DE2018111C2

DE2018111C2 - Mehrstufen-Entspannungsverdampfer, insbesondere zur Entsalzung von Wasser

Info

Publication number: DE2018111C2
Application number: DE2018111A
Authority: DE
Inventors: Diego Barba; Candido D'agostino; Giuseppe Rom/Roma Liuzzo
Original assignee: Società Italiana Resine S.I.R. S.p.A., Mailand/Milano
Priority date: 1969-04-15
Filing date: 1970-04-15
Publication date: 1987-02-12
Also published as: ES379044A1; GB1278165A; NL164012C; NL7005316A; NL164012B; FR2039190B1; FR2039190A1; JPS5538161B1; DE2018111A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrstufen-Entspannungsverdampfer, insbesondere zur Entsalzung von Wasser, mit einem horizontal sich erstreckenden Gehäuse mit Flüssigkeitsein- und -auslaß, flachem Boden, rechtwinklig vom Boden aufragenden Seitenwänden und flachem Dach, quer zur Längserstreckung angeordneten, am unteren Teil mit Öffnungen versehenen Wänden, die das Gehäuse in Kammern mit Verdampfungszone mit den Flüssigkeitsspiegel bestimmender Stauwand und davon getrennter, mit einem Rohrbündel-Wärmeaustauscher versehener Kondensationszone unterteilen, wobei die Kammern durch zwei vertikale, sich über die ganze Länge des Gehäuses erstreckende, den Boden über eine Unstetigkeitsstelle hinweg mit dem Dach verbindende Wände in eine zentrale Verdampfungszone und zwei dazu symmetrische Kondensationszonen unterteilt sind, und wobei zwei sich über die ganze Länge des Gehäuses erstreckende Rohrbündel-Wärmeaustauscher symmetrisch durch die Kondensationszonen verlaufen und die Wände an der Unstetigkeitsstelle einen Tropfenabfangfilter tragen, nach Patent 20 18 079.
Bei Verwendung eines solchen Verdampfers werden die Kammern unter einem Druck gehalten, der in Strömungsrichtung der Salzlösung infolge der Verdampfung abnimmt, wodurch sich ein Druckabfall ergibt, durch den die Auslaßströmung beeinträchtigt wird. Weiterhin beeinflußt die Gestaltung des Kammerbodens die Verdampfungsgeschwindigkeit dahingehend, daß der Wirkungsgrad der Verdampfung in einer Kammer den erwünschten Wert 1 nur mehr oder weniger erreicht.
Um die genannten Nachteile zu vermeiden und die Verdampfung und damit die Entsalzung zu verbessern, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Stauwand im vertikalen Querschnitt einer halben Sinuskurve entspricht, mit seiner Oberkante in Strömungsrichtung weist sowie 5 bis 10 cm höher als die Oberkante der Öffnung ragt, die am unteren Teil der quer zur Längserstreckung angeordneten Wände vorgesehen ist.
Es ist gefunden worden, daß eine derart gestaltete Stauwand nicht nur zur Verringerung von Druckabfällen oder Druckverlusten führt, sondern auch die Bewegung der Salzlösung derart beeinflußt, daß befriedigende Turbulenz erzeugt wird, durch welche die Verdampfung und damit die Entsalzung gefördert werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Expansionskammer;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kammer nach der Schnittlinie A-A in Fig. 1; und
Fig. 3 einen aus zwei Teilen zusammengesetzten Längsschnitt eines Verdampfers mit drei Kammern, wobei der obere Teil des Längsschnittes die Kondensationszone und der untere Teil die Verdampfungszone wiedergibt.
In Fig. 1 sind das zusammenhängende Gehäuse 1, die eine zentrale Verdampfungszone 7 einschließenden vertikalen Trennwände 2 sowie zwei seitliche Kondensationszonen 8 zu erkennen. Die zum Abfangen der Tropfen dienenden Filter sind mit 3 bezeichnet; ferner ist die Öffnung 4 zu erkennen, durch die die Salzlösung hindurchtritt.
Fig. 1 zeigt ferner in den Kondensationszonen jeweils ein Bündel von Wärmetauschrohren 5 und Kollektoren 6 für die nicht kondensierbaren Komponenten.
In Fig. 2 ist wiederum die Stromöffnung 4 zu erkennen; diese ist mit der Fortsetzung 9 versehen, die zur Festlegung der gewünschten Strömungsform vorgesehen ist. Ferner erkennt man den Tröpfchenfilter 3 sowie ein Stauwehr 10. Letzteres ist wie eine halbe Sinuskurve (mittlerer Teil) geformt und erhebt sich um die Höhe h von 5-10 cm über die Höhe der Öffnung 4.
Der Längsschnitt des Verdampfers in Fig. 3 zeigt insbesondere Einzelheiten eines der beiden Rohrbündel 5 sowie einen Eintritt 11 für die zu verdampfende Lösung und einen Auslaß 12 für die konzentrierte Lösung nach ihrer Verdampfung.
Für die Entsalzung von Seewasser tritt die Salzlösung in die Kammer durch die Öffnung ein, die mit einer Klappe ausgebildet ist, die vorzugsweise die Form einer Falltür oder Flügelklappe (allgemein Schleusentor) hat und es möglich macht, die Öffnung entsprechend der erforderten Leistung der Entsalzungsanlage zu variieren.
Der entwickelte Wasserdampf gelangt in die Zentralzone der Kammer, geht durch den Tropfenabfangfilter und kondensiert an den Rohrbündeln, um dann am Boden der Seitenbereiche gesammelt zu werden.
Außer einer größeren Verdampfungswirkung zeigt der beschriebene Verdampfer den weiteren Vorteil, daß er erheblich den Wirkungsgrad der Filterabscheidung erhöht. Der Grund besteht offenbar darin, daß die Menge mitgerissener Anteile, die zum Ausbilden von Tropfen an den Stellen führt, wo der Wasserdampf am Dach der Kammer auftrifft, infolge des speziellen Weges des Dampfes wesentlich reduziert wird.
Eine weitere Folge davon ist die Möglichkeit, die Filterdicke zu reduzieren und dadurch auch den jeweils an dem Filter entstehenden Druckabfall zu reduzieren, während andererseits ein Destillat von bemerkenswerter Reinheit erreicht wird.
Schließlich führen alle diese Gesichtspunkte dazu, daß der Verdampfer gemäß der Erfindung eine besonders kompakte und wirkungsvolle Entsalzungseinheit für Seewasser bilden kann.

Claims

Mehrstufen-Entspannungsverdampfer, insbesondere zur Entsalzung von Wasser, mit einem horizontal sich erstreckenden Gehäuse mit Flüssigkeitsein- und -auslaß, flachem Boden, rechtwinkelig vom Boden aufragenden Seitenwänden und flachem Dach, quer zur Längserstreckung angeordneten, am unteren Teil mit Öffnungen versehenen Wänden, die das Gehäuse in Kammern mit Verdampfungszone mit den Flüssigkeitsspiegel bestimmender Stauwand und davon getrennter, mit einem Rohrbündel-Wärmeaustauscher versehener Kondensationszone unterteilen, wobei die Kammern durch zwei vertikale, sich über die ganze Länge des Gehäuses erstreckende, den Boden über eine Unstetigkeitsstelle hinweg mit dem Dach verbindende Wände in eine zentrale Verdampfungszone und zwei dazu symmetrische Kondensationszonen unterteilt sind, und wobei zwei sich über die ganze Länge des Gehäuses erstreckende Rohrbündel-Wärmeaustauscher symmetrisch durch die Kondensationszonen verlaufen und die Wände an der Unstetigkeitsstelle einen Tropfenabfangfilter tragen, nach Patent 20 18 079, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauwand (10) im vertikalen Querschnitt einer halben Sinuskurve entspricht, mit seiner Oberkante in Strömungsrichtung weist sowie 5 bis 10 cm höher als die Oberkante der Öffnung (4) ragt, die am unteren Teil der quer zur Längserstreckung angeordneten Wände vorgesehen ist.