DE2020871B2

DE2020871B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Vakuumentgasung von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2020871B2
Application number: DE19702020871
Authority: DE
Inventors: Friedrich 5159 Kerpen Fauser; Herbert 5000 Koeln Napiontek
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1970-04-29
Filing date: 1970-04-29
Publication date: 1975-09-25
Also published as: CH518113A; FR2090920A5; DE2020871A1; ES390679A1; GB1323957A

Description

Im Unterschied zur ersten Entgasungsstufe treten M der zweiten Entgasungsstufe infolge der zwischen- ^ffichen Aufheizung der Flüssigkeit nicht nur die Seilen Anteile der abzusaugenden Gase und ©Impfe aus, sondern erhebliche Teile der zu behandelnden Flüssigkeit fallen nunmehr infolge der «zeagten ^>hsa Temperaturen in Dampfform an. Obwohl in der zweiten Entgasungsstufe ubir die eememsame Vakuumpumpeinrichtung der gleiche Tbtaldruck erzeugt worden ist wie in der ersten Behandlongsstufe, wird durch die Überführung eines Teiles der zu behandelnden Flüssigkeit in die Dampfform infolge der angelegten hohen Temperaturen der Partialdruck der Flüssigkeitsdämpfe in der zweiten Srtgasungsstufe stark gesenkt.

Die in der zweiten Entgasungsstufe austretenden Rfesiskeitsdämpfe werden erfindungsgemäß insge-Smtin die erste Entgasungsstufe übergeführt, d. h., Sfsmk erhitzten Flüssigkeitsdämpfe treffen in der Sten Stufe auf die relativ kalte, in fein verteiltem Stand vorliegende Flüssigkeit Die ,kalte« Flüssig-S der ersten Entgasungsstufe wirkt dabei in ihrer feinen Verteilung als idealer Kondensator für die Sßkeitsdämpfe, die sich restlos niederschlagen. SiS Kondensation bewirkt ihrerseits eine Partialdruckerhöhung der nicht kondensierbaren Gase in Sei ers en Entlasungsstufe, d.h. eine Komprimierung de abzusaugenden Gas- und Wasserdampfanteile, so Haß ein in der Leistung kleiner Pumpsatz ohne weiferes Tn der Lage ist die anfallenden Gas- und nlmD mengen abzusaugen.

^DaDiSdung mach? sich damit die Tatsache zunuue daß durch die Partialdruckverschiebung durch Kondensation zwischen der zweiten und der ersten Enteasungsstufe infolge der relativ hohen Tempera-Sterschiede ein Pumpeffekt auftritt, welcher in rEffekt?vität der Saugleistung einer Vakuumpumpe gleichkommt. Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Entgasungseinrichtung kann schigringpackungen in Verbindung mit Sprühdusen zur Verteilung der zu entgasenden Flüssigkeit enthalten. .

In der Zeichnung ist ein Ausfuhningsbeispiel der

erfindungsgemäßen Vorrichtung schemaösch dargestellt . .

über die Dosierpumpe 1 und die Zuleitung 11 wura die zu entgasende Flüssigkeit in den Entgasungsbehälter 2 transportiert und dort durch die Sprun-

düse 3 auf die erste Entgasungsstufe 4 verteilt. IJer Entgasungsbe^älter 2 ist durch die Trennwand 5, <Jie als Auffangstange für die aus der ersten Entgasungsstufe 4 austretende Flüssigkeit ausgebildet ist, 8^etei" Die Trennwand S weist einen abgedeckten Durch-

laß 51 zwischen der ersten und der zweiten Entgasungsstufe 4, 10 auf. Oberhalb der Trennwand 5 im Bereich der ersten Enlgasungsstufe 4 ist eine L«itung 81 angeordnet, welche über eine'Forflerpumpe 6 und Wärmetauscher 7 8 nut der Jpruh-

ao düse 9 der zweiten Entgasungsstufe 10 verbunden ,sr

Am Ende der zweiten Entgasungsstufe10 ,stm der

Wandung des ^fV^f^Jj^i^^ 21 angeordnet, durch welche die entgaste über die Ausforderpumpe 22 und den

a₅ scher 7 aus dem Entgasungsbehalter 2 entnommen wird.

Der Ablauf des ^f
soll unter Einbez.ehung der als vorte gg

nen Vorrichtung als Beispiel hier kurz wie fo gt be

schrieben werden Die zu entgasende Flüstert wird in kaltem Zustand aus einem in der Zeichnung nicht dargesteüten Vorratsbehälter über dDosie^ pumpe 1 in den Entgas ^behalte 2

und dort durch d,e \?*$£*?**^ b eiteT ^h m gasungsstufe 4 verteilt. Die FIussigkeit bre te 1 w:n der ersten Entgasungsstufe 4 die z. B. schigringschüttung bestehen kannu*^ aus und wird in dieser ^F°™ ^d durch den Vakuumpumpsatz 12, 13,

der aus der ml» Emga_Suj._?Stufe aus und

der eine unmittelbare Weiterverarbet.ung mogvor,eU„a„e Vorrichtung _Zur Dureh^g die

stufen eine gas- und dampfdurchlässige gegen Flussigkeitsdurchtritt geschützte Trennwand angeordnet ist, wobei der Evakuierungsanschluß in die erste Wärmetauscher 8, ^^,,^ Heizung versehen _{vorentgaste nüssigke}it auf eine

erwiesen, daß die Trennwand als ein einen Flg keitssammelraum bildender Zwischenboden. Mrt mindestens einem gegen Flüss.gkeitse.ntntt abgedeckten Durchlaß ausgebildet ist.

schicht in der zweiten entgast, wobei über

JS^/^dd Vakuum angewendet tirf wTe in der ersten Entgasungsstufe 4. Infolge lohten Temperaturen treten in der zweiten

Entgasungsstufe 10 Teile der zu entgasenden Flüssigkeit in Dampfform neben den abzusaugenden Gas- und Dampfanteilen aus der Flüssigkeit aus und bewirken bei Aufrechterhaltung des gleichen Totaldruckes^ einePartialdrucksenkung des Flüssigkeitsdampfes in der zweiten Entgasungsstufe 10. Über den Durchlaß 51in der Trennwand Sgelangen die Gase und Dämpfe aus der zweiten Entgasungsstufe 10 in die erste Entgasungsstufe 4, wo die dampfförmigen Teile der zu entgasenden Flüssigkeit an der kalten Flüssigkeit kondensieren und dadurch über eine Partialdruckerhöhung der nicht kondensierbaren Gase und Wasserdampf anteile ein Komprimieren der Restgase und Wasserdampf anteile bewirken. Diese komprimierten Gas- und Wasserdampfanteile werden dann über den Vakuumpumps-atz 12, 13, 14 aus dem Entgasungsbehälter abgesaugt. Die aus der zweiten Entgasungsstufe 10 austretende, endgültig entgaste Flüssigkeit wird am Ende des Entgasungsbehälters 2 über die Ableitung 21 und die Ausförderpumpe 22 entnommen. Nach Passieren der Ausförderpumpe 22 gelangt die entgaste Flüssigkeit in den Wärmetauscher 7, wo sie auf Gebrauchstemperatür abgekühlt wird. Dabei wird die überschüssige Wärme an die kalte Flüssigkeit aus der ersten Entgasungsstufe abgegeben und diese vor Eintritt in den Wärmetauscher 8 auf diese Weise vorgeheizt. Die entgaste Flüssigkeit wird anschließend den Verbrauchern zugeleitet.

Die angegebene Vorrichtung ist in ihren Merkmalen nur beispielhaft wiedergegeben. An ihre Stelle kann jede Vorrichtung treten, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

tungeo in der Regel zweistufig ausgeführt, wobei be-Patentansprüche: rats in der ersten Entgasüngsstufe ein erhebücher

Anteil der abzusaugenden Gase und Dämpfe aus der

- 1. Verfahren zur mindestens zweistufigen Va- F«ässigkeit entfernt werden. Der Druck in der ersten kuumentgasung von Flüssigkeiten, dadurch 5 Entgasungsstufe ist dabei wesentlich höher als der gekennzeichnet, daß die zu eatgasende zum Absaugen der verbleibenden Gase und Dämpfe Flüssigkeit in bekannter Weise in einer ersten erforderliche Druck in der zweiten Entgasungsstufe. Entgasungsstufe vorentgast wird, daß die vor- Die bekannten Entgasungsverfahren arbeiten, um

entgaste Flüssigkeit anschließend aufgeheizt und die Eigenverdampfungsrate der zu behandelnden in die zweite Entgasungsstufe über&iieitet wird, « Flüssigkeit möglichst niedrig zu halten, mit relativ daß in der zweiten Entgasungsstufe aus der Flüs- geringfügig erhöhten Temperaturen. Bei diesen niedsigkeit austretende gas- und dampfförmige An- rigen Temperaturen — in der Regel um 50° C teile in die erste Entgasungsstufe zurückgeführt muß zur Erreichung eines kleinen Restgehaltes an werden und daß beide Entgasungsstufen über Gas Feuchtigkeit in der Flüssigkeit ein Partialdruck eine gemeinsame Vakuumpjmpeinrichtung eva- 15 durch die Vakuumpumpen erzeugt werden, der, bekuisrt werden. diagt durch das stark temperaturabhängige Desorp-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- tionsverhalten, umso kleiner sein muß, je niedriger kennzeichnet, daß die aus der zweiten Eingangs- die Entgasungstemperatur gewählt wird. Dadurch stufe abgezogene entgaste Flüssigkeit zur Vor- müssen Vakuumpumpen mit großem Saugvermögen heizung der aus der ersten Entgasungsstufe in die ao eingesetzt werden, die einmal kostspielig sind und zweite Entgasungsstufe geleiteten Flüssigkeit ver- zweiten» trotz des niedrigen Dampfpartialdruckes wendet wird. der kühlen Flüssigkeit durch ihr großes Saugvermö-

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- gen erhebliche Dampfmengen absaugen und damit rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, empfindliche Verdampfungsverluste an oft für den daß die Entgasungsstufen (4, 10) übereinander- 25 Verwendungszweck wesentlichen leicht flüchtigen liegend in einem gemeinsamen Entgasungsbehäl- Bestandteilen verursachen. Man hat bereits vorgeter (2) angeordnet sind, und daß zwischen den schlagen, diese Verdampfungsverluste durch Einbau Entgasungsstufen (4, 10) eine gas- und dampf- von Kondensatoren zwischen dem Behandlungsraum durchlässige gegen Flüssigkeitsdurchtritt ge- und der Vakuumpumpeinrichtung auszuschließen, schützte Trennwand (S) angeordnet ist, wobei 30 Derartige Einbauten erhöhen jedoch den Aufwand der Evakuierungsanschluß in die erste Ent- für eine Entgasungsanlage erheblich. Außerdem sind gasungsstufe mündet. die Dämpfe der zu behandelnden Flüssigkeit, ζ Β

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- öldämpfe, bei gleichzeitiger Anwesenheit von nicht . kennzeichnet, daß die Trennwand (5) als ein kondensierbaren Gasen nur schlecht in Kondensatoeinen Flüssigkeitssammelraum bildender Zwi- 35 ren niederzuschlagen, so daß trotz des Einbaus kostschenboden mit mindestens einem gegen Flüssig- spieligsr Zwischenkondensatoren die Verdampfungskeitseintritt abgedeckten Durchlaß (51) ausge- Verluste nicht gänzlich beseitigt werden können, bildet ist. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da- Nachteile zu beseitigen und ein Entgasungsverfahren durch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ent- 40 für Flüssigkeiten anzugeben, welches neben einer gasungsstufen (4, 10) in an sich bekannter Weise vorteilhaften Partialdruckerhöhung innerhalb der Raschigringpackungen in Verbindung mit Sprüh- Entgasungseinrichtung Verluste der zu entgasenden düsen (3, 9) zur Verteilung der zu entgasenden Flüssigkeit vermeidet. Erfindungsgemäß wird dazu Flüssigkeit enthalten. vorgeschlagen, daß die zu entgasende Flüssigkeit in

45 bekannter Weise in einer ersten Entgasungsstufe vorentgast wird, daß die vorentgaste Flüssigkeit anschlie-

ßend aufgeheizt und nach Beheizung in die zweite

Entgasungsstufe übergeleitet wird, daß in der zweiten Entgasungsstufe aus der Flüssigkeit austretende 50 gas- und dampfförmige Anteile in die erste Ent-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur minde- gasungsstufe zurückgeführt werden und daß beide stens zweistufigen Vakuumentgasung von Flüssig- Entgasungsstufen über eine gemeinsame Vakuumkeiten sowie eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durch- pumpeinrichtung evakuiert werden, führung des Verfahrens. Durch die Einwirkung des Vakuums auf die in

Es sind Entgasungsverfahren für Flüssigkeiten bc- 55 dünner Schicht ausgebreitete Flüssigkeit werden diekannt, bei denen die Flüssigkeit in dünner Schicht ser in bekannter Weise in der ersten Entgasungseinem Unterdruck ausgesetzt wird, der dem ange- stufe bis zu 90⁰/o der abzusaugenden Gase und/oder strebten Entgasungseffekt genügt. Die dünne Schicht Dämpfe entzogen. Im Unterschied zu den bekanten wird dadurch erreicht, daß die Flüssigkeit z. B. über Verfahren wird die auf diese Weise vorentgaste eine Raschigringschüttung geleitet wird, deren spe- βο Flüssigkeit jedoch nach Durchlaufen der ersten Entzielle Anordnung Drosselverluste der abzusaugenden gasungsstufe stark aufgeheizt. Vorteilhaft erfolgt die Gase verhindert. Die Flüssigkeit wird vor dem Ein- Aufheizung auf Temperaturen zwischen 100 bis leiten in die Entgasungseinrichtung derart erwärmt, 120° C, jedoch können auch höhere Temperaturen daß einerseits die zur Ausbreitung in dünner Schicht erzeugt werden. Die Aufheizung der Flüssigkeit auf erforderliche geringe Viskosität gegeben ist, anderer- 65 diese Temperaturen ist nur deshalb möglich, weil auf seit jedoch eine möglichst geringe Eigenverdamp- Grund der weitgehenden Entfernung von Sauerstoff fungsrate während der Entgasung auftritt. Bei tech- in der ersten Entgasungsstufe eine Oxydation der nischen Großanlagen werden die Entgasungseinrich- vorentgasten Flüssigkeit ausgeschlossen ist.