DE1808985A1

DE1808985A1 - Wasserdestillationsanlage

Info

Publication number: DE1808985A1
Application number: DE19681808985
Authority: DE
Inventors: Randell Forrest Thompson
Original assignee: C & J Weir Ltd
Current assignee: C & J Weir Ltd
Priority date: 1967-11-24
Filing date: 1968-11-15
Publication date: 1970-12-03
Also published as: DK131612B; YU32794B; SE347952B; NO123218B; BE723972A; SU361557A3; GB1212215A; ES360499A1; DE1808985B2; YU271868A; NL6816839A; DK131612C; US3577320A; FR1592802A; JPS4927257B1; PL69870B1; NL142076B

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS 180(3985

14. Nov. I968 Sch-DB/ls

G. & J. Weir Limited, l49 Newlands Road, Cathcart, Glasgow, S. 4 (Schottland)

WasserdestElationsanlage

Die Erfindung betrifft eine Destillationsvorrichtung, bestehend aus einem Verdampfer mit einer Heizeinrichtung für die zu destillierende Flüssigkeit und mit einem Einlaß für das Heizmedium sowie aus einem Kondensator mit einem Dampfkühler, einer Vorrichtung zur Evakuierung der Destillationsvorrichtung und einem Auslaß für das Destillat.

Derartige Destillationsvorrichtungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß sie während der Vorherrschaft vorbestimmter Betriebsbedingungen in der Vorrichtung arbeiten.

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Diese Bedingungen können z.B. die Temperatur des Heizmediums und die der zu destillierenden, durch den Verdampfer hindurchgeführten Flüssigkeit und den Druck in der Apparatur umfassen. Infolgedessen können eine gewünschte Verdampfungsgeschwindigkeit erzielt und eine zufriedenstellende Destillatqualität gewährleistet werden. Einige Betriebsbedingungen können sich jedoch so verändern, daß eine übermäßige Verdampfung eintritt, die zur Folge hat,-daß laufend Destillat von ungenügender Qualität produziert wird. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden bzw. abzuschwächen.

Gemäß der Erfindung ist eine Destillationsvorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtastsystem zur Ermittlung der Verdampfungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit und Vakuumsteuerelemente vorgesehen sind, wobei letztere von dem Abtastsystem zur Regulierung des Vakuums in der Destillationjgsvorrichtung in Abhängigkeit von der Verdampfungsgeschwindigkeit bei Aufrechterhaltung einer gewünschten Verdampfungsgeschwindigkeit betätigbar sind.

Die Destillationsvorrichtung kann mit einem Destillatauffänger versehen sein. Außerdem kann das Abtastsystem eine Einrichtung aufweisen, die den Destillatstrom vom Kondensator derart begrenzt, daß bei Erhöhung des Destillatspiegels in dem Auffänger aufgrund übermäßiger Verdampfung und entsprechender Überproduktion an Destillat das Abtastsystem von dem Destillatspiegel in dem Auffänger zur Betätigung der Steuerelemente beeinflußbar ist.

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Vorteilhaft weisen die Vakuumsteuerelemente einendem Kondensator und dem Verdampfer zugeordneten Lufteinlaß auf, mit dem zur Steuerung des Lufteintrittes in die Stufen und damit des in diesen herrschenden Vakuums ein Ventil verbunden ist, dessen Verstellung von dem Abtastsystem veranlaßt wird.

Der Lufteinlaß kann sich an dem Kondensator befinden»

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung können -die Temperaturfühler oder dgl. in die in den Verdampfer mündende Leitung für das.Heizmedium eingesetzt sein und mit den Vakuumsteuerelementen derart in Wirkverbindung stehen, daß das Vakuum in den • Stufen in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizmediums steuerbar ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand eines Beispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist, die schematisch eine erfindungsgemäße DestiHationsvorrichtung zeigt.

Die abgebildete Destillationsvorrichtung zur Erzeugung von Süßwasser aus Salzwasser (Sole) weist eine senkrecht angeordnete Kammer mit einem am unteren Ende liegenden Verdampfer 1 und einem oberhalb des Verdampfers 1 angeordneten Kondensator 2 auf. Am Einlaß des Kondensators 2 und im Wege des aus dem Verdampfer 1 nach oben strömenden Dampfes sind Filter > vorgesehen.

Ein Speisewassertank 4 am unteren Ende des Verdampfers 1 bildet einen Behälter für die zu destillierende Flüssigkeit. In diesen Behälter 4 mündet eine Roh-

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Wasserbeschickungsleitung 5* mit der eine Überlaufleitung 6 für das Destillat verbunden ist.

Eine Reihe von in einem Verdampfergehäuse untergebrachten senkrechten Steigrohren ¹J verbindet den Behalter 4 mit dem Dampfraum la des Verdampfers 1, aus

der
dem/Sole;rirückstand mittels einer Strahlpumpe Io durch

eine Leitung 9 abgezogen werden kann. Das Heizmedium, vorzugsweise Dampf oder Heißwasser, wird dem Ver-™ dampfergehäuse 8 durch einen Einlaß 11 zugeführt, umströmt die Steigrohre 7 zur Erzielung der Verdampfung der in ihnen befindlichen Sole und tritt durch den Auslaß 12 wieder aus.

Der Kondensator 2 weist einen Destillatbehälter 2o und eine Reihe von U-Rohren 16 auf, die sichhorizontal in den Kondensator 2 erstrecken und von Kühlwasser durchströmt sind. Eine motorgetriebene Pumpe 15 saugt das Destillat über Leitungen 13, 14 aus dem Destillatbehälter 2o ab und führt es über Leitungen 28 zu einem nicht gezeichneten Frisch- m 2o ,wasser-Sammelbehälter. Ein Rückschlagventil 29 im Auslaß 28 soll den Rücksog von Frischwasser verhindern. Zur Ermittlung der Qualität des Destillates ist eine Anordnung gemäß der Patentanmeldung P 16 19 752.7 der Ahmelderin vorgesehen, die dafür sorgt, daß bei Erzeugung ungenügenden Destillates dieses in den Solebehälter zurückgeführt wird.

Innerhalb deyfeenkrechten Kammer der Destillationsvorrichtung wird dadurch, daß die Strahlpumpe Io zusätzlich über die Leitung 21 mit dem Kondensator ver-Jo bunden ist ein Vakuum aufrechterhalten (beschrieben in der deutschen Patentanmeldung P 16 42 531·J5 der

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Anmelderin), wobei Vorkehrungen getroffen sind., die gewährleisten, daß das Vakuum in dem Kondensator 2 größer als in dem Verdampfer 1 ist.

Zur Regulierung des Vakuums in der senkrechten Kammer der Destillationsvorrichtung ist eine Lufteinlaßleitung .30 an den Kondensator 2 angeschlossen und mit einem Ventil 31 versehen, das den Luftdurchgang durch die Leitung zur senkrechten Kammer steuert. In die Leitung 13 ist eine Begrenzungseinrichtung 32 einge- % setzt, die so eingestellt ist, daß bei übermäßigem Destillatfluß in der Leitung 15 der Destillatspiegel in der Leitung Ij5a steigt. Das Abtastsystem 32a ist so ausgerüstet, daß es über die Leitung 34 Signale zu dem Relais 33 übertragen kann, wenn der Destillatspiegel in der Leitung 13a entsprechend gestiegen ist. Das Relais 33 steht mit dem Luftventil 31 in Wirkverbindung, um in Anpassung an den Destillatspiegel in der Leitung 13a eine angemessene Verstellbewegung des Ventiles hervorzurufen.

Als Alternative zu der Begrenzungseinrichtung 32 λ

kann zur Messung des Destillationsflusses ein Strömungsmesser in die Leitung I3 vom Behälter 2o eingeschaltet werden. Der Strömungsmesser würde Signale zum Relais übertragen können, um eine entsprechende Verstellbewegung des Ventiles 3I zu bewirken.

Außerdem ist in dem Einlaß 11 für das Heizmedium ein Temperaturfühler 35 oder dgl. vorgesehen, der mit dem Relais 33 über die Leitung/34, 36 verbunden ist und dazu dient, das Luftventil 3I in Abhängigkeit von/Temperatur des Heizmediums durch das Relais 33 zusätzlich zu steuern.

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Die Destillationsvorrichtung arbeitet wie folgt:

Der Dampf der in dem Verdampfer 1 verdampften Sole wird nach oben geleitet, wobei er die Filter 3 passiert, in denen Verunreinigungen entfernt werden.

Der gereinigte Dampf kommt in den Kondensator 2, wo er kondensiert; das gewonnene Destillat schlägt sich in dem Destillatsbehälter 2o nieder, aus dem es zum Frischwassersammelbehälter abgepumpt wird. Wenn die Qualität des Destillates nicht zufriedenstellend ist, wird das in der deutschen Patentanmeldung P 16 19 752.7 der Anmelderin beschriebene Verfahren angewendet, um das unzureichende Destillat über die Leitungen 5 und in den Behälter 4 zurückzuführen.

Es können jedoch in der Destillationsvorrichtung Bedingungen vorherrschen, z.B. zu hohes Vakuum oder Übertemperatur des Heizmediums, die eine übermäßige Verdampfung der Sole und infolgedessen eine ununterbrochene Erzeugung von Destillat mit vermutlich ungenügender Qualität nach sich ziehen. Die Menge des kondensierten Destillates wird natürlich direkt proportional der Menge der verdampften Sole sein. Durch Übermengen hergestellten Destillates ergibt sich ein Ansteigen des Destillatdurchganges in der Leitung 13, wodurch die Begrenzungseinrichtung 32 ein Anheben des Niveaus zum Abtastsystem 32a in der Leitung 13a bewirkt und das Luftventil 31 von dem Abtastsystem 32a angemessen geöffnet wird. Wenn demgegenüber ein Strömungsmesser verwendet wird, veranlassen die sich ergebenden Übermengen des hergestellten Destillates den Strömungsmesser, an das Relais 33 ein Signal zum entsprechenden öffnen des Luftventlles 31 weiterzugeben. Demgemäß gelangt in den Kondensator 1 und den Ver-

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dämpfer 2 der senkrechten Kammer Luft, die das Vakuum in dieser verringert und die zur Erzielung zufriedenstellenden Destillates erforderlichen thermischen Gleichgewichtsbedingungen in der Kammer werden wieder hergestellt. Die Verdampfungsgeschwindigkeit fällt, jedoch wird ein den Erfordernissen genügendes Destillat erzeugt.

Wenn die Temperatur des Heizmediums fällt, bewirkt der Temperaturfühler 35 eine Betätigung des Luftventiles j51 zur Verringerung des Vakuums in der Kammer und damit eine Verminderung der Verdampfungskapazität. Wird als Heizmedium das Mantelkühlwasser einer Verbrennungskraftmaschine verwendet und wird die Maschine mit kleiner Leistung gefahren, dann verhindern die oben genannten Vorkehrungen eine Unterkühlung des Mantelkühlwassers.

Auch wenn bei der beschriebenen Ausführungsform die Destillationsgeschwindigkeit da? Sole als Faktor für die Steuerung des Vakuums in der Kammer verwendet wurde, ist es möglich, statt-dessen die Verdampfungs geschwindigkeit der Sole direkt zu messen und diese Angabe zur Steuerung des Vakuums zu benutzen.

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Claims

Ansprüche

1. Destillationsvorrichtung, bestehend aus einem Verdampfer mit einer Heizeinrichtung für die zu destillierende Flüssigkeit und mit einem Einlaß für das Heizmedium sowie aus einem Kondensator mit einem Dampfkühler, einer Vorrichtung zur Evakuierung der Destillationsvorrichtung und einem Auslaß für das Destillat, dadurch g e kennzeichnet, daß ein Abtastsystem (32a) zur Ermittlung der Verdampfungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit und Vakuumsteuerelemente (>1, 33) vorgesehen sind, wobei letztere von dem Äbtastsystem zur Regulierung des Vakuums in der Destillationsvorrichtung in Abhängigkeit von der Verdampfungsgeschwindigkeit bei Aufrechterhaltung einer gewünschten Verdampfungsgeschwindigkeit betätigbar sind.

2. Destillationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß ein Destillatauffänger (13a) vorgesehen ist, und daß das Abtastsystem eine Einrichtung (32) aufweist, die den Destillatstrom vom Kondensator (2) derart begrenzt, daß bei Erhöhung des Destillatspiegels in dem Auffänger. (13a) aufgrund übermäßiger Verdampfung und entsprechender Überproduktion an Destillat das Abtastsystem (32a) von dem Destillatspiegel in dem Auffänger (13a) zur Betätigung der Steuerelemente (31* 33) beeinflußbar ist.

3· Destillationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Abtastsystem (32a) mit einer Anordnung zur Messung der aus dem Kondensator (2) ausgebrachten Destillatmenge versehen ist, wobei im Falle übermäßiger Verdampfung und entsprechender Überproduktion an Destillat der sich ergebende gesteigerte Destillataustritt aus dem Kondensator (2) das Abtastsystem (j52a) zur Betätigung der Steuerelemente >. 33) veranlaßt.

4. Destillationsvorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumsteuerelemente (31* 33) einen dem Kondensator (2) und dem Verdampfer (l) zugeordneten Lufteinlaß (30) aufweisen, mit dem zur Steuerung des Lufteintrittes in die Stufen (1, 2) und damit des in diesen herrschenden Vakuums" ein Ventil (31) verbunden ist, dessen Verstellung von dem Abtastsystem (32a) veranlaßt wird.

5. Destillationsvorrichtung nach Anspruch K, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (30) sich an dem Kondensator (2) befindet.

6. Destillation^svorrichtung nach einem oder mehreren

der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Temperaturfühler (35)oder dgl. in die in den Verdampfer (1) mündende Leitung (U) für das Heizmedium eingesetzt sind und mit den Vakuumsteuerelementen (31* 33) derart in Wirkverbindung stehen, daß das Vakuum in den Stufen (1, 2) in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizmediums steuerbar ist.

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