineren. Teil wieder als Kühlstrom in den Verdampfer zurückgeführt. Die konzentrierte Sole wird verworfen oder aber zum Teil wieder in die eingetragene frische Lösung mit eingespeist.

Sie Vorteile des Dampfheizverfahrens sind in der eingangs genannten älteren Anmeldung schon dargelegt worden. Sie beruhen zum Teil auf der sehr dichten Annäherung an das thermische Gleichgewicht, die über einer jeden einzelnen Stufe erreicht werden kann. Diese Annäherung liegt in der Größenordnung von einem zehntel Grad Fahrenheit, sie ist damit beträchtlich besser als die Annäherung von etwa vier bis zehn Grad Fahrenheit, die über den vergleichbaren Stufen eines üblichen Mehrfach-Entspannungsverdampfers erzielbar ist. Die wesentlich höhere Temperaturdifferenz, die sich beim Vorwärmen der Sole im einen Fall und beim Srhltzen eines Frischwasser-Stromes im anderen Fall einstellt, liegt zum Teil an dem Widerstand, den das die Sole führende Rohr dem Wärmeübergang entgegenstellt.

Der nachfolgend verwendete Begriff "Stufe" aoll definiert sein als derjenige Raum, innerhalb dem eine oberhalb der Sättigungs-Temperatur und des in dem Raum herrschenden Druckes eingetragene Flüssigkeit sich unter teiiweiaer Entspannungsverdampfung abkühlt. Die bei dieser Entspannungsverdampfung ent-

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stehenden Dämpfe werden in einen anderen Teil des gleichen Raumes gefördert, wo sie entweder durch direkten Kontakt mit einer metallischen Wärmeübertragungsfläche (im Falle des üblichen Mehrfach-Bntspannungeverdampfers) oder durch direkten Kontakt mit der vergrößerten, offenen Oberfläche eines Frischwmaser-Kühlstromes (im Falle des Dampfheizverfahrens) kondensiert werden.

Der nachfolgend ebenfalls verwendete Begriff "HaIb-

stttfe" soll als die Hälfte einer vollen Stufe definiert sein, ™ und zwar entweder als die auf der Verdampfungsseite (Kühlseite) oder aber die auf der Kondensationsseite (Heizseite) einer Stufe liegenden Hälfte. Eine solche Halbstufe wird mitunter, wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert werden soll, als gesonderte Halbatufe ausgebildet. Sie ist dann im allgemeinen anjäer Spitze der Leiter von Stufen angeordnet. Eine Verdampfungs-Halbstufe liegt dabei auf der Sole-Seite des Verdampfers, während eine Kondenaationa-Halbstufe auf der Frischwasser-Seite dee Verdampfers liegt* g

Mit dem Begriff "Wärmeabgabe" wird hiermit die Elimierung von Überschuß-Wärme verstanden (wobei die eliminierte Wärme im allgemeinen verloren geht und nicht wieder gewonnen wird} Bei solcher Überschuß-Wärme handelt es sich um Wärme, die während des Betriebs dea Verdampfers (entweder des üblichen Typs oder dee Dampfhelztyps) auf der Verdampfungaaeite zugeführt oder verfügbar ist, und zwar über die Wärmemenge hinaus, die

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auf der Kondensationsseite des Verdampfers absorbiert werden kann. Diese Überschuß-Wärme tritt beispielsweise dann auf, wenn der normale Betriebszustand des Verdampfers verlorengegangen ist., oder wenn einige der Betriebsdaten nicht ganz auf ihre optimalen Werte eingeregelt sind. Bei einigen Anlagen kann jedoch diese Überschuß-Wärme auf einer mehr oder weniger kontinuierlichen Betriebsbedienung beruhen, indem beispielsweise mehrere oder eine Gruppe von niedrigeren Entspannungastufen unabhängig durch einen gesonderten Strom von Kühlmedien gekühlt werden und dieser Kühlstrom aus dem System abgezogen wird, wobei die durch ihn absorbierte Wärme verloren geht.

Ein Typ eines Wärmeaustauschers, der sehx* vorteilhaft bei den vorangehend beschriebenen Verfahren, insbesondere aber bei dem D-;a'pfheizverfahren, benutzt werden kann, ist der sogenannte "Liquid-Liquid-Wärmeaustauscher", der nachfolgend auch mit der Abkürzung "ILLEX" bezeichnet werden soll. Bei einem solchen Wärmeaugtauseher wird das heiße Frischwasser, das die oberste Stufe des Verdampfers verläßt, dadurch gekühlt, daß es mit einem kälteren, in Wasser unlöslichen Cel in Kontakt gebracht wird. Da3 OeI wird dabei aufgeheizt und dann seinerseits dadurch gekühlt, daß ea mit einem Strom von neuem Seewasser in Kontakt gebracht wird. Dabei heizt sich das Seewasser entsprechend auf, so daß, insgesamt gesehen, ein Wärmeaustausch zwischen den beiden wäsnrigen Strömen stattgefunden hat, ohne daß jedoch metallische Wärmeaustausch-Flächen zwischen diesen Strömen angeordnet sind.

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Durch die Zirkulation des Öla ergibt sich eine Wärmeübertragung, bei der keine Bohre oder andere metallischen WärmeübertragungBflachen notwendig aind. Das öl wird ohne Terlust im Kreis geführt, wobei auch kein Verlust von Wasser bzw. Lösung aua den beiden im Austauach ineinander stehenden Strömen auftritt. Der LLTiEX ist, wie bereits erwähnt, für die bei der vorlegenden Erfindung verwendeten Verfahrensstufen und damit alao auch für die erfindungsgemäß verbesserte Verfahrensweise besonders geeignet, weil die auf beiden Seiten des Austausches geführten Ströme in ihrer Temperatur außerordentlich nahe aneinander angenähert werden können und weil im übrigen der Austausch als solcher einfach in der Herstellung und im Betrieb ist — verglichen mit Austauschern_f die metallische Austauschflächen verwenden. Darüberhinaue besitzt der τ,τ,τγρχ noch eine Reihe weiterer Vorteile, wie z. B. eine weitgehende Freiheit von Kohoeionserscheinungen oder von Keaselsteinanaatz (beides Hauptprobleme bei den üblichen Wärmeaustauschern mit metallischen Austauschflächen). Dies alles ist in größeren Einzelheiten jedoch schon in der erwähnten älteren Anmeldung beschrieben.

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Bin anderer Typ eines Wärmeaustauschers, der ebenfalls

sehr einfach und sehr wirksam ist und der besonders beim DampfheiZYprfahren verwendet werden kann, ist ebenfalls schon in der erwähnten älteren Anmeldung erläutert worden. Dieser Typ beruht; auf dta Prinzip der Entipannungs-Kühlung des heißen

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Frischwassers und erlaubt ebenfalls eine aehr dichte Annäherung der Temperaturen der im Wärmeaustausch miteinander stehenden Ströme. Durch die Entspannungskühlung des heißen Frischwassers ergibt sich ein doppelt-destüliertes Wasser, was in manchen Fällen als zusätzlicher Vorteil angesehen werden kann. Sowohl mit diesem letztgenannten Typ als auch mit dem LLLEX lassen sich Teitperaturdifferenzen zwischen den beiden im Austausch stehenden Strömen unterhalb eines Bruchteils von ein Grad

^ Fahrenheit unter normalen Betriebsbedingungen erreichen. Dies ist sehr gering mit den üblicherweise bei Röhren-Austausehern in minimal erreichbaren Temperaturdifferenzen von fünf bis fünfzehn Grad Fahrenheit.

Der Vorwärmer iat in allen bisherigen Verfahren bislang diejenige Einheit gewesen, in der der bereits bis zu einer gewissen Temperatur vorerhitzte Solestrom auf die für die erste Entspannungsstufe notwendige hohe Temperatur gebracht wurde. Dadurch, daß der Vorwärmer jedoch nunmehr in den auf der Kondensationeseite des Verdampfers austretenden Strom von hei-

™ ßem Frischwasser (beim Dampfheizverfahren) eingeschaltet wird, und zwar bevor dieser Strom in Wärmeaustausch mit dem eingetragenen Strom von Sole tritt, lassen eich eine Reihe wesentlicher Vorteile erzielen.

Durch Kompression der bei der En-fcspannungsverdampfung entstehenden Dampfe auf einen höheren Druck ( und eine höhere Temperatur ) ist es möglich, die in den Verdampfer eingetragene Sole zu erhitzen, und zwar dadurch, daß die komprimierten Dämpfe

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außen auf einem Rohr kondensiert werden, in dem die Lösung strönt. Bei der vorl^enden Erfindung werden zahlreiche Modifikationen der Dampfkompreaaionen verwendet. Sie bil&n einen wichtigen Teil der Erfindung, und zwar insbeeondere in ihrer Anwendung auf Verdampfer, die nach dem Dampfheizverfaliren arbeiten.

In ähnlicher Weiae lassen sich Dämpfe von einer niedrigeren Stufe der Dampfheiz-Leiter abziehen und durch eine

wässrige Lösung eines hydrophilen Materials absorbieren — ^ und zwar mit einer hohen Elevation des Siedepunktes. Die Konzentration der Lösung durch Verdampfung bei einem ausreichend hohen Druck liefert Dämpfe, die als Primärdampf (Heizdampf) sowohl auf der Sole-Seite als auch auf der Frischwasaerseite der Leiter verwendet werden können.

Wie bei den meisten Verdampfungsverfahren wird auch hier häufig als Heizmedium Heizdampf verwendet. Als Heizmedium kann jedoch auch ein Verbrennungs-Abgas oder ein sonstiges Heizmedium dienen. In der schon erwähnten älteren Anmeldung ist das Vorwärmen der zu konzentrierenden Lösung durch sogenannte"Unterwaaaer-Verbrennung" eines fluidablen Brennetoffes — im allgemeinen eines gasförmigen, aber mitunter auch eines flüssigen oder möglicherweise sogar auch eines pulverisierten festen Brennstoffes — beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls die Unterwasserverbrennung des vorangehend erwähnten Typs mit den dabei erzielbaren Vorteilen verwendet werden, und zwar sowohl als

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Primärheizquelle auf der Sole-Seite der Leiter (wie das bisher auch der Fall war) oder in dem Strom des Frischwassers, der auf der Kondensations-Seite der Leiter die höchste Stufe verläßt. Ea wurde gefunden, daß die Unterwasser-Verbrennung den Heizwert des Brennstoffes zu einem höheren Ausmaß ausnutzt. Außerdem wird durch dieses Verfahren zu dem erzeugten Strom von Frischwasser noch dasjenige Wasser hinzugefügt, das sich bei der Verbrennung des in jedem handelsüblichen Brennstoff vorhandenen Wässerstoffs ergibt. Beispielsweise wird, wenn Erdgas als Brennstoff verwendet wird, eine Menge an Frischwasser auf chemischem Wege erzeugt, die dem doppelten Gewicht des Verbrannten Erdgases entspricht. Diese Frischwassermenge wird zusammen mit dem Produkt ausgetragen und erhöht mithin die Wasserausbeute.

Verfahren des Wärmeaustausches-.

Alle Verdampfungsverfahren (mit Ausnahme der sogenannten solaren oder infraroten Verfahren, bei denen Wärme durch Strahlung übertragen wird) beruhen im Prinzip auf dem Wärmeaustausch zwischen Strömen von Flüssigkeiten. Dabei liegt der Hauptvorteil des Dampfheizverfahrens in dem sehr geringen — praktisch vernachläsaigbaren — Temperaturabfall, der zum Kondensieren des Dampfes auf einer Wasser-Oberfläche erforder-

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lieh ist. Dies ia't im einzelnen "bereits in der erwähnten älteren Anmeldung beschrieben. ■ In. gleicher Weise sind in der älteren Anmeldung auch schon die sowohl wirtschaftlichen als auch therinodynamischen Vorteile'.erläutert, die sich aus der Verwendung des LLtBX bei der Rückgewinnung des Wärmeinhaltes der den Verdampfer verlassenden, erwärmten Kühlmittelströme ergeben.

Wegen der außerordentlich engen Temperatur-Annäherung, die bei durchaus vernünftigen Anlagekosten mit einem LLLEX zwischen den im Austausch stehenden Strömen erzielbar ist, wurde nunmehr gefunden, daß der LLLEX in besonders günstiger Weise mit dem Dampfheiz-Entspannungsverdampfer kombiniert werden kann, wobei sich neue und unerwartete Effekte ergeben. Einige dieser Kombinationen sollen nachfolgend beschrieben werden.

Insbesondre ist die Verwendung eines LLLEX vorteilhaft, wenn dieser mit dem Primär-Vorwärmer — unabhängig davon, nach welchem Verfahren dieser betrieben wix*d — kombiniert wird, um den zyklischen Strom von Frischwasser, der bereits auf der Kondensation33eite der Dampfheiz-Leiter auf eine erhöhte Temperatur gebracht worden ist, auf die höchste Temperatur aufzuheizen. Da bei einem so'lehen Verfahren nicht direkt die zu konzentrierende Lösung selbst erwärmt wird, sondern im Gegensatz dazu eine zweimalige Wärmeübertragung stattfindet,

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nämlich einmal zum Frischwasser und dann vom Frischwasser zur Lösung, lassen sich die Vorteile eines solchen Verfahrens nur dann voll zur Geltung bringen, wenn ein einfacher, billiger Wärmeaustauscher von hoher ',Virksanikeit zur Verfügung steht. Dies wird weiter unten noch im einzelnen erläutert.

Im übrigen kann in solchen Fällen, bei denen der Primär-Vorwärmer zum Erhitzen des zyklischen Stromes von Frischwasser an der Spitze der Dampfheiz-Leiter benutzt wird, noch ein sogenannter Hilfsaustauscher verwendet werden, auf dessen Zv/eck im einzelnen noch weiter unten eingegangen v/ird. Dieser Hilfsaustauscher ist vorzugsweise

ebenfalls ein Austauscher vom Typ LLIEX. Bei dLesern Hilfsaustauscher ist es nämlich wiederum" wünschenswert und höchst vorteilhaft, die Temperaturdifferenzen innerhalb des Systems auf einem Minimum zu halten.

Ein anderes System mit neuen und unerwarteten Vorteilen ergibt sich durch die Kombination eines-LLLEX mit dem weiter unten noch näher beschriebenen Dampfkompressions-System. Es wurde nämlich gefunden, daß es sehr viel wirtschaftlicher ist, anstelle des bisherigen Verfahrens den Gesamt-Temperaturabfall zwischen der hohen Temperatur des Primär-Vorwärmers (da? in diesem Fall mit komprimierten Dämpfen erhitzt wird) und der niedrigen, dem eingetragenen Seewasser äquivalente

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Temperatur-EU-.verwenden, das eingetragene Seevmader mit dem auoge tragen en Fi\isehwas,ierprodukt und/oder der aufgetragenen konzentrier ten Sole vorzuwärmen. Der hierfür benutzte Wanne--' austauscher rau..' wiederum sehr Wirtschaftlich suf^eb'-j.ut und konstruiert '.sein und eine sehr gute Temperatur-Annäherung zwischen den ia 'Wärmeaustausch miteinadner stehenden Strömen liefern. Lv ist deshalb wiederum zweckmäßig ein LLLEX. Im übriren rird dieser Wärmeaustauscher, mit dem die gesamte Verdampfungs-leiter (sowohl bei der normalen Mehrfnch-Entspannungii verdampfung als auch beim Dampfheizverfahren) auf einen höheren- Temperaturpegel angehoben werden kann, nachfolgend auch als "Zweiter '.Yärmeaustauscher" bezeichnet. Sr führt, wie nachfolgend noch beschrieben wird, zu einer Reduktion des 7Druckverhältnisses zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck des Therno-Kompressors für einen vorgegebenen Gresamtbereich der Temperaturen der einzelnen Stufen.

Mithin ergibt in den vorgenannten drei Fällen die Verwendung eines ',Värffieaustauschers vom Typ LLLEX eine Reihe neuer und unerwarteter Vorteile bei der mehrstufigen Entspannungsverdampfung, und zwar insbesondere bei iner solchen nach dem Dampfheizverfaliren. Von einer etwas geringeren Bedeutung, aber immerhin noch wichtig, ist die Verwendung des LLLEX in dem Absorptions-Regenerations-System zwischen dem Absorber und dem Generator, wie νeiter unten ebenfalls noch im Detail erläutert wird.

Der in der sehon erwähnten älteren Anmeldung beschriebene, auf dem Prinzip der Entspannungakühlung beruhende

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Wärmeaustauscher kann anateile des LLLEX ebenso an den gleichen, vorgenannten Plätzen verwendet werden, wobei sich unterschiedliche relative Vorteile einstellen, nämlich:

1o bei der Verwendung eines Primär-Vorwärmers auf der Waaseraeite an der Spitze der Dampfheiz-Leiter ergibt sich, wenn dabei ein Wärmeaustausche!¹ nach dem Prinzip der Entspannungskühlung verwendet wird, ein Produkt, das doppeltdestilliertes Wasser darstellt. Die höhere Reinheit dieses Produkts kann in besonderen Fällen ein beträchtlicher Vorteil sein.

2. Wenn der vorangehend erwähnte Hilfoauatauöcher ein WMrraeaustauacher nach dem Prinzip der Entspannungskühlung ist,ergibt sich ebenfalls als Produkt ein doppelt-destilliertes Wasser. 1. Bei einem Mehrfach-Entspannungs-Verdampfer mit Dsiiipfkompressionjkann ein ',Värmeaustauscher nach dem Prinzip der Entspannungskühlung an der Stelle des erwähnten "Zweiten Wärmeaustauschers" verwendet werden. Dabei kann dieser Austauschor für die zu kühlenden Strome an Frischwasser und an Sole aua zwei gesonderten Einheiten oder aber aus einer kombinierten Einheit bestehen. Im Falle der Kühlung des Frischwqssers zum Vorwärmen des eingetragenen Seewassers ergibt sich ein doppeltdestilliertes Wasser, 'während sich bei der Kühlung der konzentrierten Sole zum Zwecke des Vorwärmens^es eingetragenen Seewassers eine größere Menge an -Frischwasser ergibt.

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4. Bei dem Absorptions-Regenerations-System ist die Verwendung eines Wärmeaustauschers vom Typ des Entspannungskühlers besondacs vorteilhaft, weil sich dadurch während des Kühlens eine konzentriertere Absorptionslösung ergibt, und weil zur gleichen Zeit eine zusätzliche Menge an Frischwasser entsteht, die als Produkt ausgetragen werden kann. Diese zusätzliche Menge macht im allgemeinen etwa 5 - 1o °ß> der Gresanit-Produktion aus.

Kombinationen der Grundstufen. ·

Nachfolgend werden einige neue Anordnungen einzelner Verfahrensschritte erläutert, durch die sich die mit der Er- · findung angestrebten Vorteile erreichen lassen/Diese Verfahrensachritte sind dabei zum Teil die wäter oben schon erwähnten, mehr oder weniger bekannten Schritte, einige weitere, ebenfalls bekannte Schritte sowie die Schritte der üblichen Mehrfach-Entspannungsverdampfung bzw. der Entspannungsverdaiapfung nach dem Dampf heizverfahr en. Alle diese Schritte können in ihren neuen, erfindungsgemäßen Kombinationen mehr oder weniger stark modifiziert werden, und einzelne dieser Schritte können auch simultan verwendet werden.

a) Bei einem Verdampfer nach dem Dampfheiz-

. verfahren wird ein indirekter Primär-Vorwärmer auf der Kondensations seite (Heizseite) an der Spitze der Leiter und vor dem Wärmeaustauscher, mit dta die Abtherme (iea heißen

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Frischwassera wiedergewonnen und auf das eingetragene Seewasser übertragen v/ird, eingeschaltet. Eine solche Verwendung des Primär-Vorwürmers entspricht nicht der üblichen Position, bei der sich der Primär-Vorwärmer auf der Verdampfungsseite (Kühlseite) zwischen dem erwähnten Y/ärmeaustauscher und der obersten Stufe der Leiter befindet· Durch die erfindung3gemä3e Verwendung des Primär-Vorwärmers wird die zugeführte Wärme dem heißen Frischwasser übertragen, bevor dieses in dem Wärmeaustauscher gekühlt wird. Bei den bisherigen Methoden wird jedoch die zu^eführte 7/ärme auf das eingetragene Seewasser übertragen, nachdem dieses in dein Austauscher schon auf eine etv/aa erhöhte Temperatur gebracht worden ist.

b)Bei einem Verdampfer nach dem Dampfheizverfahren erfolgt die Zufuhr der Primärwärme direkt durch Addition eines offenen Stromes zum Frischwasserstrom in einer Halbstufe, die an der Spitze der Leiter auf der Kondensationsseite angeordnet ist, oder durch Unterwasserverbrennung eines fluidablen Brennstoffes.

c)Bei einem Verdampfer nach dem Dampfheiaverfahren, bei dem der Primär-Vorwärmer an der Spitze der Leiter auf

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der Kondenaationaseite und vor dem Wärmeaustauscher angeordnet ist, wird ein Teil des die letzte Stufe verlassenden, warmen Frischwasserstromes xua den Primär-Vorwärmer herum direkt an e'.ner vorbestimmten Stelle in den Wärmeaustauscher eingeführt, und zwar an eine solche Stelle, bei der der über den Vorwärmer gelaufene Teil des FriüchwaBSerstromes während des Herabkühlens von der durch den Vorwärmer erzeugten hohen Temperatur wieder auf ungefähr die gleiche Temperatur ge-Itoirjneii ist, die er beim Verlassen der letzten Stufe der leiter gehabt hat. In diesem !Fall können verpciiledene ;vaii3;.veise Anschlüsse an dem T.'ärmeaustauscher vorgesehen sein, damit eine enge Anpassung der Temperaturen möglich ist. Die Lienge des an dem Priir.är-Vorwärmer vorbeigefülirteii Teilstromes des v/ärmen FriBchwassers -wird dabei manuell oder automatisch so einreguliert, da3 die in der Verdampfungsseite der leiter aufgegebene Wärme gegen die H7ärme, die auf der Kondensationsseite der Leiter absorbiert v/erden muß, ausbalanciert ist. Dadurch wird der weiter oben erörterte Effekt der ÜberschuS-Wärme verhindert oder zumindestens sehr stark vermindert. Im übrigen kann diese Betriebsart mit einem Primär-Vorwärmer jeder beliebigen Bauart verwendet werden,

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■beispielsweise also mit einem Vorwärmer mit ?/ärmeübertragungsflächen, oder einem mit Unterwasserverbrennung arbeitenden Vorwärmer, oder schließlich auch mit einem direkt durch einen offenen Strom gespeisten Vorwärmer.

d)Bei einem üblichen Mehrfach-Entspannungsverdampfer erfolgt ein Abzug der Daämpfe aus den Stufen mit niedrigerem Druck, üblicherweise den Stufen mit niedrigestem Druck, worauf diese Dämpfe über mindestens 4 und vorzugsweise 8 oder mehr Stufen der Leiter komprimiert warden und dann ala Dampf quelle von ausreichend hohem Druck und ausreichend hoher Temperatur in dem Primär-Vorwärmer, der die zu verdampfende Lösung vorwärmt, verwendet werden. Die komprimierten Dämpfe kondensieren dabei. Der Strom der Lösung, der durch diese aus den niedrigeren Stufen des Verdampfers abgezogenen und dann komprimierten Dämpfe erwärmt worden ist, wird in eine Stufe des Verdampfers eingeführt, die gegenüber den Stufen, aus denen die Dämpfe abgezogen worden sind, die nächsthöhere Stufe darstellt. Mithin wird die gesamte Leiter des Entapannungaverdampfers in einem Temperaturbereich betrieben, der gegenüber der

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normalerweise in Bebracht zu ziehenden Temperatur erhöht ist, wobei sicu ein höherer Druck auf der Saugseite des für die Dämpfe vorgesehenen Kompressors einstellt. Der Druck in der niedrigsten Stufe wird auf einem beträchtlich höheren Wertgehalt, als dem der eingetragenen Sole zugeordneten Sättigungs&uck entspricht. Dazu dient ein zweiter Y/ärmeaus tauscher, der das eingetragene Seewasser erhitzt und zugleich sowohl das konzentrierte Seewasser von der Ausgabetemperatur der ersten Stufe als auch das auagetragene Frischwasser von der Ausgabetemperatur des ersten Y/ärmeaustauschers herabkühlt.

e)Bei einem Verdampfer nach dem Dampfheizverfahren wird ein Dampfkompressions-System über mindestens 4 Stufen der Leiter und vorzugsweise über mindestens 6-8 Stufen der Leiter angeordnet. Mit diesem System wird ein Primär-Vorwärmer auf der Sole-Seite der Leiter beheizt. Die Anhebung des gesamten Druckniveaus und Temperaturniveaua erfolgt im übiigen (unter Verwendung eines zweiten Y/ärmeaustauachera) wie bei der vorangehend beschriebenen Kombination (d).

f)Bei einem Verdampfer nach dem Dampfheizverfahren wird, wie in der vorangehenden Kombinatiorfe) beschrieben, ein Dampfkompresaions-Systeiu'und ein zweiter Wärme-.

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austauscher verwendet. Die komprimierten Dämpfe v/erden jedoch in einem Primär-Vorwärmer auf der Frischv/asserseite des Verdampfers kondensiert, und zwar mit geschlossener Kondensation, v;i« dien vorangehend in der Kombination (a) beschrieben worden ist.

g)Bei einem Verdampfer nach dem Dampfheizverfahren erfolgt die Verwendung eine:j Dampfkomprenriona-Systems zusammen mit einem zweiten Wärmeaus tauscher, v/ie dies vorangehend bei den Kombinationen (e) und 'f) beschrieben worden ist, wobei iedoch die komprimierten Dämpfe in einem Primär-V/ärmeaus tauscher auf der Frischwasserseite rait offener Kondensation in einer Halbstufe kondensiert --erden, v/ie dien vorangehend bei der Kombination (b) beschrieben worden ist.

h)Bei einem Verdampfer nach dem D&mrfheizverfahren werden die Dämpfe aus der Stufe von niedrigstem Druck abgezogen und danach in einer Lösung eines hydrophilen Mittels, das einen niedrigeren Dampfdruck als Wasser besitzt, zur Absorption gebracht;. Die hydrophile Löeung wird sodann in einem Generator bei höherer Temperatur und höherem Druck konzentriert, Die Wasaerdämpfe werden von der konzentrierten hydrophilen Lösung abgezogen und aodann in einem Primär-

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Vorwuriaür, der nieh entweder auf der 3ole~Seite
oder - vor::u_öa:veiae - auf der Prisclrvassersei te
der Leiter befindet, wieder kondensiert.

i)Pei einem Ver-kjnpfor na?h dem Dauirfheizverfahren
werden zuu:'1 sli ehe Stufen einer üili'jhen Ilehrfaeh-En tnpuniiung ever dampfun^ verwendet, und nv.ar bei

D-Dicken, die unterhalb dee niedrigsten Druckte in ^

-ien nach de.-i Doinffheisverfahr ~n betriebenen Stufen liefen. Die in diüsen zusätzlichen Stufe., der Üntsprmnun^sv-j.dämpfung gebildeten Dä::rfe v.'erden absorbiert bc.v. kondensiert in einem im Gegenstrom * ;:ykljaoh geführten Strum einer hydrophilen lösung, die alle üitse r.uaätslichen Stufen durchläuft. Die hydrophile Löüung wird sodrain bei hüheror Teaiper^tur und h^hereji Druck in einer; Generator verdampft und konzentriert, wobei sich 7,'asserdämpfe ergeben, die als Heicvlaüipf in einem PrimärVorwärmer für die ™ DLimrfheiz-Leiter benutzt v/erden. Dieser Primär-Vorv/firmer kann dabei entweder auf der Frischwassex-Beite oder auf der Sole-Seite des Verdampfern angeordnet sein.

j)Eei entweder der Kombination (h) oder der Kombination (i) wird ein Wärmeaustauscher nach dem Prinzip der I.'Iehrfach-EntSpannungsverdampfung verwendet, um die den Gener;.tor verlassende, heiße und konzentrierte hydrophile Lüaung wieder her abzukühlen.

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"Die b-:i dieserr ",,'arrneauataascher entstehenden "Dämi-Te '/."erden an Rühren kcndens:. ert, in denen dj ε verdünnte Lösung de?; hydrophilen I.üttels vom Absorber zuiu Genervter strümt. Dadurch ergibt sioii eine zusätzliche !.!enge on Konuenürt, flu? in 'Isii aus^etru^enen Fribch.V'°i:;crstrom ein- ^a^;ei-t werden kann. Alternativ zu dem '"ärniea'_;.jt■,!!:_"hai/ na-jh den; Prinzip der .Eutnpannun^a-Jcühiuriö kann a^r auch, allerdings mit etwns -Λ"«".igex¹ Vurteil, ein LLLEX verv/endet, v/erden.

k)Eei ent.veder einem Verdampfer nach dem Dampfheic- VQrl'Ld'.y^iL euer einem üblichen !.lehrfaoh-ZntSi-unnunjuverdajiipfer, betrieben gemäß Kombiation (d) (e) (f) (g) caer rrltunter auch (h) (i) und (J), kann es z,veok.Ti^Hßi^ sein, die niedrigste Stufe der Leiter auf eintr:i beträchtlich höheren Druck zu halten, als dem dur^h dib entsprechende Siitt.Ifun^a-TeiTir.er-.tur der e!.r;_oe tragenen, zu verdampfenden Lüüung definierten Dj.-u'ik eiitspricht. Der eingegebene 3trom an See.."2ssei- kann d-ibei vorgo-.viirmt und nuclei eh ά·?.α aub fetr^!i.gene Frischwasser Miid/oder die audgetra^ene Sole herabgekühlt werden, wobei ein Wärmeaustauscher verwendet wird, der eine sehr enge Annäherung der

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Temperaturen des kälteren und des v/'inaersn Strömen ermöglicht. Ein solcher V/ärmeauataujjher iüo der LLLEX, der die Wärme in zwei Stufen Übertrugt-, nämlich einmal von dem wärmeren wässrigen Strom zu einem kälteren Strom von Wasner unlöslicher Flüssigkeit, und dann von diesem Strom von .,'aaaer unlöslicher Flüssigkeit zu dem zweiten, kälteren wässrigen Strom. Dabei v/ird der ernte v/iiasrige Strom gekühlt und der zweite wässrige Strom entsprechend erwärmt. Sin weiterer V/ürmeaUv-ituu.-.iClieL', der ebenfalls die gewünaeiitsn Si^enöchüften besitzt, iüt der s^hon mehrfach erwähnüö, nnch dem Prinzip rter Entnpunnungeverdampfung arbeitende Austaus'jher. "DieserAustuu.ieher besitz: mehrere Stufen mit entvsrler genchloyaener oder ofe.ier Y^

I)EeI einem Verdampfer n."h dem Dampfheizveri-ihren, M

bei dem sich der Primilr-Vorv/ürmer auf Jer Friso-hwasseraeite der Leiter befindet und entv/eder miu einem offenen oder einem geschlossenen Strom von Heizdampf oder auch mit einer anderen Heilquelle betrieben v/ird, kann ein Kreialaufverhältn.i , r.wiaciip.n Fri dchv/nsner unü Sole von woniger alu 1 '/ürhanuen nein, (oder, etwas genauer genagt, die fühlbare V/ärnie pro Temperatureinheit kann geringer nein als die den in

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die gleiche Stufe eintre tendui. £eev;?.saer-3 motiu^) . In einem aolchen Pall ktuu:. ein IZilZv.-^j:» tL.u_üchüf yerv»endet werden, urr. vh.a von de;;, Primär-'^ r-rüm.eiabgegebene vrr.rne ?ribch\vaaaer lu kühlen und zugleich das eingetragene Seev/anser auf die höeliü τ:.* etliche Temperatur aufzuheizen. Ein kleiner Teil izs von dem Hilfs-Auntauscher ausgehenden Fri„ ;L „·-''-".; j era v.'ird vor de:.. Zinuritt in dun Ilaupt-Auj^i.-.aoChex· *Vb— getx'ennt und im Kreislauf in den lT±n'ai--7or\T.'rz.ev zurückgefühx't. Dort v.'ird die-ier kleine Teil.jl.ruai unmittelbar und sofort wieder neu aufg^Leiiit. Ilit diesem in einer gesehlosaenen Schleife siirkulLeranden Teilstrom lä.it sich die fühlbare V/ärme der Hauptströme in der Balance halten und zugleich die ITotv/endi_akeifc, den Yfeoserstrom auf eine beträ^nt^ich höhere Temperatur zu erhitzen als den Soiestron-, vermeiden.

m)3ei einem Terdampfex* nach dem Darüpfheiz'.^rerfahren, bei dea irgendwelche der rar^ii^ehenu. ervähnten 7erfahr ens schritte verwertet •.ve.-daa,. wird ein in der Kombination (k) beschriebener LLLSi benutzt» und zwar als Haupt-./ärmeaustausoher zum Kühlen des Zreijlaufotromes von frischwasser und zu^eich zum Erwärmen des eingetragenen Seewassex'-Strornes. 7/eiterhin erfolgt, wenn der Prirnax^-Vorvvarmer sich auf der Priuchv.asserscite der Leiter befindet, die Vex-vvendur-ö eines LLLEX

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o^ii'--', .vie er Vur-u.^iLond .inter ruris. Alters,iiv kann at sr au? ^ r Stellen der cohc-r. -Tv/Oi^te, n^

Jo.i, '.: rihi:I:- der L*e*«.;--^aiUiungal.Uu'¹ ui:g arbeitende

.Die ■"or^'.^iüena. ^Ui^ei .niutiii jrui-u.'Jiiij.■. -0 ία sic Ii ei 3tu loio^e- /" :It:.nnten Ünt^xann'TgioTsrd^^ip :t ·."'? rlt.ii z-■%■*?. v.enr sie .τ-:ϊ4£ den nachfüllend nc oh

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Α-ί* " Λ 11 tC υ - . .**_· ν '- ~ ν \-iij. · J C»VCXxb jilA tJ J. U.XI-. Uj* C L- --υ p4- CJuti U. ■— α-

lun^ d:a-c' eilenden Piie2schen:en verv.endet warden, zu. rrte*:c-.i Vorteilen ^e^enlibsr dem bisherigen Stand dt-r 'ι. 331«' -j. -j Verteile liefen in e"beü ändert, ^t=-^g ^h nicht il" eiIi el:-■."..:: folgenlen Funkten:

1.) 3r-> Au^Liai der;Eonden3Stion, ir-L in eirer 3tafs

cacr "uch in einer lialcstafe ptattfindet, steigt

UiI₁ ou du3 sich entsprechend für eine vorgegebene

!riist'a::^ die Grc3e ".nd damit die Kaptialkcsten d&3 'V-crdii-iu^f?x'c senken lassen.

2.) Dia I.Idii^e der dein System zuzuführenden .Primärwürji;e' v.ird vermindert, so daß entsprechend die thermischen· Kosten der Verdampfung ^erin^er werden.

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Ζ·) Di t tu ■ -τ"Λ. υ ehe Kompreasic-i: v.ird gegenüber dem herköitj.licheii Verfahren in einer neuen und vorteilhaften »'eise benutzt, nc dai? ea iiioglloh ist, me eil an ei ehe oder elektrische Zncrgie (wenn solche leicht und bequem zugänglich, rrein sollte) austeile jer therniijchen Dnergic zu. Terv.enden, ua. die Ver-"^w'fun^ durchzu

4.) jurch JJe 7erv.en:iung eints Ay [5. '.. eir.os Kreislaufs ar: h:^rdrcj:hiler Löbung) in Yart'inüung ;. it ainem Verdampfer nach dem Daiüpfheisv-irf J.ren ergeben rieh in rcrl.^:eü neuen Verf^hruixuv/e/'eii. die hoaibinierten Verteile dieser Sycteiae."

5») "⁰^i "ieiii Betrieb des Frin:;ir-Vorv;ärinorri (und d°rüberhir.uuo r-o-gar bei dem Betrieb der gesamten Anlrge) v.ird die Tiüglichkeit einer Bildung von Kesselateinen vermieden. Dies ist besonders bedeutt-am, .venn losungen mit kesseisteinbildejuden Bestandteilen konzentriert ",vcr-ien sollen, da diese Lösungen nunmehr bei sehr viel höheren Temperaturen verarbeite L werden l'önr.en aiii dies bislang für möglinh gehalten wurde.

Bei den erfindungsgemäß verwendeten Verfahrensschritten und den zugehörigen Anlagen können in einigen Fällen gewisse, geringfügige Abweichungen von denjenigen Methoden und Einrich-

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tun_öexi vürkoinaen, wie sie bialang für sich (d. h. in einem anderen 2uaamrafinhan_ö als deui, den die vorliegende Erfindung angibt) bekannt sind. In jedem Fall vrird aber das neue, erfindungsgeaiäße Verfahren mit den ent spr ah enden Vorteilen durch eine neuartige Anordnung, Verbindung, Steuerung und Betriebsweise von mehr oder weniger gut-bekannt 3:1 Yerfahrensschritten und Anlagen eri*eioht. Diese Schritteund Anlagen .sind- sämtlich so .ausgelegt» daß die G-estehungskoti ten der M

Geuamtanlcig-, die theraduchen Kosten der Er^eugurig von Prischv.-^33er oder der KoncRntracion einer verdünnten I-üaung, :Ue 2uverlä£i£igkeit dea Betriebs, die Freiheit von Ke3sel3tein-Problemen und so weiter optimal berücksichtigt ,verden. Die unerwarteten Vorteile reaultieren dabei, wie gefunden wurde, von der Verbindung der üblichen Mehrfach-Entspannungsver-' dqiuf pun-g oder des Dampfheisverf ahrens mit den v.^Tei ler oben aufgefüirten einzelnen Schritten in einer neuen thermodyna-" miaeben Folge. Diese Schritte enthalten, wie vorangehend beschrieben, einzeln oder in Kombination miteinander die Einfügung eines Primär-Vorwärmers in das Fließschema, die Verwendung einer Kondensationa-Halbstufe, die Verwendung eines Systems zum Vermindern der Überschufwärme, die zweckmäßige Benutzung der hohen thermischen Wirksamkeit der Unterwaaserverbrennung, des ILLEX oder des nach dem Prinzip der Entspannungskühlung arbeitenden Wärmeauütauachera, die Vurwendung der Dampfkompression über fünf oder mehr Stufen

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in einer besonderen V'eiije und Toer im! bo tv-f fuiljt; T-ru-.-lrbereich hinweg, und schließlich ;11o Verwendung eir.ö" Aboerber-Generator-Systeins in Kombination .mit doiü "Dauu.fi.-Jiriverfahren, - - wie dies vorzugehend ja schon irr. ".iiiRuinen erläutert wui'de.

7/iö bereits in größeren Einzelheiten In djr eingang..· erwähnten älteren Anmeldung beschrieben rurde, Ircnner. die einzelnen Komponenten der Dair^fheiii-Leiuer urit-^r verschiedenen" Bedingungen, in mancher anterrohiedllcntr ',Viiae '-mgeordnet sein. Sine der vorteilhafteren Anordnungen besteht darin, daß innerhalb eines einzigen Gehäuses- mehrere oder sämtliche der Entsrannungsatufon in verijchieder.&ij Vertikalebenen untergebracht sind. Die." schließt sowohl die flcewaaserseite der Leiter aia auch. :Me Pri&eii'.vEissemeite ein, 7'obei das Seewasser infolge der uriterschiödldcnen Höhe der Stufen und auch dei* aufeinanderfolgend geringeren Darnpfdrücke in den Stufen an seiner Sei":e der Leiber von Stufe zu SfeuL'e herabfließt, v/ährend das Frischwasser von einer 3tufe zur nächsthöheren Stufe hochgepunipt v.'ir-i. Eine entsprechende horizontale Anordnung kann aber ebensogut auch verwendet werden. Bei einer weiteren der vielen möglichen Anordnungen sind die beiden Seiten der Leiter voneinander ,jecrennt und in zwei gesonderten Gehäusen untergebracht, wobei die Achse des einen Gehäuses jeden gewünschten 7/inkel mit der horizontalen

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und d:^:!-¹· nach ■ ;nt der Achce der. anderen /johvue;-; bilden Ir-UiAi). ."v.-J. p.chöii' doü einander zugeordneten Hälften der snt-' β pro-'h en den Stvu'on in den beiden' gesonderter 7_eh-iusen 1st-."■jeweils.-v?in 3)::ir:.:->''---Ur -^iiüPürdnfct..

dor Erfindung.

TTdI⁴ oner'.vt-ije ist -,i-i^^Qr das LÖGungaiEiitnl, d^ris 'iua

vordUⁿ.n tr-n; Lüu-an^ci- ή ρ im ν;·? sen dich en reiner Form gewonnen ä

verdcn Süll. IT'.tärl-icii lassen nich ^.t-er au?ii andere Lo mittel in .^enuu. ler gleichen 'ieise gewinnen. Im. iibri/;:■■■ .u iat 'iae.jjho:; r-i" -jrwähnte Seawasser nur ein typisches !r^is^iel für '"i:ie verdünnte wässrige Lösung. Die Erfindung iit kui^v:e<> v.ejj.j_: \_\£ lie Vür::^b--ituag von See'rasser oder aa^Aii ailg^neir au°. iit Verarbeitung von■ 3il2h<\ltigeii V/ässern (s.B. Braok-■ .v.Tnü'"r) ■ c\ve?kü "ev.iimimg von Tiunkv.ascer caer Frio^hvasaer für andere Zwecke beschränkt-» Auch cndere wäsaige Lcsun_eeü Iu3i-en Rieh ^rTert";rbeiteii, ^ei es sum Zwecke der Erzeugung von reinen Vfan0er oder sei es sum Zwecke der Erzeugung einer

■ierteil Lösung.
Sei eier;: Entsalzen von Seewasc-er ist im allgemeinen eine sehr grciBe klenge, praktisch ejne unendliche Ilenge von KohmaterM* verfügbar. Desh-iit braucht bei der ?riαchwasGer-Gewinnung aus Seewasser im allgemeinen der !.!enge von Seewasser, die für die irzeugung einer bestimnten Ilenge vcn FrisohY/aßser benötigt wird, keine Beachtung geschenkt zu werden* Jedoch kann sieh in einzelnen Fällen in einer anderen"

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Hinsicht eine .Begrenzung der eingesetzten Menge an Seewasser als nützlich erweisen, beispielsweise in solchen Fällen, bei denen eine Vorbehandlung des Seewassers zur Verhinderung von Kesselsteinbildung notwendig ist. In solchen Fällen wird also die Begrenzung der Seewassermenge durch die Kosten der bei der Vorbehandlung verwendeten Chemikalien gegeben.

Durch Kreislauf-Führung des Seewassers erhöht sich seine Konzentration, so daß sich die benötigte Menge an neu zugeführtem Seewasser vermindert. Jedoch ist eine Kreislauf-Führung im allgemeinen nicht notwendig, außer wenn wärmewirtschaftliche Überlegungen für eine Kreislauf-Führung sprechen oder wenn beispielsweise die vorangehend erwähnten Chemikalienkosten berücksichtigt werden müssen. Falls jedoch aus dem Seewasser eine konzentrierte Lösung hergestellt v/erden soll oder falls inländisches Brackwasser, das entsalzt werden soll, nur in begrenzten Mengen zur Verfügung steht, oder falls schließlich die Konzentrierung irgendeiner anderen Lösung der Zweck des Verfahrens ist, dann ist es im allgemeinen notwendig, den in|der niedrigsten Stufe abgenommenen Strom von Sole im Kreislauf zurückzuführen und dadurch die Konzentration der Sole bis zu einer bestimmten Höhe aufzubauen.

Nachfolgend wird eine solche Kreislauf-Führung der zu verarbeitenden Lösung nicht berücksichtigt, obgleich sie sowohl bei dem üblichen Mehrfach-Entspannunga-System als auch bei dem l)_ampi'heiz-Systein aun- wärmev/irtncliaftlichen Gründen

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sehr nützlich ist. Sie kann nämlich die erforderliche Wärmezufuhr um beispielsweise 25 fo bia 4o fo senken, und zwar insbesondere in einigen Fällen, bei denen nur relativ wenig Stufen vorhanden sind. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind jedoch gleichermaßen gegeben, unabhängig davon ob eine Kreislauf-Führung des Seewassers vorgenommen wird oder nicht. Im Falle einer Kreislauf-Führung des See*· wassers treten lediglich noch die damit erzielbaren zusätzlichen Vorteile hinzu.

lösungen von anorganischen oder auch von organischen Materialien oder Lösungen beider Materialien können durch das Verfahren der Erfindung ebenfalls verarbeitet werden. Bei der Verarbeitung dieser lösungen können mitunter etwas unterschiedliche Bedingungen notwendig sein, obgleich das Grundprinzip der einzelnen Verfahrensachritte und auch der Anlagen das gleiche bleibt. Beispielsweise besitzt eine SoIfit-Ablauge, die mit dem Verfahren gemäß der Erfindung konzentriert werden soll, ganz andere Eigenachafte und insbesondere einen höheren Siedepunkt als das Seewasser* Im übrigen ist aber auch bei lösungen aus Kochsalz und/oder anderen Salzen, bei denen eine konzentrierte Sole und schließlich die Salzgewinnung das Ziel der Verarbeitung ist, die Erhöhung des Siedepunktea der im Kreislauf zurückgeführten Sole ein zu beachtender Punkt.

AIa Wärmeaustauscher igt.oftmals der ILIEX-Typ zweckmäßig. Er 1st deshalb bei der noch vorliegenden Beschreibung

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auch an erster Stelle genannt, insbesondere in Verbindung mit dem Dampfheiz-Systein. * Ein normaler Röhrenaustauscher kann aber ebensogut auch verwendet werden, wenn die äußerste Einfachheit der Anlage gewünscht wird, wenn kleinere Anlagen zur Debatte stehen und wenn schließlich die höheren Kosten des Röhrenaustauschers toleriert v/erden können. Anstelle der beiden vorgenannten Typen kann schließlich aber auch der nach dem Prinzip der Entspannungskühlung arbeitende V/ärrae aus tauscher verwendet werden. Dieser Austauscher gibt, wie vorangehend schon aufgezeigt v/urde, in mancher Hinsicht noch zusätzliche Vorteile.

In der schon erwähnten älteren Anmeldung ist der klassische Verdampfungsprozess mit Mehrfach-Effekt, die Dampfkompression, die übliche Mehrfach-Entspannungaverdampfung und das Dampfheizverfahren beschrieben worden. Der gleicher Hintergrund ist auch für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung relevant. Bei der vorligenden Erfindung wird jedoch, wie schon erwähnt, eine höhere Wirtschaftlichkeit hinsichtlich der Größe und Kosten der Anlage s&lbst und auch hinsichtlich ihrer Betriebsweise (Energie-Einaparung, Eliminierung von Kesselstein-Ablagerungen, Korroaions-Problemen u.s.w.) erreicht.

In einigen Fällen mag es sein, daß durch natürliche Gegebenheiten eine Wasserquelle zur Verfügung steht, die eine

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höhere Temperatur "besitzt als sie sonst üblich ist. Diese Quelle kann beispielsweise eine v/arme Oberflächenschicht von Seewasser sein, die um 25 Grad Fahrenheit oder mehr vvärmer int als eine tiefer gelegene Schicht» Bei anderen Wässern kann die - Ausgangetemperatur infolge von geothermischen Bedinungen oder auch aus sonstigen Gründen sogar noch höher sein. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich bei diesen recht engen Temperatur-Bereichen mit einer verstärkten Grö'iie der Anlage, aber ohne das Erfordernis eines -Uüätsliohen Energie-Eingangs in einen Primär-Vorwärmer sicherstellen.

Die ν oi·.? c lii ed en en Merkmale der Erfindung betreffen in erater Linie die unterschiedlichen Verfahren der Zufuhr und der Steuerung des Energieflusses sum Primärr Vorwärmer, nämlich thermische Energie, Dampfkompression und Absorption-Regeneration.

Allgemeine ti zur thermischen Hehrfaeh-Entspannungsverdampfung.

Die jeweiligen Ähnlichkeiten und Unterschiede der einzelnen Verb3α Gerungen in der Yerdampfungstechnik, die durch die vorliegende Erfindung gegenüber dem bisherigen Verfahren ^e-. bracht-werden, sollen nachfolgend anhand von PlieiBbildern- für das übliche 2^3-teiu der Mehrfach-Entspannungsverdampfung als auch für das Dampfheizsystem erläutert werden, wobei in den einseinen

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Figuren noch jeweils Modifikationen enthalten sind, auf die an der betreffenden Stelle im Detail, eingegangen wird.

Allgemein sei au diesen Fließbildern aber bemerkt, daß jeweils nur vier Stufen zeichnerisch dargestellt sind, wahrend die tatsächliche Anzahl der Stufen zwischen fünfsehn und fünfzig liegen kann. Eine niedrigere Anzahl von beispielsweise zehn Stufen kann bei einem Dampfheizsystem durchaus schon zu einer akzeptierbaren Wirtschaftlichkeit führen, und selbst fünf Stufen können verwendet werben, wenn die Einfachheit der. Anlage und nicht die Energie-Y/irtschaftlichkeit bei der Planung im Vordergrund steht. Wenn auch mit geringerer Anzahl von Stufen im Ergebnis eine geringere Energie-Y/irtschaftIichkei t erzeugt wird - wie dies vorauszusehen ist - können jedoch sämtliche erfindungcgemäße Prozesse in den Fällen, in denen hohe Energiekosten toleriert werden können, mit entsprechend weniger Stufen betrieben werden.

In ähnlicher V/eise geben höhere Maximal-Temperaturen an der Spitze der Leiter jeweils größere Energie-Wirtschaftlichkeit. Bislang ist jedoch die Spitzen-Temperatur in den meisten .Kehrfach-Εητspannungsverdampfung-Systemen dadurch begrenzt worden, daß normales unbehandeltes Seewasser zur Bildung von Kesselstein-Ablagerungen neigt, und zwar umso stärker je höher die Temperatur ist. In zahlreichen Fällen des bisherigen Standes der Technik ist deshalb eine Spitzentemperatur von sogar nur

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etwas über 2oo Grad Fahrenheit als nicht mehr tolerierbar angesehen v/orden. Beilder vorliegenden Erfindung sind demgegenüber sämtliche Probleme der Kesselatein-Ablagerung vollständig vermieden, weil einerseits keine metallischen Wärmeübertragungaflächen vorhanden sind und weil andererseits die einzelnen Flüssigkeits-Ströme in einer entsprechend geeigneten Weiae geführt werden. Deshalb kann eine Anlage gemäß der Erfindung mit jeder gewünschten hohen Temperatur gefahren werden, wobei die Temperaturhöhe abhängt einmal von der Temperatur des HeMampfes (falls Heizdampf als Heizmittel für den Erimär-Vorwärmer benutzt wird), zum anderen von der Auslegung der Anlage hinsichtlich ihrer Festigkeit unter den bei höheren Temperaturen auftretenden Drücken und sonstigen Zustandsbedingungen, und drittens auch von der Gefahr einer erhöhten Korrosion des Stahles oder des sonstigen Baumaterials, die bei höheren Temperaturen gegeben ist. Einige der vorgenannten ,Faktoren sowie auch einige andere, weniger bedeutsame; Faktoren können dazu führen, für eine bestimmte Anlage eine zweckmäßige Maximal-Temperatur festzulegen.

Ebenso wie die Spitzentemperatur an der Spitze der Leiter gibt auch die tiefste Temperatur am unteren Ende der Leiter eine Möglichkeit für die Beeinflussung der Energie-Wirt achaftliqhkeit. Die Energie-Wirtsdhaftlichkeit ist umao größer je niedriger die Temperatur am unteren Ende der Leiter Ist« Im Falle der Verdampfong von Seewaaser iat die Temperatur

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am unteren Ende im allgemeinen festliegend, und zwar durch die Temperatur dea zur Verfügung stehenden Seewassers.

Generell läßt aich sagen, daß die Energie-\7irtschaftlichkeit einer Anlage umso höher ist, je größer der Abstand zwischen der Spitzentemperatur und der Bodenteinperatur (also der oberen Temperatur und der unteren Temperatur) ist. Normalerweise reicht dieser Abstand von etwa 1oo Grad Fahrenheit bis etwa 3oo Grad Fahrenheit, aber wenn niedrigere Gesamt-Temperaturbereiche in wirtschaftlicher Weise zur Verfügung stehen, können auch, wie nachfolgend noch erläutert werden soll, Bereiche von nur 15-25 Grad Fahrenheit verwendet werden.

Üblicher Mehrfach-Entapannun^sverdampfer.

Die Darstellung der Figur 1 zeigt ein übliches Mehrfach-Ent apannungaverdampfung-System. Links in der Darstellung befindet sich dabei die Verdampfungsseite (Kühlseite) während sich rechts in der Darstellung die Kondensat!onsseite (Heizseite) des Verdampfers befindet.

Die Sole steigt in einem Strom auf der Verdampfung3sei te des Verdampfers ab. Dieser Solestrom ist vor dem Eintritt in die oberste Stufe des Verdampfers in einem Primär-Vorv/ärmer erhitzt worden, und zwar unter einem Druck der mindestens so hoch ist wie der Sättigungsdruck für die maximale Temperatur im Priraär-Vorwärmer. Der Primär-Vorwärmer wird in der Darstellung der Figur 1 von einer äußeren Quelle aus mit Heizdampf

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beheizt. Die absteigende Sole gelangt in den aufeinanderfolgenden Stufen, -jeweils auf einen etwas niedrigeren Druck und eine etwas niedrigere Temperatur. Der Weg, den die Sole dabei durch die einseinen Stufen hindurch nimmt, ist in der zeichnerischen Darstellung durch Pfeile angedeutet, die bei den einzelnen Stuf eil unterbrochen sind. Damit soll gezeigt werden, daß dar Weg der Sole nicht in einem geschlossenen Rohrsystem oder dergleichen durch den Verdampfer hindurch verläuft, sondern daß die Sole tatsächlich schrittweise von Stufe zu Stufe Λ transportiert. v.drd, bis sie schließlich links am Boden den Verdampfer verläßt.

Die bei der Entspannung der Sole entstehenden Dämpfe

bleiben innerhalb der jeweiligen Stufe und werden dort von der Verdampfun_as?eite zur Kondensationsseite hinüber geleitet. Die beiden Seiten einer jeden Stufe sind entsprechend miteinander verbunden, was durch die unterbrochene Trennwand in der !litte der Stufen angedeutet ist. Auf der Kondensationsseite kondensieren diepämpfe an Wärmeübertragungs-Rohren, durch die hindurch das neueingetragene Seewasser dem Primär-Vorwärmer " zugeführt wird, Das neue Seewasser läuft dabei im Gegenstrom zur Sole und nimmt infolge der Kondeaatlon der Dämpfe eine stufenweise ansteigende Temperatur an, bis es mit entsprechend erhöhter Temperatur aus der obersten, höchsten Stufe des Verdampfers austritt. Danach wird das erwärmte Seewasser mit dem Primär-Vorwärmer noch weiter erwärmt, bis es' schließlich auf

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der zur Eingabe in die Verdampfungsseite der ο "bei" oben Stufe erforderliche Temperatur gebracht ist.

Falls die Balance zwischen der Entspannungsverdampfung und der Y/ärme, die durch das eingetragene Seewasser absorbiert v/erden kann, nicht exakt ist, wird eine zusätzliche "enge von Seewasser auf der Kondensationsseite in die unteren Stufen d.?s Verdampfers einjespeist. Dieses zusätzliche Seewasser wird dann, wie dies durch die starke gestrichelte Linie mit der Bezeichnung "Überschuß-Wärme" angedeutet ist, von einer der unteren Stufen wieder abgezogen, ohne daß es bis zur Έηΐspannungs-Temperatur aufgeheizt wird. Dadurch ergibt sich eine Wärmeabfuhr aus dem Verdampfer, durch die das Wärme-Gleichgewicht innerhalb des Verdampf era aufrecht erhalten v*ird.

Das kondensierte Frischwasser, das an den Außenflächen der das eingetragene Seewasser führenden Rohre kondensiert ist, wird in einem Strom abgezogen, der durch die Pfeile rechts in der Darstellung angedeutet ist.

Entspannungsverdampfer nach dem Dampfheizverfahren mit Primär-Vorwärmer im Frisehwasser-Strom.

Bei dem in Figur 2 diagr aminiert en Verdampfer handelt es sich um einen solchen, der nach dem Dampfheizverfahren arbeitet. Die Verdampfung3seite der Leiter (links in der Darstellung der Figur 2) entspricht dabei im, wesentlichen der Verdamfpungsseite des schon anhaid von Figur 1 erläuterten Verdampfers.

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Die 'erwärmte. Lösung wird in den einzelnen Stufen aufeinanderfolgend entspannt, wobei Druck und Temperatur der Lösung absinken, ihre Konzentration aber zunimmt und wobei sieh Dämpfe bilden, dia innerhalb der einzelnen Stufen (in der Darstellung nach rechtα) zur Kondensationsseite hingeleitet werdeiipid zwar unter dexa Druck der jeweiligen Stufen. -Am-Ende der Verdampfungsseite der Leiter tritt koirsenMerte Sole aus.

Die Kondensationsseite der Leiter wird mit einem Strom von -Frisjhwasser beschickt, das sehr nahe a/i die tiefste Teinpex'fitur des Gysteüis, d. h. die Temperatur des eingetragenen 3ee^T.»ras:"jers, herabgekühlt worden ist. Dieser iTrischv/asserstrom läuft im Ss.genstrom. zum Strom der Sole auf der Verdampfungaseite, er wird, mithin innerhalb der einzelnen Stufen sukzessive auf hühere Temperaturen aufgeheizt. Durch dia kondensierenden Dämpfe erhöht sich die Menge dieses FriSv.-hvvasaerstromes ständig, so dai3 an der obersten Stufe beträchtlich mehr !Frischwasser austritt, al3 an der untersten Stufe eingetragen v/orden ist. Von diesem Frischwaswerstrom wird ein Teil, nämlich soviel, wie mengenmäßig dem ursprünglich eingetragenen Frischwasser entspricht, im Kreislauf wieder in die unterste Stufe des Verdampfers zurückgeführt, während derjübrige Teil, der mithin mengenmäßig der Menge des gebildeten Kondensats entspricht, als Produkt ausgetragen wird.

Der Frischwasserstrom innerhalb des Verdampfers ist durch eine unterbrochene Linie von Pfeilen angedeutet, wodurch geneigt werden aoll, daß das Frischwasser nicht in einer gesehloasenen Leitung durch den Verdampfer hindurehgeführt wird

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(wie dies bei der eingetragenen Sole im Verdau ι ^Ρρ^ ;^biuäj3 Figur 1 der Fall war), sonüeru in einen offener* Strom. Die Mittel, mit denen das Frischwasser jeweils von der einen Stufe zur nächsten, unter höheren Dr^k üteuenden Stufe gebracht wirα, sind in der Darstellung der ?igur 2 nicht weiter angegeben.

Das am Kopf des Verdampfers austretende Frischwasser besitzt eine Temperatur, die sehr nahe an ior 1>^r:i^. c-raiur des in den Kopf des Verdampfera au der Verdampf ..u-ig-jnoite eintretenden Geev/assers entsprich⁴;, räch . dem Verlas sen des Verdampfen wird das Frischgas c-er einer. Primür-Vorwurmer zugeführt, der am Beispiel der Figur 2 ;.;it einem geschlossenen Strom. von Heizdampf gespeist ist. Das dadurch noch -,vuiter erwärmte Frischwasser passiert dann einen '.Värmeaur.tausolier, der vorzugsweise jedoch nicht notwerdi;3erv,"eise ein LLL2X i.ut oder ein nach dem Verfahren der Entspannungskühlung arbeitend-sr Wärmeaustauscher. In diesen Y/ärmeauatauscher ".;ir'.l Ί·λ3 Friachv^sser im Gegeriflt;rom zum neueirgetr^genen Seewasser geführt, wobei sich das Seewasser auf die zum Eintritt in den K^pf des Verdampfers, dh. die oberste Stufe des Verdampfers, erfordex'liche Temperatur aufheizt. Die zugefUhrte Primärwärme wird mithin zweimal übertragen, nämlich zunächst zum Frischwasser und dann weiter zum ■ eingetragenen Seewasoer.

Bei den bisherigen Verdampfern, auch bei denen, wie aie in der schon erwähnten älteren Anmeldung beschrieben sind, wird

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die PrinartftLrnie nicht, dem Frischwasser, das -am. Kopf des Yerd^mprero ^r:aötritt, Zu₄₉OfUlIrI:, sondern direkt dam eingetragenen Seewurf er, naöiide..i dieses den 7;iir.:.eaustauscher passiert hat. I'ilinn -,vi.-d bei den bisherigen Verdampfern die PrimärwBrme nur oinnu.vi üc-ertmgeii.

Ό er Vorteil den Tsrf ahrens -Sonemaa jemäS Figur 2, "bei de:.; die Iriiu:Ar\vL:i':..^ de^ Triücli-iner zugeführt v:ird, lie^t iir v/eeentlio-hcij. dar in, dai3 innerhalb . des rri::iär-Yor";äriners lieinorlei Il'er,-ti.~.tein~Abln.gerunden auftreten können. Piese ^

Keoseliteir.-Abla^erungen sind beim direkten Erv.-ärmen von Seev.-.-.SRei· oine ^ro-3e Gefahr, d'-:. sie zu einer harten Kruste auf den ,7är-ae";V'-rrtr-\gun_o:sflächen; führen, durch die der Yorwärmer" sehr balu. -uiv.virlcsr.ra reruücht wird. 2ine ständige Tirtung Ycrwärinera ist mithin bei d-sn bisherigen Y erfahr en unerläßlich. Diese 5ef.uirv.-ird bei dem Schema gemäß Figur 2 -vermieden, da praktisch reines Wasser.in dem Vorwärmer zu erhitzen ist, das keinen Kesseistein bilden kann.

natürlich ero-r.rt die bisherige Ilethode ein "zweimaliges. Erhitzen mit dasvri.sehenlielendem Kühlen des iß Kreislauf jeführten Frischwassers. Jedoch stellt der LLLEX oder auch der nach dein-Prinzip der Entspannungskühlunge arbeitende Wärmeaustauscher einen sehr wirkungsvollen Austauscher dar, der mit einer sehr ^uten Temperatur-Annäherung arbeitet und der im übrigen auch sehr geringe Kapitalkosteii pro Einheit besitzt. Dadurch läSt sich die Eliminierung des KesselHtein-Problems

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(mit der zugehörigen Elirainierung der Wartungskopien und der eventuellen Chemikalien-Kosten) ohne nennenswerte Steigerung der Betriebskosten der Anlage ermöglichen. LIit anderen ',Vortsn ist es nur dadurch, daß ein so wirksamer und wirtschuf ΐ cher Typ eines Wärmeaustauschers nur Verfügung steht, überhaupt praktikabel, den Primär-Vorwärmer im Prischv/asaerstrom und nicht im eingetragenen Solestrom'anzuordnen.

normalerweise ist der Primär-Vorwärmer gemäß Figur 2 ein Röhren-Vorwärmer, bei dem sich der Heizdampf an der Au£enseite der Höhren kondensiert und als Kondensat wieder direkt zum DuLipfgeneri.tor zurückgebracht wird. Es können aber auch andere Formen von Frimär-Vorwärmern verwendet werden. Beispielsweise kann der Vorwärmer mit metallischen Wärmeauytausch flächen versehen sein, die auf der einen Seite durdh einen Brennstoff beheizt sind. Die schon erwähnte Unterwasser-Verbrennung kann ebenfalls verwendet werden, sie führt zu einer direüen Wärmeübertragung und besitzt daneben noch den Vorteil, daß der Heizwert der Brennstoffe zu einem höheren Ausmaß ausgenutzt werden kann, weil das bei der Verbrennung gebildete Wasser mit in das ausgetragene Produkt übergeht, natürlich sind bei der Unterwasser-Verbrennung aber Brennstoff zweckmäßig, die einen nur geringen Gehalt an Schwefel oder entsprechenden Stoffen, die zu in Wasser löslichen Verbrennungs-Produkten führen (z.B. Schwefeldioxyd) besitzen, da sonst eine Verunreinigung des ausgetragenen Produkts eintreten würde.

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Ente-pamiun^sverdampfer nach dem Dampfheizverfahren mit thermische.,;' Ealbstufe.

Bei dem Verfahrens-Schema gemäß Figur 3 liegt ein Verdampfer :;ugrund e, der nach dem Danu-fheizverf aiiren arbeitet. Oberhalb der obersten vollen Stufe in der Leiter befindet sicu. dabei auf der Kondensationsseite eine Halbstufe, die %1ϋ Primar-Vorwärmer wirkt uncMie mit Heizdampf gespeist.wird.-Der. Effekt dieses Primär-Vorwärmers ist gleich dem Effekt; des in Figur 2 gezeigten Primär-Vorwär- M rners, doch im übrigen sind sämtliche metallischen Wärmeübertragung flächen vollständig vermieden. !.Iithin ergibt sich ein sehr niedriger - praktisch vernachlässigbarer Temperaturabfall zwischen dem Heizdampf einerseits und dem die besagte Halbstufe verlassenden Frischwasser aridererseitd, so daß gegenüber deai Schema nach Figur 2 für eins vorgegebene Temperatur des EeMampfes eine höhere Art)el fcstemperatur innerhalb der Leiter erreicht werden kann. Dies wiederum fährt zu einer gieren Produktion an Frischwasser, be-

zogen auf die Menge an Heizdampf. In einem praktischen Fall kann die Zunahme durchaus in der Größenordnung von 5 - 1o ^c/ liegen.

Mit der ansteigenden Arbeitstemperatur wird natürlich auch daa Problem der Vermeidung einer Kesselsteinbildung entsprechend wichtiger. Falla ala Wärmeaustauscher zwischen dem heißen Frischwasser und dem eingetragenen Seewaaaer ein LLIiEX benutzt wird, treten praktisch in dem gesamten System keinerlei ⁼ Möglickkelten der Kesaelstein-Abla^erung auf. Hithin lassen

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sich dann die hohen Arbeitsteuiperaturen, die eun cle.:. Heizdampf herausgeholt worden sind, ohne ierlleiie ?Tu?b teile verarbeiten. Palis anstelle eines ILIEX ein Turrr^nust^ULiCher nach dem Verfahren der Dntspannungskühlung genutst vrird, ergeben sich die gleichen Vorteile und darüberhinau^ roch der we i Ibre Vorteil, dai das ausgetragene Produkt ein ioppelt-iestilliertes Wasser ist, also höhere Reinheit besitzt.

In der Darstellung der Fi^ur 3 ist der ge~crichelte Strom, der an dein Primär-Vorwärner vorbeigeführ¹- wird und der zur Regelung der Überschußv/ärrne dient, nichi ein_öeträger.. 3s kann jedoch die Regelung der Überschuiv/ärce bei dem Schema gemä3 Figur 3 in genau der gleichen '."eise erfolgen., ;vie dies in Figur 2 zeichnerisch angedeutet und v/eiter cb^n in der vorliegenden Beschräbung auch schon erläutert worden ist.

Verdampfer nach dem Dumpf heizverfahr en mit Primär-Vorv/ärmer und Hilfsaustauscher auf der Frisohwasserseiue.

Wie bereits dargelegt wurde, kann bei einer Reihe von Betriebsbedingungen der den Kopf der leiter verlassende Kondensat-Stroin eine geringere Menge besitzen - oder eine geringere fühlbare Wärme zur Änderung seiner Temperatur um einen Grad benötigen - als das am Kopf der Leiter eintretende Seewasser. Mithin würde in einem solchen Fall, um die über den

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P zugeführte Y/ärme auf der Frisehwasserseite

zu absorbieren und dann über den 'tfärmeaustauscher auf das eingetragene Seerrsuer zu. übertragen, das Frischwasser über einen größeren Temperaturbereich hin.ve^ erv/ärir^ werden müssen aly er fur das Seev^sser benö-cigt wird. Dies kaiin unzweckmäßig pein we gin der oberen Temperatur^renze, die n:it einer vorgegetciiexi IIei-2quel3e, z.B. einem Heizdampf, erreichbar ist. Es kann sich aber auch dadurch eine Erhöhung der Energiekosten einstellen, was bei der lait der Temperatur-Erhöhung parallel gehenden Druckerhöhung z. B. im Falle der Verwendung einer DainpfhompresGicii beachtlich ist. Im allgemeinen ist es svveck-ίΰαώΐ^; das eingetragene Seewasser so hoch wie möglbh zu er-Y.^:ärmen| und zwar mix dner vorgegebenen Quelle von Primärwärme. Dies kann ohne Erhöhung der Temperatur geschehen, wenn eine grö3ere Wärmemenge 'in den Fris ehv.-asser-Strom gegeben wird, und zwar dadurch, daß eine größere Frischwassermenge im Kreislauf durch den Primär-Vorwärmer hindurchgefühi't wird.

!,lit anderen Worten ist es mitunter zweckmäßig, einen Teildes im Primär-Vorwärmer erhitzten Prischwassers nach dem Verlassen des Primär-Vorv«ärmers, und nachdem es auch einen Teil seines '"arme-Inhalts an das eingetragene Seewasser abgegeben hat, wieder im Kreislauf in den Primär-Vorwärmer zurückzuführen. Ivlithin kann dadurch, daß eine größere Kenge an. Frischwasser, das in dem Primär-Vorwärmer über einen engeren Temperaturbereich hinweg auf ein niedrigere Spitsentemperatur auf-

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geheizt wurde, zur Verfügung steht, die gewünschte Wärmemenge zunächst zum Frischwasser (im Primär-Vorwärmer) und dann zum Seewasser (im V/ärmeaastauscher) übertragen v/erden. Zur Durchführung dieses Verfahrens kann entweder ein üeitenstrom an Frischwasser aus einem mittleren Punkt des Wärmeaustauschers abgezogen und nach teilweiser Kühlung 'wieder in den Primär-Vorwärmer zurückgeführt werden, oder es kann mit dem '.7ärmeaustauscher ein Hilfsaustauscher in Serie gelegt sein, wobei eine Teilung den Frischwasserstromes (mit Rückführung des φ abgezweigten Teiles direkt in den Primär-Vorwärmer) stattfindet nachdem der Frischwasserstrom den Hilfsaustauscher durchlaufen hat.

Die Verwendung eines Hilfsaustauschers bei auf der 7/asserseite an_oe ordne tem Primär-Vorwärmer ist in Figur 3 angedeutet. Natürlich kann ein solcher Hilfsaustauscher abez* nicht nur dann verwendet werden, wenn der Primär-Vorwärmer als Halbstufe ausgebildet ist, sondern er läßt sich auch im Beispiel der Figur 2, bei dem der Primär-Vorwärmer mit Heizdampf in geschlossenem Strom versorgt wird, verwenden. Der Frischwasserstrom durchläuft in jedem Fall den Primär-Vor_ wärmer und wird dann im Hilfsaustauscher (der z. B. ein LLLEX oder aber auch ein anderer Austauscher sein kann) gekühlt, wobei ein Teil seines Wärme-Inhalts auf das eingetragene Seewasser übergeht. Danach wird der Frisohwasserstrom geteilt, ein Teilstrom wird direkt zum Primär-Vorwärmer zurückgeführt

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und der restliche Teil durchlauft den Haupt-V/äreme au stauscher. Durch den surückgeführteii Teil des Friachwasaers v/ird die Y/cts seraeng j im Primsr-Vorwärmer erhöht, also dal3 dort die ' züge führ fee Prir.ärwäime in einem größeren V»^Tas 3 ervolumen absorbiert v-erd en muß, als es sonst■der .Fall wäre. Mithin heizt dejv Primär—Vorwärmer nicht .mehr eine kleinere .Vas se riaenge auf eine höhere ©npera^ur auf, sondern ein etwas grc-Seres Volumen auf eine entsprechend niedrigere Temperatur.

Rückgewinnung der Übers-Qhuiwäriae.

7Jie- bereits vorangehend erwähnt.wurde und wie im übrigen auch sehen in größerer Ausführlichkeit in der älteren Anmeldung-, dargelejt v.'urde, kann beim Betrieb 'eine-s Ent gpannungsverdainpf ers mitunter eine Unbalance in der Dampfzufuhr von der Verdampfungsseite zur Kondensat!ons seite der Leiter auftreten. Dies bedeutet, daß "mehr Dämpfe gebildet -werden .als in der Kondensationsseite unter Erwärmung des zugeführten kalten Stromes kondensiert ■■ werden■können. Im allgemeinen.wird dieser DampfÜberschuß, der einem entsprechenden T/äaneüberschuß "gleichzusetzen ist, verworfen, indem ein weiterer Strom eines zusätzlichen Kühlmittels in den unteren Stufen dea Verdampfers zirkuliert wird und dieser weitere Strom dann wieder abgezogen wird, wobei die von diesem weiteren Strom aufgenommene Wärme verloren geht,

In der älteren Anmeldung ist bereits eine Form de3 Wärme-Abzuges"..feeachrieben, bei der der größte Teil der aonst verloren gegangenen Über schußwärme wiHNier zuriiokg#wööneß wird.

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Dabei wird ein Teils^rorn äUo de;:; vorgewärmt---ia Soevr-saer ;from abgezweigt, arr; Pri mär-Vorwärmer vorbei, "ef.'.hr+ m.*? dünn ii. diejenige Stufe ruf ier Scle-Seitc de-* Lei;.er eir^r-pci^t, clic eine etwas geringere 1-üüi:&t'. ti-r besitz';, "1"· ·-:; ^Λ iv Temf ^:."":^! "Ua.· des abgezweigten TeilsLromn entspricht. Diebe-;; Verfuhren :1er <7ärn:e-lückgewinn;a:g idt in der hier verlierende.. ..n::.öl'iw.r.g Eeichneriach nichs dargect-ell ι.

In ähnlicher „"ei&e kann &α·;η bai el-nt-^ r;u~-h dem D-¹^c Γ -

ein 'v.'ärmeschuß auftreten, .oder zxier ein V.'är/r.ev.c^r-chui kcujn sicn ergeben, wenn über lUngero Pe trieb^^eic-w^ hinv;e_o die optimalen Bedingungeü aus irgendwelchen "rürIc^. ni± I eingestellt oder eingehalten w-rien kennen.

Im Falle der vorliegender. ...lic el dun _o Lax ir. Pi₆Ux- 2 ein anderes Verfahren der wiane-Rückgewinnuiig anjedeutet. Yon. dem Frischv/aaserstrcr.·:, der am Kopf des Verdampfers austritt, wird ein !Teilstrom abgezweigt und aa Pri:?.i!r-Vorwärmer vorbeigeführt, wie dies die gestrichelten linien in Fi₀ar2 zeigen. Die Sennung des Teilstroms des Friachv/assers vom Hauptstrom kann, falls es gewünscht wird, automatisch erfolgen. Der abgezweigte Teilstrom des Frischwasσera wird in den Wärmeauatauocher eingespeist, und zwar an einem solchen Punkt des V/ärmeaustauschers, an dem die Temperatur dea Frischwaasers im Wärmeaustauscher etwa gleich ist der Temperatur des 'abgezweigten Teilstromes. In der Darstellung der Figur 2 aind

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i-.veX "srs.-'iU.e.leiie.,. jev/eili nit Ventilen versehene EinlL'soe ;:...·:. i'arineiaot'iu^oiier s?;;ii^t, worr.it angedeutet werden sell, ci^i j^irei'e verschiedene Funkle im' V'äl'me-'>U3 tausch er aus_bev;lihlt ■■/.■:■ rden l;ö;;ne:i, un eine möglichst gute An^as^ung der I^rer-tur de=· abgezweigten Teilstroses und der Temperatur de; -priöciiwasöer.- im ',Türme--.iu.ytauscher zu erzielen.

Mithin Iä3t oich dadurch, dal ein Teil des ?risch- ■Nii^^Ci-:,, das die in dei,: 7erd::riii.-fer erzeugte ^Vänie cufge- >:ύ:ύ:η;;η hut, oLne weite ¹S^ Srhitsen im iri-iär-Yorv/äriner direkt de^ritraenu;^ \\.--¹ - · nugeführt -.vird, die Übers chußwärine in oelir einfacher -V.'eise surüokgevirinnen. Durch Regelung der I.Ieii_oe äeo ••.l^gecv/eijteii Ί eil stromes und auch durch gute Auswahl und Anpassung der Tenptr:--.türen "bei der ',Viedervereiiigung des Teilstrjiec nit döL Eauptatror.: ergibt sich dabei eine praktisch vollständige steuerung des Gleichgewichte r.uf den beiden Seiten -; Verdampf ungsseite und !Condensations sei te — der leiter, ohiic..da£ "Järine in nennenswertem Umfang verlor-eiiiiugeheii braucht. Bei deiu bisherigen Verfahren der uärEie-Rückgewinnung, das bei dem üblichen llehrfach-Entspannungsverdanpfer oder auch hei dem Verdampfer nach dem Dampfheizverfahren angewandt wurde, ergab sich ein durchschnittlicher Verlust-von etwa 1o - 2o ⁰Jo ■ der gesamten, dem Primärr-Vorwärmer zugeführten Wärme durch abgezogene Überschußvmrme, Der Verlust an abgezogener Überschuß v/ärme kann bei dem System gemäß der Erfindung auf durchschnittlich etv/a 2-3 f> herabgedrückt werden.

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Ein alternatives,- aber etwas weniger gut regelbares Verfahren, das ebenfalls zu einem ","ärme-Cleichgewicht zwischen der Verdampfung α el te und der Kondeiiaatrcnaseite des Verdampf er s führt, bee teilt darin, d?.£ aus .dem Wärme-au.· tauscher ein Teilstrom pn Seewasaer abgezogen wird, und zwar ein Teil— stro.ii, dessen Temperatur gerade etwas niedriger ist a Ii, die Temperatur des den Kopf des Verdampfers verlies enden heißen Frischwassers. Die Temperatur des abgezogenen Seewasser-l'eilstromes läßt sich dabei durch entsprechende Auswahl des Abzugpunktes im V/ arme au 3 tausch er einstellen. Der Abzug kann, falls ge-vünscht wird, wiederum automatisch geregelt sein. Nach dem Abzug aus dem Wärmeaustauscher wird der Teilstromdes Seewassers um difc oberste Stufe und die oberen Stufen des Verdampfers herumgeführt und dann in diejenige Stufe des Verdampfers eingespeist, deren Temperatur etwa gleich ist der Temperatur des abgezweigten Teilstromes. Diese rlternative Möglichkeit ist zeichnerisch in keiner Figur dargestellt. Sie führt abeifebenfalls zu einer Verminderung.des Gesamt-Verlustes an Überschußwärme auf einen Betrag in der Größenordnung von etwa 2 - 3 fo der gesamten Primärwärme.

Verfahrens-Einzelheiten

Wie bereite erwähnt wurde, kann bei den zeichnerisch dargestellten Verfahren ein Teil der ausgetragenen konzen-

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trierten Sole'wieder im Kreislauf in den 3öle-Eingang zurückgeführt werden, wobei sich in gewissen Fällen einzelne'--Vorteile eine bellen. Eine solche Kreislauf-Führung der Solen lot jedoch für sich "bekannt, und -die .mit. ihr erreichbaren Vorteile sind additiv zu den Vorteilen, die mit dem ■Verfahren, gemäß der Erfindung erzielt werden können. Aus diesem Grunde ist die Kreislauf-Führung der Sole bei der Erläuterung der 2rfindung nicht weiter berücksichtigt. Das erfindungs£'emä3e Verfahren läSt sich sowohl mit Kreislauf-Führung der Sole ala auch ohne Kreislauf-Führung der Sole durchfahren, wobei die Erfindung jedesmal den gleichen Anteil zum -Gesamterfolg beiträgt.

Bei den Figuren 1 und 2 und auch bei den übrigen, noch -niche erläuterten Figuren ist der Strom der wässrigen Lösung jeweils durch eine starke linie und der Strom des Frischwasser^ - der stets ein Kondensatstrom ist - durch eine dünne Linie wiedergegeben. Der Dampfstrom zwischen der Verdampfungsseite des Verdampfers und. der Kondensations3eite des Verdampfers innerhalb der einzelnen Stufen ist duröh gestrichelte horizontale Linien angedeutet.

In Figur 2 und Figur3 muß der auf dor Kondensationsseite des Verdampfers geführte Frischwasserstrom stets gegen den zunehmenden Druck der nächstfolgenden Stufe gepumpt werden. In Figur T wird die Lösung selbst durch die kondensierenden Dämpfe beheizt. Dadurch wird also der Dampfdruck der Lösung

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kontinuierlich erhöht, se da£ dort ebenfalls eine ?umpv.-irkung Vorhand on sein nuiZ, die den zunehmenden !Dampfdruck überwindet( und natürlich auch einen etv-xd/in hydrostatischen Druck sowie die in den Sohrl ei tunken auftretende Reibung ). Im Ergebnis ist also in allen fällen eine Pumpe erforderneh, deren: Gesamtdruck gleich ist dem Druck in der ooor.ofcen Stufe plus eventuell dem hydrostatischen Druck pl'üü eventuell dem Druckverlust durch Reibung.

φ Die in den einzelnen Figuren wiedergegebenen Vorfahrenc;-

Schemen zeigen aus Gründen der Vereinfachung nur diagrammaticcn die einzelnen Stufen des Verdampfers. Dabei ist; die Verdampfungsseite einer jeden Stufe stet;/· in der gleichen Höhe wiedergegeben (also unmittelbar benachbart -/ezeigt) derjenigen Stufe in der die Kondensation der zugehörigen Dämpfe erfolgt. V/eiterhin befindet sich stets die Stufe mit dem hüchaten Druck oben ir^der Darstellung, während sich nach unten (in der Darstellung) hin die Stufen mit sukzessive geringere;;. Druck anschließen, bis schließlich die zeichnerisch unterste Stufe erreicht ist, die den geringsten Druck besitzt. Der gesamte Druckbereich wird durch die Dampfdrücke des -'/assera innerhalb des in Betracht kommenden Temperaturbereichs bestimmt..Die obere Temperatur- und Druckgrenze richtet sich dabei nach der Auslegung der Anlage, nach den verwendeten Baumaterialien, nach der zur Verfügung stehenden Heizquelle und oo weiter,

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während für die Te-mreritur der untersten Stufe im allgemeinen .die Um^ebungsbedinguiigen, d. h. die Temperatur des sur Verfügung stehenden Seewassers, maßgeblich ist. Im übrigen kann die Temperatur der untersten Stufe im allgemeinen, jedoch nivjht nof-exiJigtv-veise, einem Druck entsprachen, der weit unterhalb des Atmosphären-Druckes.liegt.

7/ei:η auch in der Praxis innerhalb der angegebenen ■jrinzeii- peiler gnwünschtc Temperaturbereich ν err: and et v/erden kann, liegt die Teiüj-eraDur in der obers cer Stufe mindestens um 75 C-rnd Fc-Lrtiiheit bis 15o Srad Fahrenheit oberhalb der Temperatur der unteroten Stufe, natürlich können aber aucn, wenn engere xemrernturbereiche in wirtschaftlicher 7i^Teise zur Verfügung stehen, geringere Abstände zv.ischen "'der höchsten und niedrigsten Temper:" tür innerhalb der Leiter verwendet ■v:er.5en, b-ris^ieZcwuicie Abstände von 25 G-r?.d Fahrenheit oder sogar nochveniger. Die genannten Temperrtur-Abstände können die Diffex^venz-Temperaturen sein zwisclien der Sole am Kopf des Verdampfers und defli Frischwasser am Boden des Verdampfers. Weitere physikalische■ Gfröfien (Anordnungen und Setriebsdaten) für die einzelnen Stufen, die in der vorliegenden Anmeldung nicht weiter gezeigt sind, sind in der erwähnten älteiai Anmeldung diagrammatisch niedergelegt. Sie können ebenfalls mit Vorteil bei dem hier beschriebenen Verfahren verv/endet werden. .

■Das besondere neue Merkmal bei dem Verfahrens-Schema gemäß Figur 2 liegt in der Anordnung des Primär-Vorwärmers

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auf der Wasaerseite anstelle - wie es bislang der Pail war der Sole-Seite. Das Frischwasser wird mithin auf die höchste Temperatur des Systems aufgeheizt, "bevor es durch den Wärmeaustauscher läuft. Bei dem "bisherigen Verfahren wird gegenüber diesem die Sole auf die höchste Tempertur aufgeheizt, nachdem sie aus dem Wärmeaustauscher kommt.. Durch das erfindungsgemäße Verfahren muß größere Sorgfalt auf den Wärmeaustauscher verwendet werden, weil dieser nun nicht mehr, wie bisher, die in Verdampfer kreisende Wärme austauschen muß, sondern auch noch die zusätzlich sugeführte Primärwärme· Bei Vr r^enrl·· ng eines Wärmeaustauschers vom Typ LLIiEX oder eines Wärmeaustauschers nach dem Prinzip der SntSpannungskühlung ist jedoch diese zusätzliche Belastung des Wärmeaustauschers nicht weiter bedeutrsam, da die Vorteile der Konstruktion und auch der Betriebsweise dieser Wärmeaustauscher eine solche zusätzliche belastung ohne weiteres gestatten. Daher werden die beiden genannten Typen von Wärmeaustausehern in federn Fall einem üblichen Wärmeaustauscher mit metallischen Wärmeübertragungsfläclien vorgezogen«

Der wesentliche Vorteil der Anordnung des Primär-Vorwärmers im Frischwasserstrom wurde bereits erwähnt, Sr liegt darin, da*s im Vorwärmer nur Frischwasser., also destilliertes Wasser, verarbeitet wird, wodurch rille Probleme der Kesselsteinbildung vermieden sind. Dies ist besonders wichtig bei Verwendung eines Vorwärmers, der metallische Wärmeübertrngungüflächen "besitzt, Natürlich kann aber der Vorwärmer auch ohne metallische

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⁰^S ORIGINA

Übertragungfjflächen ausgebildet sein, und im Falle der Figur 2 kann er beispie^aweine nach dem schon erwähnten Prinzip der ünter^ss^er-Verbrüimußg betriebs.! werden.

Beim Zuführen der Primärwäriue zur V/asrjcraeite, wie dies bei Figur 2 und 3 gezeigt wurde und wie dies auch noch in Verbindung r-iifc Figur Φ erläutert v/erden wird, kann ein Hilf a a us taucher zweckinäSig sein, v/ie er in Figur 'in bestriche!tea Linien angedeutet ist. Dieser Hilf^austauscher χα L in die .andert-n Fi^ux^en nicht eingetragen worden. Die Ver- V

v/ei±dung eines Hilfsaustauücners is υ besonders günstig, wenn der T-ea^mt-Temperaturbereich innerhalb der Leiter mehr als 1oo fr^gd P'ihrenhelt beträgt, und wenn dabei mehr als 1o Sturen vorhanden aind. In einem solchen Fall wird nämlich bei optimalen Betriebnbedingungeii am Eintritt der unteren Stufe eine geringere Friachv/aovermenge benötigt, als der ir' die oberste Stufe ü,vo;cks Entspannungsvei'dainpfung eingetrugenbn Dee.vasrjeriiienge entspricht. Auf der rinderen Seite muß jödo'jh die 'Järr/iümengö nuf beiden Seiten der Lei üer die gleiche m

uoin«" ',lann aber die Mungo de:; Friechwasv^ers, die im Ereialauf geführt wirdy-'geringer iüt als die Menge dea eingespeisten Seev/dnaery, :t\x'.i das Fri;jch,va:jrier in dem rrißiilT-Vorwarmer übor einen größeren Tempöraturbereich hinweg erhitzt werden, damit Aixzi .«ärme-GlüichgfiwichL aufrecht erhalten wird. Durch einen ge.'iondertezi Kreislauf des im Primär-Yorwärrner erhitzten Fx'iachv/aBGers', der direkt zum Vorv/ärmer (bzw. zur KondensaLtons-H.ulbstufe) zurückgeführt wird und der über Jen Hilfynuuta

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geführt wird, laut sich die liotv/euäip-lieit eirii=r höheren Temperatur vermeiden, da ein größeres Yoluniön des Frisch-

. wassern zur Verfügung steht,.%g auch die zu.u ordnungsgemäßen Erhitzen des eingetragenen jeev/ussera notv/eudige grö3e.:'e

. "Varmemengo -iafneLner. k'mn-, ohne d :>ei oin^:--mtr^rechend höheren Teiaperr.turaaj ^;;ieg z.i zeigen. Die h'Jhüre Teiap-::--' ⁺ ur des Prischwa33er? iif in eii.igeii Pullen soäi¹ uiie^eckni'!!^, "bsiapielsweiüe kaim pi-j nämlich dio rr.a:-:imLvlo T^::.]. ar"·tMr "begrensen, dio Ln d^r o'oerateu Stufe des Entspannun^Gv^rⁿ°'nOfor3 benutzt werden karir.

In der Dar3 ü&llung der Pi_oiu· 3 /.Ir*"] ^rl-em HiIxaauj-ΐ-.us eher d-^;.s £;es£-i..L8 vorjev/smte 7'~^A a -j Lw an .-er, dac diü Eondenaationa-Η^ΐυ j tufü Y~ri^nsi3ü hat, zu^ef.Ihrt. Die^tr Strom 'A'ird im Hilf nauotaaocLer "ek'.".hl\,, und z\;u^ büiepiela-7/eiae Ui die glciolic 'i'e^jer-vtur, ur:. dio der Strom des 3eewassera in der ersten 2ntspannungistufe der Lc-iier gekühlt v/ird. Die bei der Küalar^ di^ Frisch.vaaaern irn Hilf £.e.ua tauscher a"bge_o3bc.ne ",/ilrrrie wird ilem Deu,va.scer übertragen. ZIr, Anteil des PrisoL'.vaj jsrt, '.um zv.ur variieroni von null '/* bis zu etv/a 35 - -w >j ai& LlaxiraLU^, v/ird aod aim abgeteilt und direkt num I'rimU.—Yorv/iLriiier liurück^aopeia t. Entaprechexiäea gilt natürlich au?L TLIr dit.· Figuren 2 und 4, wo der EiIfue.uctaaaohör aus ^eroinfannun^cru^ien ni-vhu gezeigt ist. Oer größere Teil deu FrI johw^jser-o tromes geh_u jedüch ve";

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Hilf^cuüti-uneher ';u._ direkt in den Hau^t-Wärmeaustauscher hinein, wo er -v-. itere- ';,"ärine cuu -elngetr-rgeiien oeewasser übertrügt. ITscxi dci.i I^-U^u-Auji-P'jscher v:ird -?in ieilstrom des Fri üjhw:isüOi-ü aVg.-t'^;?ilt und in: Kreislauf in den «'ärueaustau^eher ::ur'icl^:r.;.c rührt, v^'hrend ein viciterer Teilstrorr; ala Produkt, audgetr-_öuH -wir·.;., Dieser aufgetragene Teiletrom wird 3^b^.i Lv,eekiiiä3ig nail durch ainen zvel L,en Väi^eaustaueoher geleitet, dei ;eco-h ^Up Yereinfacl-uii^Grimä.ei¹ pur in Figur 4 ^

Der Hilfa^v.st-vusener kann ein ;.untauscher vom Üyp LLLil« eeinodex' '"v-£.c euch ein na^h de:r. Prinzip' der Ent spann ungs^vUhl^ring "rbeitenJor Austauocher, ■,^Ki_d,3r--_!i:v,eek:rUMg kann aber an.?h ---in iührexxCustauscher t?ein» ■

Pci eier ...VIi--"^igung d;" einzelnen Terfahrons-Schemen ?ei noch darauf hingewiasenj ~Ln-2 rituntsr einige i;in se liner kiuale _; der Erfindung r.u^h in einer '„"eije verv-endet· werden können, die in den Figuren nicht ^-i:ev berückoichti^t ist. Dies liegt darcii, daß die Firuren sich ^ev.eils ' uf die Erläuterung der wesentlichen Ilerlünale beschränken, v*"oboi dann darauf verdichtet '.vurde., die gleiqhen Llerkmale nochraals in Zusammenhang mit anderen Figuren zu erläutern. Beispielsweise zeigt Figur 2 den Heilst vom, -mit dem sich die Oberschußwärme wieder gewinnen läSt, führend Figur 't, (die ja ebenso wie Figur 2 ^einen PriJKar-Vorv.-arKer auf dur '„'asserseite enthält) den Hilfaaustauschei¹ und den diesem IIilfoaustauacher zugeordneten Frisch—

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wasserstrom zeigt. Keine Figur zeigt.beide dieser Merkmale, obgleich in einer leihe von Fällen - einschließlich auch der noch zu erläuternden Fälle gemäß Figuren 4, 5 und 6 - beide Merkmale gleichzeitig mit Vorteil verwendet werden können.. Entsprechendes'gilt auch für weitere Details, bespielsweise für den zweiten Wärmeaustauscher, den Figur 4 zeigt.

In ähnlicher Weise kann auch der Primär-Vorwärmer, obgleich er am allergünstigsten gemäß dem Vorschlag der Erfindung auf der Wasserseite des Verdampfers angeordnet wird, in einigen Fällen auf der SoHe-Seite angeordnet sein, wie dies dem Stand der Technik entspricht. Auch mit einem derart angeordneten Primär-Vorwärmer lassen sMi die übrigen Merkmale der Erfindung kombinieren, wobei derartige Kombinationen zeichnerisch nicht mehr weiter dargestellt sind. Venn überhaupt, so kommt eine solche, dem Stand der Technik entsprechende An-r Ordnung des Primär-Vorwärmers aber im wesentlichen nur dann· in Frage, wenn ein Dampfkompresoions-System gemäß der Erfindung oder ein Absorber-Generator-System gemäß der Erfindung verwendet wird.

Entspannungsverdampfung mit Dampfkompression

In der Darstellung der Figur 4 werden die Dämpfe aus den untersten Stufen der Leiter abgezogen, auf einen ausreichend hohen Druck (mit entsprechend hoher Temperatur) komprimiert und dann als Heizdampf dem Primär-Vorwärmer zugeführt. Der im Kreislauf geführte Strom von Frischwasser tritt dabei nicht

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in die unterste Stufe ein sondern in die nächsthöhere Stufe, d.h. diejenige Stufe die unmittelbar oberhalb der obersten Stufe liegt, aus der noch der Dampf zur Kompression abgezogen/wurde. Der Kompressions-Bereich kann in einigen Fällen nur etwa fünf Stufen umfassen, es wurde jedoch gefunden, daß ein Minimum von acht Stufen im allgemeinen wirtschaftlicher ist, und daß eine noch höhere Anzahl, beispielsweise zwanzig bis dreißig Stufen, vorzuziehen ist.

In Figur 5 ist auf der Kondensationsseite der Leiter eine Halbstufe als oberste Stufe dargestellt, und zwar die gleiche Halbstufe wie in Figur 3« In einigen Fällen können jedoch die komprimierten Dämpfe auch in einen anderen Primär-Vorwärmer eingeleitet werden, beispielsweise einen mit rohrförmigen Wärmeaustauschfläehen versehenen Vorwärmer (analog Figur 2) oder sogar auch einem rohrförmigen Vorwärmer, der sich in nicht dargestellter Weise auf der Sole-Seite der Leiter befindet.

Bine Dampfkompression kann im übrigen ebensogut auch über fünf oder acht oder noch mehr Stufen eines üblichen Mehrfach-Entspannungsverdampfers erfolgen. Der Druck der abgezogenen; Dämpfe wird dabei durch die Kompression auf einen so hohtn Wert gebracht, daß sich eine zugehörige Sättigungs-Temperatur ergibt, die zur Wärmeübertragung in dem Primär-Vorwärmer ausreicht. DerPrimär-Vorwärmer ist in einem solöhen Fall auf der Seewaeaer-Seite der Leiter angeordnet und

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wird mit Seewasser gespeist, das bereite innerhalb des Verdampfers etwas angewärmt worden ist. Das kalte Seewasser tritt dabei in diejenige Stufe ein, die unmittelbar oberhalb der Stufe liegt, aus der die Dämpfe zur Kompression abgezogen worden sind. Im übrigen entspricht der Betrieb einer solchen Anlage« die nicht weiter zeichnerisch dargestellt ist, der herkömmlichen Art.

Sie Dampfkompression erfordert sowohl beim Dampfheizverfahr en als auch beim üblichen Verfahren der Mehrfaeh-Entepannungsverdampling weniger Energie, wenn ein zweiter Wärmeaustauscher verwendet wird, der in Figur 4 unterhalb des Verdampfers gezeigt ist. Dieser zweite Wärmeaustauscher bringt die Temperatur der Dämpfe in den untersten Stufen des Verdampfers weit über die Temperatur des Seewassers· In Figuren 1 und 2 liegt die Temperatur der Dämpfe nicht stark oberhalb der Temperatur des eingetragenen Seewassers. Der Druck der Dämpfe ist sehr gering und ihr spezifisches Volumen ist sehr hoch. Bs ist daher relativ aufwendig, solche unter niedrigem Druck stehenden Dämpfe auf einen ausreichend hohen Druck zu komprimieren, damit sie als Heizdampf im Primär-Vorwärmer verwendet werden können. Um diesen Aufwand zu vermindern, wird deshalb die gesamte Entspannungsverdampfung längs der Dampfdruck-Kurve des Wassers in einen höheren Bereich hinein verschoben. Diese Verschiebung ist bislang als unpraktisch angesehen worden, sie ist jedoch nunmehr wegen der günstigen

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Verwendung eines LLLEX oder eines nach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung arbeitenden Wärmeaustauschers und wegen der dadurch erreichten Eliminierung.insbesondere der Kesselstein-Probleme als durchaus wirtschaftlich anzusehen.

Durch die Kompression von Dampf ergibt sich überhitzter Dampf. Dieser ist bei der notwendigen Wärmeübertragung keineswegs nützlich, da die Wärmeübertragung von und bei der Sättigungs-Temperatur,die dem höchsten Druck entspricht, stattfinden muß. Beim Dampfheiz-System ergibt sich φ jedoch eine wirkungsvolle Vermeidung der Überhitzung des Dampfes durch den Kontakt» der zwischen Dampf und der kühleren Wasseroberfläche stattfindet.

Eine Entspannungsverdampfung mit Dampfkompression ist bereits für einstufige Einheiten vorgeschlagen worden. Diese einstufigeriEinheiten arbeiten dabei ohne Sieden in den Röhren. Es läßt sich leicht zeigen, daß eine Dampfkompression über eine einzige Stufe, selbst wenn sie die oberste Stufe einer mehrstufigen Einheit bilden sollte, nur in Bezug auf diese m

eine einzige Stufe und das in dieser Stufe erzeugte Kondensat nützlich ist, und daß sie damit keinen wirksamen Beitrag zum mehrstufigen Prinzip liefert.

Es sind auch schon Verdampfer mit Multi-Effekt-Dampfkompression vorgesehlagen worden. Diese Verdampfer sind jedoch in ihrem Verfahrens-Schema und auch in ihrer Ausbildung von

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der vorliegenden Erfindung ebenso verschieden wie der übliche mehrstufige Entspannungsverdampfer-von der vorliegenden Erfindung verschieden ist.

Die Verwendung der Dampfkompression über mehrere Stufen eines mehrstufigen Entspannungsverdampfers 1st bislang noch niemals als praktisch oder überhaupt nur möglich angesehen worden, und zwar wegen des Kompressions-Verhältnisses, d· h. des Verhältnisses der Dampfdrücke auf der Druckseite und der Saugseite des Kompressors. Dieses Kompressions-Verhältnis liegt bei üblichen mehrstufigen Entspannungsverdampfern im Bereich zwischen zehn und vierzig. Dies beruht auf der Form der Dampfdruck-Kurve des Wassers, die in dem hier in Frage stehendem Bereich nur sehr langsam mit der Temperatur ansteigt. Ein Kompressions-Verhältnis von zehn zu vierzig ist tatsächlich zu hoch, als daß es noch praktikabel wäre.

Es wurde jedoch nunmehr gefunden, daß durch die Verwendung eines LLLEX oder eines Wärmeaustauschers nach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung eine Anlage geschaffen werden kann, die mit geringen Kosten und mit einer sehr guten Annäherung der Austausch-Temperaturen arbeitet mit der Folge, daß die mehrstufige Entspannungsverdampfung, sei sie nun nach dem üblichen Verfahren oder nach dem Dampfheizverfahren gestaltet, bei entsprechend höheren Temperaturen betrieben werden kann. Diese höheren Temperaturen, die sich durch den verbesserten

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Wärmeaustausch ergeben, bewirken ihrerseits ein brauchbareres Kompressions-Verhältnis, da mit der Verschiebung des Temperatur-Bereichs links der Dampfdruck-Kurve des Wassers eine steilere Neigung der Dampfdruck-Kurve zur Verfügung steht. Mit anderen Worten wird nunmehr das Kompressions-Verhältnis auf einen niedrigeren, damit also praktikablen Wert gebracht, der beispielsweise im Bereich von 1,3 bis 2 oder 2,5 liegt. Es ist keineswegs wirtschaftlich, einen üblichen Wärmeaustauscher anstelle des LLLEX oder des Austauschera nach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung zu verwenden und ein Dampfkompressions-System auf der Basis dieses anderen Austauschers aufzubauen.

Der LLLEX und der Austauscher nach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung besitzen individuelle zusätzliche Vorteileο Beispielsweise kann der letztgenannte Austauscher eine erhöhte Menge an ausgetragenem Frischwasser geben und gleichzeitig doppelt-destilliertes Wasser erzeugen. Der LLLEX kann demgegenüber billiger sein. In der Darstellung der Figur 4 kann der zweite Wärmeaustauscher in zwei Einheiten aufgebaut sein, von denen die eine Einheit, die zur Kühlung der ausgetragenen Sole dient, einJA.ua tauscher nach dem Prinzip der Ent spann ungs-Iühlung ist, während die andere Einheit, die zur Kühlung des ausgetragenen Frischwassers dient, ein LLTiHX sein kann, falls die Erzeugung von doppelt-destilliertem Wasser in dem betreffenden An-

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wendungsfall nicht ale Vorteil anzusehen ist.

Wenn auch der übliche Mehrfach-Entspannungsverdampfer bei dem höheren Temperatur-Bereich betrieben werden kann, der mit den erwähnten hochwirksamen Wärmeaustauschern ( oder weniger gut auch mit anderen Wärmeaustauschern ) erreicht werden kann, bleibt jedoch die Präge der Kesselstein-Ablagerung in den Bohren auf der Kondensationsseite der leiter φ offen. Bei einem nach dem Dampfheizverfahren arbeitenden mehrstufigen Entspannungsverdampfer tritt keinerlei Kesselatein-Ablagerung auf, so daß dieser letztgenannte Typ in Verbindung mit der Dampfkompression, wie sie in Figur 4 diagramm! art iat, als besonders geeignet angesehen werden kann. Hinzu kommt noch die sehr enge Annäherung an das thermische Gleichgewicht zwischen der Verdampfungsseite und der Kondensationsseite, so daß für jede Stufe nur eine sehr geringe Temperaturdifferenz erforderlich ist.

Wenn ein üblicher mehrstufiger Entspannungsverdampfer über den Druckbereich mehrerer Stufen hinweg mit einem Thermo-Kompressor kombiniert wird, läßt sich also, wie erwähnt, ebenfalls ein niedriges Kompressionsverhältnis von nicht mehr als 2 bis 3 und vorzugsweise im Bereich von 1,3 bis 1,8 oder 2,ο einstellen, und zwar insbesondere, wenn ein eingetragenes Seewasser von einer gegenüber der Umgebungs-Temperatur erhöhten Temperatur zur Verfügung steht. Das Vorwärmen dieses einge-

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tragenen Seewassers auf ausreichend hohe Temperaturen und entsprechende Sättigunga-Drücke ist wirtschaftlicher, da der Wärmeaustausch-Vorgang mit den bevorzugten Einheiten so billig und wirksam ist. (In diesem Zusammenhang sei nochmals darauf hingewiesen, daß der auszuwählende Temperatur-Bereich sich nach der Dampfdruck-Kurve des Wassers richtet, wobei der obere Druck und der untere Druck des Kompressions-Verhältnisses so auf der Dampfdruck-Kurve liegen müssen, daß der entsprechende Temperatur-Bereich daraus ίοΐφ. Die entsprechende Temperatur-Abnahme des Seewasser-Stroms auf der Verdampfungsseite des Verdampfers ergibt dabei die benötigte Entspannungsverdampfung.) t

Mithin kann die Balance der optimalen Temperaturen zum Betrieb des Entspannungsverdampfers mit Hilfe der bekannten Auslegungs-Faktoren des zu verwendenden Dampf-Kompreseors, des Entspannungsverdampfers und der Wärmeaustauscher eingestellt werden. Allerdings muß bei Entspannungaverdampfern, die nach dem üblichen mehrstufigen Verfahren arbeiten, die ^l Präge der Kesselstein-Ablagerung in Betracht gezogen werden.

Die vorangehend beschriebene Dampf-Kompression ergibt sowohl bei der üblichen mehrstufigen Entspannungsverdampfung als auch bei dem Verfahren mit Dampfheizung einige wesentliche Vorteile, und zwar besonders dann, wenn mechanische Energie " relativ billig oder billiger zur Verfügung steht als thermische

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Energie. Weiterhin kann auch, wenn eine Boileranlage zur Erzeugung von Frischwasser in Frage steht, die leistung zur Dampf-Kompression durch Dampf-Turbinen erzeugt werden ( wie in Figur 4 ), während der Abdampf von den Turbinen für eine weitere Einheit, die beispielsweise gemäß Figur 3 nach dem Dampfheizverfahren arbeitet, verwendet werden kann.

Als Beispiel für die Anwendung der Dampf_Kompression bei einem Verdampfer nach dem Dampfheizverfahren, gemäß Figur 4, sei angenommen, daß das System eine Million Gallonen Frischwasser mit einem Gehalt von weniger als 1oo ppm an Feststoffen erzeugen soll, und zwar durdh Verdampfung von Seewasser, das mit 75 Grad Fahrenheit zur Verfügung steht und 3 5oo ppm Feststoffe enthält. Wegen der Eliminierung der Kesselstein-Probleme, die das Dampfheiz-System (das ja keine metallischen Übertragungsflächen besitzt) liefert, und wegen der Möglichkeit, die Vorteile der erhöhten Temperaturen (im Vergleich zur Seewasser-Temperatur) während der Verdampfung voll auszunutzen, kann im Verdampfer eine Konzentrierung von 3 zu 1 anstelle der üblichen Konzentrierung von 2 zu 1 verwendet werden. In jedem Fall ist es jedoch vorteilhaft, sowohl die Sole als auch das Frischwasser auf den betreffenden Seiten der Leiter im Kreislauf zu führen.

Ein LLLEX wird zum Vorwärmen des eingetragenen Seewassers und zugleich zum Kühlen des aus der oberen Halbstufe austretenden heißen Frishwassers benutzt. Der Friochwasser-Strom

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wird dabei von seiner Austritts-Temperatur von 232 Grad Fahrenheit bis auf 213 Grad Fahrenheit herabgekühlt. Ein weiterer LLLEX, der den zweiten Wärmeaustausch an der Figur 4 darstellt, dient zum Kühlen sowohl der einen Million Gallonen Frischwasser von 213 Grad Fahrenheit auf 78 Grad Fahrenheit als auch des Austrage von 5oo ooo Gallonen Sole. Dieser zweite Austauscher erhitzt dabei einen Eintrag von 1 5oo ooo Gallonen Seewaaser von 75 Grad Fahrenheit auf 211 Grad Fahrenheit* Alternativ kann anstelle der LLLEX ^

aber auch ein Austauscher nach dem Prinzip der Entapannunga-Kühlung verwendet werden. Die Gründe für die Verwendung dieser beiden Typen von Wärmeauatauachern und die damit erreichten Vorteile sind bereits erläutert worden. Ein Hilfsauatauacher, ' wie er in Figur 3 gezeigt ist, wird in diesem Fall nicht benötigt«

Die Saugseite des Kompressors wird mit den Dämpfen aus den untersten von fünfzehn Stufen versorgt, wobei die Temperatur der Dämpfe etwa 214 Grad Fahrenheit und ihr Druck M etwa 15,12 psi absolut beträgt. Das Kompressions-Verhältnis besitzt den Wert von 1,43» so daß sich auf der Druckseite des Kompressors ein Druck von 2105 psi absolut bei einer Temperatur von ungefähr 232 Grad Fahrenheit einstellt. Bs sind insgesamt fünfzehn Stufen vorhanden, und die Temperatur des im Kreislauf geführten Kondensat-Stroms nimmt in ;)eder dieser Stufen durchschnittlich etwa um ein Grad Fahrenheit zu.

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(Eine sorgfältige Untersuchung hat gezeigt, daß bei der Abwesenheit von Wärmeverlusten und sonstigen Irregularitäten, die !Temperatur-Zunahme in jeder Stufe etwa gleich sein sollte, wenn sich das System in der Balance befindet und wenn das .optimale Verhältnis zwischen der Sole-Zirkulation und der Frischwasser-Zirkulation aufrecht erhalten ist. Wegen der Siedepunkts-Brhöhung der Sole, wegen Wärmeverlusten, und auch wegen der geringen Lösungswärme des Salzes, ist jedoch der Temperatur-Anstieg in der oberen Halbstufe, die als Primär-Vorwärmer arbeitet, größer als der Temperatur-Anstieg in einer vollen Stufe. Er beträgt im vorliegenden Beispiel ungefähr etwa 3 Grad Fahrenheit.)

Diedem Motor des Kompressors zugeführte Leistung beträgt - unter der Berücksichtigung des Wirkungsgrades ungefähr 79o KW (1 060 HP). Die Motore für den Dampfheiz-Verdampfer, für die beiden Wärmeaustauscher, für die Kreislaufführung der einzelnen Ströme, für den Eintrag des Seewassers und für den Austrag der Sole und des Frischwassers benötigen zusammen ungefähr 16o KW (215 HP). Der gesamte Leistungsverbrauch liegt mithin bei 95o KW (1 275 HP), was etwa 22 8oo KWH pro Tag für eine Produktion von 1 Million Gallonen Friachwaaser bedeutet. Pro 1 ooo Gallonen Frischwasser werden also 22,8 KWH benötigt.

Es wurde gefunden, daß höhere Einlaß-Temperaturen und höhere Aualaß-Temperaturen am Dampfheiz-Verdampfer bei

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dem gleichen Kompressions-Verhältnis über dem Kompressor einen spiibar geringeren leistungsverbrauch zur Folge haben. Allerdings führen höhere !Temperaturen und Drücke auch zu gewissen Nachteilen, "beispielsweise zu der Notwendigkeit der Verwendung schwererer Kessel, zur erhöhten Korrosionsgefahr, und zu verstärkten Wärmeverlusten. Dennoch können - solche höheren Temperaturen und Drücke in einigen Fällen zu einer größeren thermischen Wirksamkeit und damit zu geringeren thermischen Verlusten führen. Die optimalen Werte müssen also in jedem einzelnen Anwendungsfall für sich ermittelt werden. Gleichermaßen ist es für jeden einzelnen Anwendungsfall notwendig, die untere Greif ze der Druckskala (d. h. die unterste !Temperatur derjenigen Stufe, die an den Kompressor angeschlossen werden soll) zu ermitteln sowie auch den Betriebsbereich der Wärmeaustauscher.

Die Steuerung des Systems dahingehend, daß die beiden Seiten der leiter - Verdampfungsseite und Kondensat!onsseite ohne VerlEte an Überschuß-Wärme aufrecht erhalten bleibt, läßt sich in der weiter oben schon erläuterten Weise dadurch bewirken, daß ein geregelter Frischwasser-Strom von der obefsten vollen Stufe abgezogen und tun die darüber befindliche, als Primär-Vorwärmer wirkende Halbstufe herum in den Wärmeaustauscher eingeführt; wird.

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Wie bereits erwähnt, kann der zweite Wärmeauatauscher entweder als eine Einheit oder als zwei zueinander parallele Einheiten ausgebildet sein, wobei in der letztgenannten Alternative die eine, zum Kühlen des ausgetragenen Seewaasers dienender Einheit ein nach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung arbeitender Austauscher sein kann, während die andere, zum Kühlen des Frischwassers dienende Einheit ebenfalls ein nach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung arbeitender Austauscher oder aber auch ein LLLEX sein kann. Bei Verwendung eines Austauschers nach dem Prinz?) der Entspannungs-Kühlung ergeben sich zusätzliche 65 ooo Gallonen Frischwasser ohne jegliche zusätzliche Betriebskosten. Dadurch erhöht sich die Kapazität der Anlage um 6,5 Ί* bzw. es vermindert sich der Leistungsverbrauch um den gleichen Betrag. Im übrigen ergibt s±h, wenn das ausgetragene Frischwasser durch einen Austauscher nach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung gekühlt wird, noch doppelt-destilliertes Wasser als zusätzlicher Vorteil, falls dies von Interesse ist.

Der niedrige Leistungsverbrauch von 21,5 KWH pro 1 ooo Gallonen Frischwasser (also 22,8 KWH minus 6,5 $>) ist zu vergleichen mit einem Leistungsverbrauch von 56 KWH, der von einem Standard-Verdampfer mit Zwei-Effekt-Dampfkompression und Zwangs-Zirkulation arbeitet und über den gleichen Temperaturbereich von 214 Grad bis 232 Grad Fahrenheit betrieben wird.

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Ent spannung a verdampf ung mit Absorberr-Re^enerator-.

Ee wurde ein Verfahren entwickelt, daa dem Verfahren der Dampf-Kömpression etwas ähnlich iat und daa einige der Vorteile ergibt, die sich auch bei der Kombination der Dampf-Kompression mit dem Dampf heiz~Verdampf er einstellen. Dieses andere Verfahren arbeitet mit einem Absorber und einem Regenerator und benötigt mithin keinen Kompressor, Ea kann in den Fällen besonders nützlich sein, bei denen thermische Energie relativ billig oder billiger als mechanische Energie zur Verfügung steht. Zwar benötigt das Absorber-Regenerator-Syatem etwas höhere Anlagenkosten als das Dampfheiz-Syatem allein, doch werden diese höhten Kosten durch thermische Vorteile wieder ausgeglichen.

Bei dem Absorber-Regenerator-System wird ein Verdampfer verwendet, der in allen Stufen mit Ausnahme der letzten Stufe oder - wie weiter unten noch erläutert wird - einer Serie von letzten Stufen - in der schon beschriebenen Weise nach dem Dampfheizverfahren betrieben wird -,Bei diesem Dampfheizverfahren kann als Quelle für 3?rimär-V/ärme offener Dampf auf der Priflchwaaserseite zugeführt werden. Das !Frischwasser kann dann im Kreislauf zurückgeführt werden, wobei es aber nicht in die letzte Stufe des Verdampfers eingeleitet wird, sondern in diejenige Stufe die die letzte Stufe des nach dem Dampfheizverfahren betriebenen Teils dea Verdampfers darstellt (also z, B* die zweitletzte Stufe),

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Die letzte Stufe des Verdampfers ist auf der Kondensationsseite mit einem Absorber verbunden, der eine Lösung eines hydrophilen Materials enthält, beispielsweise eine Lösung von Glyzerin oder anderen Glykollen (repräsentativ für organische Flüssigkeiten), Lithiumchlorid, Lithiumbromid, kaustischer Soda, kaustischer Pottasche, u.s.w. Auch Phosphorsäure und/oder Schwefelsäure können verwendet werden, sie erzeugen aber im allgemeinen eine zu starke Korrosion.

^ - Die Dämpfe aus der letzten Stufe des Verdampfers (also aus derjenigen Stufe, die nicht mehr nach dem Dampfheizverfahren betrieben wird) werden in der hydrophilen Lösung absorbiert, wobei sich die Lösung entsprechend verdünnt. Die verdünnte hydrophile Lösung wird sodann in einem Verdampfer, der in dieser Anmeldung auch als "Generator" bzw. "Hegenerator" bezeichnet ist, regeneriert bzw. konzentriert. Dies geschieht bei einem höheren Druck und einer höheren Temperatur, wobei eich ein Dampf ergibt, der als

ft Heizdampf in dem Primär-Vorwärmer geeignet ist. Die regenerierte und konzentrierte hydrophile Lösung wird im Kreislauf in den Absorber zurückgeführt.

Der Dampfdruck des Wassers bei einer bestimmten Temperatur ist oberhalb von Lösungen hydrophiler Materialien , sofern diese eine wesentliche Konzentration besitzen, sehr niedrig im Vergleich zum Dampfdruck des reinen Wassers bei

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der gleichen Temperatur. Mithin wird Wasserdampf, der in Kontakt mit hydrophilen lösungen gebracht wird, von den hydrophilen lösungen absorbiert bzw» in den hydrophilen lösungen kondensiert, und zwar selbst bei relativ geringen Drücken. Das Kondensations-Gleichgewicht hängt dabei in erster linie von den Sättigungs-Dampfdrücken ab, so daß selbst gesättigte Dämpfe in einer hydrophilen lösung von höherer Temperatur kondensieren können, wenn der Sättigungs-Partialdruck des Wassers oberhalb der lösung geringer ist.

Als Beispiel besitzt eine 5o$ige lösung von kaustischer Soda bei einer Temperatur von 13o Grad Fahrenheit einen Dampfdruck von ungefähr 1o mm Hg, während reines Wasser bei der gleichen Temperatur einen etwa 12 Mal so hohen Dampfdruck aufweist. Dies bedeutet, daß jeder Dampf, der mit Wasser bis herab zu einer Temperatur von 53 Grad Fahrenheit (bei der der Dampfdruck des reinen Wassers etwa 1o mm Hg beträgt) im Gleichgewicht steht oder aus diesem Wasser durch Entspannung verdampf ist, in einer 5o #igen lösung von kaustischer Soda bei 13o Grad Fahrenheit kondensiert.

Die Verwendung einer hydrophilen lösung (z.B. von kaustischer Soda) als Kondensationsmittel kann in einer der Stufen des Verdampfers (die unterste Stufe) oder aber auch in mehreren Stufen (einer Serie von unteren Stufen einschl. der untersten) erfolgen. Dabei braucht lediglich anstelle

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des beim Dampfheizverfahren für diese Stufen verwendeten Frischwassers die betreffende hydrophile Lösung als Kondensationsmittel in die Stufe eingeführt zu werden. Der Betrieb dieser Stufe oder Stufen kann dann bei sehr viel höheren Temperaturen vor sieh gehen, solange sichergestellt ist, daß die Sättigungs-Drücke des Wassers stets niedriger sind als in den entsprechenden Stufen auf der Verdampfungsseite der Leiter*

Durch Abzug der hydrophilen Lösung aus der gespeisten Stufe bzw. aus der obersten der Serie von gespeisten Stufen und durch Einengen dieser Lösung bei z. B. atmosphärischem Druck läßt s±h Wasserdampf gewinnen, der als Heizdampf verwendet werden kann. Eine Lösung von 5o i» kaustischer Soda müßte allerdings auf eine Temperatur von oberhalb 29o Grad Fahrenheit erhitzt werden, wenn sie einen Wasserdampf von atmosphärischem Druck ergeben soll.

Beim Kreislauf der hydrophilen Lösung nimmt diese natürlich unterschiedliche Konzentrationen an, sie wird während der Absorption verdünnt und anschließend während der Regeneration wieder konzentriert.

Entspannungsverdampfung mit einstufiger Absorption.

Das Diagramm der Figur 5 zeigt das Verfahrens-Schema für eine Entspannungsverdampfung, die eine einstufige

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Absorption verwendet und im übrigen nach dem Dampfheizverfahren betrieben wird. Die einstufige Absorption findet dabei in der untersten Stufe des Verdampfers statt· Dabei sei vorweg bemerkt, daß in diesem Verfahrens-Schema auch noch die vorangehend beschriebenen, verschiedenen Verfahrensschritte verwendet werden können, wie z. B. die Rückgewinnung des Wärmeüberschusses, die Verwendung dea Primär-Vorwärmers entweder auf der Wasserseite oder auf der Sole-Seite, die Verwendung einer Halbatufe zur direkten Kondensation von Primär dampf, die bevorzugten Methoden des Wärmeaustausches u.s.w. Diese Schritte und Verfahrensstufen sind jedoch zur Erhöhung der Übersichtlichkeit in der Figur 5 nicht mehr weiter im einzelnen vermerkt.

Der in Figur 5 gezeigte Verdampfer arbeitet in allen Stufen mit Ausnahme der untersten Stufe in der schon beschriebenen Weise auf der Basis des Dampfheizverfahrens. In der untersten Stufe werden die Dämpfe jedoch nicht durch einen Frischwasser-Strom gekühlt, sondern abgezogen und in den Boden eines Absorbers eingeleitet. Dieser Absorber ist in Figur 5 als Absorptionsturm dargestellt, der einige Platten enthält. Die Dämpfe steigen in dem Absorber im Gegenstrom zu der herabrieselnden Lösung nach oben. In der Praxis kann der Absorber mit Füllkörpern gefüllt sein, er kann als Sprühabaorber ausge-

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bildet sein und dergl. mehr, wie dies für sich bekannt ist. Am Kopf des Absorbers befindet sich ein Ventilanschluß, über den z.B. beim Anlaufen der Anlage der Abeorber entlüftet werden kann.

Die hydrophile Lösung, die in dem Absorber den Dämpfen entgegen rieselt, absorbiert die Dämpfe und verdünnt sich dabei. Die Dämpfe stehen dabei unter einem relativ niedrigem Druck, nämlich dem Druck in der untersten Stufe des Verdampfers. Die verdünnte hydrophile lösung wird über einen Wärmeaustauscher zum Generator geleitet. Dort wird sie durch Eindampfen aufkonzentriert und dann wieder in den Absorber zurückgeleitet, und zwar wiederum über den Wärmeaustauscher. Dieser Wärmeaustauscher für die hydrophile Lösung kann wahlwäse ein. Röhrenaustauscher sein, oder ein LLLEX oder aber auch ein Austauscher, derfriach dem Prinzip der Entspannungs-Kühlung arbeitet.

Beim Betrieb des Systems gemäß Figur 5 kann der Konzentrations-Bereich entsprechend dem für den Verdampfer gewünschten oder verfügbaren Temperatur-Bereich gewählt werden. Beispielsweise kann eine Lösung von kaustischer Soda verwend* werden, die in einer Konzentration von 5o $> den Regenerator verläßt und in den Kopf des Absorbers eintritt. Sie verdünnt sich dann im Verlaufe der Absorption bis auf eine Konzentration von 3o io. Mit dieser Konzentration wird sie wieder in den Generator zurückgeführt,

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Mit dem Regenerations-System beträgt der Dampfverbrauch des Generators, wenn sich der Temperatur-Bemch im Verdampfer von 2Io Grad Fahrenheit bis 85 Grad Fahrenheit erstreckt, etwa 1 Ib Dampf pro 12,5 Ib ausgetragenes Frischwasser (bei Verwendung von 4-O Stufen im Verdampfer ). Dies ist um etwa 2o weniger als der entsprechende Dampfverbrauch von einem Ib Dampf pro_v 1o Ib Frischwasser, der sich einstellt, wenn Heizdampf von Atmosphärendruck direkt in die Halbstufe mit offener Kondensation eingeleitet wird.

Der Vorteil des verminderten Dampfverbrauchs ist insbesondere bei großen Anlagen sehr beachtenswert, erfordert aber andererseits gegenüber dem Dampf hei z-Verdampf er allein eine Reihe zusätzlicher Einrichtungen. Diese zusätzlichen Einrichtungen können bei einer großen Anlage etwa 25 - 3o $> der Gesamtkosten ausmachen, insbesondere wenn Nickel als Baumaterial verwendet wird, um eventuellen Korrosions-Erscheinungen (wie sie beispielsweise bei konzentrierter kaustischer Soda auftreten) entgegenzuwirken. Weiterhin vermindert die starke Erhöhung des Siedepunktes einer 5o #igeri Lösung von kaustischer Soda (die ein Siedepunkt von etwa 8o Grad Fahrenheit besitzt) sehr beträchtlich den effektiven Gesamtbereich der Betriebs-Temperaturen des Verdampfers. Dieser Punkt braucht jedoch nicht in allen Fällen wichtig zu sein.

Entspannungsverdampfer mit mehrstufiger Absorption.

Im Schema der Figur 6 ist eine weitere Modifikation

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der Verwendung der Absorption in Zusammenhang mit einem Dampfheiz-Verdampfer dargestellt. In diesem Fall wird nicht nur eine einzige Stufe, sondern eine Gruppe von Stufen mit Absorption betrieben. Oberhalb dieser Gruppe von Stufen befindet sich ein Entspannungsverdampfer, der nach dem Prinzip des Dampfheizverfahrens arbeitet, und zwar in genau der gleichen Weise und mit genau den gleichen Möglichkeiten, die vorangehend schon sehr ausführlich erläutert worden sind.

Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind in der Darstellung der Figur 6 der nach dem Dampfheizverfahen betriebene Verdampferteil und der nach dem Absorptions-Verfahren betriebene Verdampferteil gesondert voneinander gezeigt. Diese beiden Teile werden nachfolgend auch die "obere Leiter" und die "untere Leiter" bezeichnet.

Es sei nun nachfolgend die untere Leiter des Verdampfers näher betrachtet. Die oberste Stufe dieser unteren Leiter wird auf der Verdampfungsseite mit Sole gespeist, die von der untersten Stufe der oberen Leiter austritt. Diese Sole durchläuft sukzessive auch die untere Leiter und tritt schließlich aus der untersten Stufe als konzentrierte Sole aus. Die während der Entspannung der Sole gebildeten Dämpfe gelangen auf die rechte Seite der unteren Leiter, die der

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üblichen Kondenaationaseite entspricht, die aber nachfolgend auch als l'Äbsorptionsseite" bezeichnet werden soll. Diese Absorptionsaeite der unteren Leiter wird von einer hydrophilen Lösung durchströmt, und zwar im Gegenstrom zur Sole und im übrigen in genau der gleichen Weise, wie der Frischwasser-Strom auf der Kondensationsseite den Dampfheiz-Verdampfer durchströmt.

Die hydrophile Lösung ist zweckmäßig wiederum, wie auch im vorhergehend beschriebenen Fall, eine Lösung aus einem oder mehreren nydrophilen Mitteln, die billig sind, möglichst wenig Korrosionen verursachen und im übrigen einen befriedigend erniedrigten Dampfdruck (also einen entsprechend erhöhten Siedepunkt) besitzen.

Die hydrophile Lösung wird in konzentrierter Form in die unterste Stufe der unteren Leiter eingespeist, sie verläßt die unterste Leiter dann an der obersten Stufe in einer entsprechend verdünnten Form. Dabei heizt sich die hydrophile Lösung auf, und zwar einmal wegen der Kondensationswärme, die auf sie übertragen wird, und zum anderen auch wegen der Verdünnungswärme des hydrophilen Mittels ( z. B. kaustischer Soda ). lithin verläßt die oberste Stufe der unteren Leiter eineheiße, verdünnte hydrophile Lösung, die mit allen bei der Entspannungaverdampfung in der unteren Leiter entstandenen Dämpfen beladen ist.

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Die verdünnte Lösung durchläuft dann einen Wärmeaustauscher, der zweckmäßig nach dem Verfahren der Entapannungs-Kühlung arbeitet, aber, mit weniger Vorteil, auch ein LLLBX oder ein Röhrenaustauscher sein kann. Dabei findet im Austauscher eine geschlossene Kondensation statt, d. h. die verdünnte hydrophile Lösung wird durch Röhren geführt, die sich durch den Austauscher hindurch erstrecken und an denen die bei der Entspannungs-Kühlung gebildeten heißen Dämpfe kondensieren. Das Kondensat wird abgezogen und dem ausgetragenen Frischwasser beigegeben. Es vermehrt die Frischwassermenge beträchtlich.

Im Generator wird die hydrophile Lösung in der weiter oben schon beschriebenen Weise konzentriert. Dabei liefert sie Wasserdampf, der einen sehr viel höheren Druck besitzt, als es dem Druck in der obersten Stufe der unteren Leiter entspricht· Dieser Wasserdampf wird als Heizdampf in den Primär-Vorwärmer der oberen Leiter (d. h. also in der obersten Halbstufe des nach dem Dampfheizverfahren betriebenen Teils des Verdampfers) verwendet. Die im Generator eingeengte Lösung durchläuft dann den schon erwähnten Wärmeaustauscher und gelangt schließlich wieder in die unterste Stufe der unteren Leiter. Beim Durchlaufen des Wärmeaustauschers wiru sie einer Entspannungs-Kühlung unterworfen, wobei sich Wasser-

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dampf bildet, der in der schon erwähnten Weise an den Wandungen der die verdünnte hydrophile Lösung führenden Rohre kondensiert, und wobei sich die konzentrierte hydrophile Lösung entsprechend weiter einengt. Der Wärmeaustauscher kann, wie dies auch zeichnerisch angedeutet ist, mehrere Entspannungs-Stufen besitzen.

Bei dem Beispiel der Figur 6 ist gegenüber dem Beispiel der Figur 5, betrachtet unter gleichen Temperatur-Bedingungen und Konzentrations-Bgdingungen, der Dampfverbrauch im Generator geringer. Es werden nämlich bei dem Schema gemäß Figur 6 etwa 14,5 Ib an Frischwasser pro Ib Dampf erzeugt. t

Auch bei dem Schema gemäß Figur 6 müssen ebenso wie beim Schema gemäß Figur 5 eine Reihe zusätzlicher Nachteile in Betracht gezogen werden, die durch die Verwendung der hydrophilen Lösung erzeugt werden. Im Falle von Magnesiumbromid oder Magnesiumchlorid oder kaustischer Soda oder kaustischer Pottasche muß jeweils ein besonderes, korrosionsbeständiges Baumaterial ausgewählt werden (z.B. Nickel) das auch innerhalb deaiin Betracht zu ziehenden Temperatur-Bereichs und Konzentrations-Bereichs hinreichend beständig ist. Lösungen von organischen hydrophilen Mitteln, wie z.B. Glyzerin oder Glykolle, erhöhen zwar nicht die Korrosion

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innerhalb der Anlage, wie dies wäaarige Lösungen oder Elektrolyse tun, sie besitzen Jedoch gewisse andere Nachteile. In jedem Fall muß also die Einsparung an Wärme-Energie, die erzielt werden kann gegen die gesteigerten Anlagenkosten balanciert werden.

Ein weiterer Punkt muß ebenfalls in Betracht gezogen werden, nämlich die Tatsache, daß, falls Dampf im Generator benutzt wird, dieser D_ampf auf einer vergleichsweise hohen Temperatur und einem vergleichsweise hohen Druck - verglichen mit den Bedingungen für die Halbstufe auf der Frischwaaseraeite der oberen Verdampferleiter - gehalten eein muß. Dies liegt zunächat an dem notwendigen Temperatur-Abfall für die erforderliche Wärmeübertragung und dem dabei auftretenden Verlust an verfügbarer Temperatur, dies liegt aber prinzipiell auch an der starken Siedepunkts-Erhöhung der konzentrierten hydrophilen Lösung. Dadurch wird überhitzter Dampf erzeugt, dessen Wärme bei seiner direkten Kondensation unmittelbar zur Verfügung steht. Die hohe Temperatur ist jedoch nicht benutzbar, da der Dampf bei seiner Sättigungs-Temperatur kondensiert.

Falls eine Unterwasser-Verbrennung oder auch eine direkte Beheizung mit Brennstoffen beim Generator verwendet wird, braucht der vorgenannte VeSLust an verfügbarer Temperatur in Hinsicht auf die zuzuführende Wärme ntht wichtig zu sein.

Ea gibt viele Fälle, bei denen die Kombination eines

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nach dem Dampfheizverfahren betriebenen Entepannungsverdampfera mit einem Absorber-Generator-System aehr vorteilhaft iat. Eb aei in diesem Zusammenhang aber noch darauf hingewiesen» daß eine Zunahme der Wirksamkeit der Dampfheiz-Leiter selbst - mit einer vergrößerten Anzahl von Stufen - oftmals dadurch erzielt wenden kann, daß die höhere Temperatur, die in dem Generator zum Überwinden der Siedepunkta-Erhöhung benötigt wird, direkt linder obersten Stufe der üblichen Leiter verwendet wird.

KHl/Sch - Ansprüche -

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Claims (17)

A η a ρ r ü c η,$β -

1.) Verfahren zum Erzeugen von Priachwasaer aua wäaarigen Löaungen durch Entapannungaverdampfung, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrenaachrittei

a) Erwärmen der Löaung bei einem Druck, der nicht geringer ist als der Sättigungadruck bei der höchsten auftretenden Temperatur, in einem Gegenstrom-Wärmeauatauscher durch einen Strom von Prischwaaaer, der aich auf einer höheren Temperatur befindet ala die Löaung, und der dabei gekühlt wird;

b)Führen der erwärmten Löaung durch eine Anzahl von Stufen bei abnehmenden Drücken und Temperaturen in direktem Dampfaustausch und Wärmeaustausch mit dem Strom von Priachwaaaer, wobei daa Priachwaaaer während dieses Schuttes auf einem Druck oberhalb aeinea Sättigungadruckea liegt, aber jeweila auf einer niedrigeren Temperatur als die Löaung in der entaprechenden Stufe;

c) Verdampf en eines Teiles des Wassers aua der Lösung in jeder Stufe, und Kondensieren dieses Dampfes in jeder Stufe durch direkten Wärmeaustausch an dem Strom von Priachwaaaer, der aich dabei erwärmt;

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d) Erhitzen des in den Stufen erwärmten Frischwassers in einem Primär-Vorwärmer, wobei sich das Frischwasser so weit erwärmt, daß es im Wärmeaustauscher gemäß (a) Wärme an die Lösung abgeben kann;

e) Abzug eines Teiles des den Wärmeaustauscher verlassenden, gekühlten Frischwassers, und zwar in einer Menge, die etwa dem während der Verdampfung gemäß (a) in allen Stufen gebildeten Kondensat entspricht.

2· Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Abwandlung in den Verfahrensschritten (d) und (e):

d) Erhitzen des erwärmten Frischwassers durch einen Primär-Vorwärmer in direktem Kontakt mit Primär-Heizdampf.

e) Abzug des Prischwassers in einer Menge, die etwa dem während der Verdampfung in allen Stufen gebildeten Kondensat plus dem im Primär-Vorwärmer kondensierten Primärdampf entspricht.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Abwandlung in den Verfahrensachritten (d) und (e):

d) Erhitzen des erwärmten Frischwaesera durch einen Primär-Vorwärmer, bei dem unterhalb der Waaaeroberfläche ein Fluid-Brennstoff verbrannt wird.

e) Abzug dea Friachwaasera in einer Menge, die etwa dem während der Verdampfung in allen Stufen gebildeten Kondenaat gemäß dem bei der Unterwasser-Verbrennung chemiach gebildeten Waaaer entspricht.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder3, gekennzeichnet durch folgende zusätzliche Verfahreneachritte im Anschluß an Schritt (c):

f) Aufteilen des erwärmten Friachwasseratroma in einen Hauptstrom und einen Teilatrom;

g) Behandeln dea Hauptatromea gemäß Schritt (d)|

h) Führen dea Teilatromes an dem Primär-Vorwärmer vorbei zum Wärmeaustauscher, und Einleiten dieses vorbeigeführten Teilstromes in den Hauptstrom

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im Wäreeauatauscher, und zwar an einen Punkt, bei dem die Temperatur dea Teilstromes etwa der Temperatur dea Hauptstromea entspricht.

5. Verfahren der Entspannungaverdampfung einer wäaarigen Lösung zum Erzeugen von Prischwaaaer und einer konzentrierten Sole, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrenaachritte:

a) Vorwärmen der Löaung durch Gegenstrom-Wärmeaustausch mit dem erzeugten Frischwasser und der erzeugten Sole;

b) Erhitzen der vorgewärmten Lösung in einem Primärvorwärmer bei einem Druck, der nicht geringer ist ala der Sättigungadruck bei der höchsten auftretenden Temperaturj

c) Führen der erhitzten Löaung durch eine Anzahl von Stufen bei abnehmenden Drücken und Temperaturen im Wärmeaustauach mit einem wässrigen Strom, der in jeder Stufe jeweils kälter ist ala die Lösung in der gleichen Stufe, und der stets auf einem Druck oberhalb seines Sättigungsdruckes gehalten ist, wobei der Wärmeaustausch durch alle Stufen hindurch durchgeführt wird mit Ausnahme jedoch der Stufe Ton niedrigstem Druck, in der die Dampftemperatur

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beträchtlich oberhalb der Originaltemperatur der Lösung liegt;

d)Verdampfen eines !Teils des Wassers aus der Lösung in jeder Stufe, und Kondensieren dieses Dampfes in jeder Stufe außer der letzten an dem kälteren wässrigen Strom, der sich dabei aufheizt|

e)Ableiten der in der letzten Stufe gebildeten Dämpfe und Komprimieren dieser Dämpfe auf einen Druck, der einer Sättigungstemperatur entspricht, die höher liegt als die !Temperatur, mit der die Lösung in die oberste Stufe eintritt;

f)Verwendung der komprimierten Dämpfe als Primärdampf im Primär-Vorwärmerj

g)Abzug des gewonnenen Frischwassers in einer Menge, die etwa der Kondensatbildung aus allen Stufen entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende zusätzliche Verfahrensschritte zwischen den Schritten (a) und (b):

h)Weiteres Vorwärmen der vorgewärmten Lösung im Wärmeaustausch mit einem Frischwasserstrom, der

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sich auf einer höheren Temperatur befindet als die Lösung und daher durch diese gekühlt wird;

sowie durch folgende Abwandlungen in den Schritten (d) und (g) :

d) Kondensieren der in den Stufen (mit Ausnahme der letzten) gebildeten Dämpfe in direkten Austausch an und in dem Frischwasserstrom;

g) Aufteilen des Frischwasserstromes, wobei ein Teil als Produkt ausgetragen und der Rest im Kreislauf in den Verdampfer zurückgeleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch das Fehlen des Verfahrensschrittes (b), wenn Schritt (h) verwendet wird, sowie durch folgende zusätzliche Verfahrensachritte zwischen den Schritten (d) und (e);

i) Erhitzen des in den Stufen erwärmten Frischwassers durch einen Primär-Vorwärmer, wobei sich das Frischwasser so weit erwärmt, daß es im Wärmeaustauscher gemäß (h) Wärme an die Lösung abgeben kann.

8. Verfahren nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch folgende Abwandlung in dem Schritt (f):

f) Kondensieren der komprimierten Dämpfe im Primär-

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Vorwärmer als Primärdampf in direktem Kontakt mit dem Frischwaaseratroa.

9. Verfahren nach Anepruch 7» gekennzeichnet durch das Fehlen dea Verfahreneschrittes (a) sowie durch den Ersatz der Ver fahrensschritte (e) und (f) durcht

k)Ableiten der in der letzten Stufe gebildeten Dämpfe und Absorbieren dieser Dämpfe in einer wässrigen Lösung eines hydrophilen Materials, wobei sich die hydrophile lösung verdünnt;

l)Einengen der hydrophilen lösung durch Abdampfen Ton Wasser in einer der absorbierten Waseermenge entsprechenden Menge, wobei das Abdampfen bei einem Druck stattfindet, der einer Sättigungstemperatur entspricht, die höher liegt, als die Temperatur, mit der die lösung in die oberste Stufe eintritt.

m)Verwendung des beim Abdampfen gebildeten Dampfes als Primärdampf im Primär-Vorwärmer.

10. Verfahren nach Anspruch 9» gekenn«eiohnet durch folgende Abwandlung in den Vtrfahrensschritten (o) und (k)i

c)Durchführung des Wärmeaustausches über alle

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Stufen mit Ausnahme jedoch der Gruppe von Stufen mit niedrigstem Druck|

k)Führen eines Stromes einer hydrophilen Lösung durch die Gruppe von letzten Stufen im Gegenstrom zu der zu behandelnden lösung, wobei die hydrophile Lösung in jeder Stufe einen niedrigeren Dampfdruck hat als die zu behandelnde Lösung und daher die in diesen Stufen aus der zu behandelnden Lösung gebildeten Dämpfe unter Verdünnung und zugleich Erwärmung absorbiert.

11. Verfahren nach Ansprüchen 9 und 1 ο, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Wärmeaustauschers zwischen dem Strom an heißer eingeengter hydrophiler Lösung und dem Strom an demgegenüber kälterer, verdünnter, zum Einengen bestimmter hydrophilen Lösung, wobei der Wärmeaustauscher als mehrstufiger Entspannungsverdampfer arbeitet, dem die eingeengte Lösung auf der Verdampfungaseite und die verdünnte Lösung auf der Kondenaationaeeite zugeführt wird, und'wobei das während dea Wärmeaustausches gebildete Kondensat ohne direkten Kontakt mit der verdünnten Lösung abgezogen und dem Produkt freigegeben wird.

12. Verfahren nach Ansprüchen 9 und 1o, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Wärmeaustauschers zwischen dem Strom an heißer eingeengter hydrophiler Lösung und dem Strom an demgegenüber kälterer, verdünnter, zum Einengen bstimmter hydro-

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philer Lösung, wobei der Wärmeaustauscher als Liquid-Liquid-Liquid-Austauscher arbeitet, bei dem der heißere Strom im direkten Kontakt mit einem etwas kälteren, wasserunlöslichen öl und dieses Öl wiederum im direkten Kontakt mit dem noch kälteren zweiten Strom an hydrophiler Lösung steht,

13. Verfahren nach Ansprüchen 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet . daß der Wärmeaustauscher zwischen der eingetragenen kälteren Lösung einerseits und dem wärmeren Frischwasser bzw· der erzeugten wärmeren Sole andererseits als mehrstufiger Entspannungsverdampfer arbeitet, dem das Frischwasser bzw. Sole auf der Verdampfungsseite und die eingetragene Lösung auf der Kondensationsseite zugeführt wird, wobei das während des Wärmeaustausches gebildeten Kondensat neuen direkten Kontakt mit der eingetragenen Lösung besitzt und wobei die eingetragene Lösung in allen Stufen stets auf einem Druck oberhalb ihres Sättigungsdruckes gehalten wird.

14. Verfahren nach Ansprüchen 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher zwischen der eingetragenen kälteren Lösung einerseits und dem wärmeren Frischwasser bzw. der erzeugten wärmeren Lösung andererseits als Liquid-Liquid-Liquid-Austaueeher arbeitet, wobei der heißere Strom im direkten Kontakt mit einem etwas kälteren, wasserunlöslichen Ö\ und dieses Ul wiederum im direkten Kontakt mit der noch kälteren eingetragenen Lösung steht.

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15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bia 4 und 7 bia 12» gekenngeiohnet durch folgende Abwandlung:

tt) I« Primär-Vorwärmer wird das in den eineelnen Stufen erwärmte Frischwasser zusammen mit einen Hilfsstrom an im Kreialauf in den Primär-Vorwärmer zurückgeführten Friaehwaaser erhitzt}

τ) Der den Primär-Vorwärmer verlasβende kombinierte Strom wird vor dem Eintritt in den Gegenstrom- Jm Wärmeaustauscher in einem Hilfeauatauscher mit der den Gregenatrom-Wärmeaustauscher verlassenden Lösung vor deren Eintritt in die oberste Stufe sum Wärmeaustausch gebracht} *

w)Hach dem Verlassen des Hufsauetauechere wird der kombinierte Strom aufgeteilt, wobei ein Teil als Hilfsstrom sum Primär-Vorwärmer lurückgeleitet und der weitere Teil ala Hauptstrom in den genannten Gegenatrom-Wärmeaustaueeher eingeleitet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6 bis 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher bsw. Hilfeaustauscher «wischen der eingetragenen Lösung und dem erhitzten im Primär-Vorwärmer Prischwaeser als mehrstufiger Entspannungsverdampfer arbeitet, dem dae Frischwasser auf der Verdampfungs-

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aeite und die eingetragene Lösung auf der Kondenaationsseite zugeführt wird, wobei das während des Wärmeaustausches gebildete Kondensat, das als doppelt-destilliertes Frischwasser abgezogen werden kann, neuen direkten Kontakt mit der eingetragenen Lösung besitzt und wobei die eingetragene Lösung in allen Stufen stets auf einem Druck oberhalb ihres Sättigungsdruckes gehalten wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6 bis 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher bzw. Hüfsaustauscher zwischen der eingetragenen Lösung und dem im Primär-Vorwärmer erhitzten Frischwasser ala Liquid-Liquid-Liquid-Austauscher arbeitet, wobei der heißere Strom im direkten Kontakt mit einem etwas kälteren, wasserunlöslichen Öl und dieses Öl wiederum im direkten Kontakt mit der noch kälteren eingetragenen Lösung steht.

KRE/Sch

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