DE2059736A1

DE2059736A1 - Verfahren zum Regeln der Konzentration von Verunreinigungen in zu destillierenden Fluessigkeiten und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2059736A1
Application number: DE19702059736
Authority: DE
Inventors: Randell Forrest Thompson
Original assignee: Weir Pumps Ltd
Current assignee: Weir Pumps Ltd
Priority date: 1969-12-04
Filing date: 1970-12-04
Publication date: 1971-06-09
Also published as: PL70328B1; NL7017705A; DE2059736B2; YU34088B; DK136235C; GB1331056A; DE2059736C3; FR2070726A1; SE381029B; CA934697A; NL154472B; BE759854A; SU402201A3; FR2070726B1; DK136235B; YU294370A; ES386143A1

Description

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

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

J5. Dezember 1970 Ke/Ax/Ki

Weir Pumps Limited,

Cathcart Works, Glasgow, S. k, Schottland (Großbritannien)

Verfahren zum Regeln der Konzentration von Verunreinigungen in zu destillierenden Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Konzentration von gelösten Verunreinigungen in Flüssigkeiten, die in Destillationsapparaturen zu destillieren sind, die in einem Gefäß einen Verdampferteil mit Heizvorrichtungen für die zu destillierende Flüssigkeit, einen Kondensationsteil mit Dämpfekühlvorrichtungen und eine Pumpverrichtung zum Abziehen von Destillat aus dem Kondensationstell enthalten. Diese Destillationsapparatur wird nachstehend als "Destillationsapparatur des oben beschriebenen Typs" bezeichnet.

Destillationsapparaturen des vorstehend genannten Typs arbeiten normalerweise mit einer vorbestimmten Kombination von Arbeitsbedingungen, z.D. bei bestimmten Teraperaturen und Drucken im Gefäß für die Verdainpfer- und KondonsationsteiJe. Diese Bedingungen können sich beispielsweise durch einen Anstieg der Temperatur des Gefäßes ändern, ohne daß die Qualität des Destillats unter einen gewünschten Wert fällt. Die Gef äßtetnpera-

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tür kann jedoch einen Wert erreichen, bei dem die gelüsten Verunreinigungen, z.B. Salz bei Destillationsapparaturen, mit denen Frischwasser aus Salzwasser hergestellt wird, aus der Lösung ausgefällt werden und zu Ansatzbildung an den Heizflächen des Verdampfers führen. Diese Ansatzbildung beeinträchtigt die Wärmeübertragungseigenschaften der Heizflächen und erfordert schließlich eine Stillsetzung der Apparatur für Reinigungszwecke.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Ansatzbildung auf den Heizflächen des Verdampfers zu verhindern oder zu verringern, wenn die Temperatur des Destillationsgefäßes über einen sicheren Wert steigt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Regeln der Konzentration von in zu destillierenden Flüssigkeiten gelösten Verunreinigungen in Abhängigkeit von der Temperatur in dem Destillationsgefäß von Destillationsapparaturen des oben genannten Typs ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur im Gefäß bestimmt und automatisch unter Verminderung der Konzentration der Verunreinigungen in der zu destillierenden Flüssigkeit die Rückführung von Destillat zum Verdampferteil zwecks Vermischung mit der Einsatzflüssigkeit bewirkt, wenn die Temperatur im Destillationsgefäß über einen vorbestimmten Wert steigt. Vorzugsweise wird die Pumpvorrichtung vor der Rückführung von Destillat zum Verdampferteil stillgesetzt.

Die Temperatur im Gefäß wird vorzugsweise aus der Temperatur des zum Verdampferteil strömenden Heizmediums oder aus der Temperatur des aus dem Kondensationsteil ausgetragenen erhitzten Kühlmediums bestimmt.

Die Vorrichtung gemäß der Krfindung zum Regeln der Konzentration von in zu destillierenden Flüssigkeiten gelösten Verunreinigungen in Abhängigkeit von der Ternpe-

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ratur im Gefäß von Destillationsapparaturen des oben genannten Typs ist gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler, der in der Destillationsapparatur angeordnet ist und auf eine Temperatur anspricht, die für die Temperatur im Gefäß der Destillationsapparatur kennzeichnend ist, Mittel zum Abzweigen von ausgetragenen Destillat zum Verdampferteil, Steuervorrichtungen für die Steuerung des Betriebs der Pumpvorrichtungen, wobei der Temperaturfühler mit der Steuervorrichtung verbunden und die Anordnung so getroffen ist, daß bei einem Anstieg der vom Fühler gemessenen Temperatur über einen vorbestimmten Wert die Steuervorrichtung auf Veranlassung der Signale des Temperaturfühlers die Pumpe stillsetzt und Destillat zum Verdampferteil zwecks Vermischung mit der Einsatzflüssigkeit abgezweigt wird, wodurch die Konzentration der Verunreinigunger in der Einsatzflüssigkeit verringert wird.

Der Temperaturfühler ist vorzugsweise in einer Leitung angeordnet, die das Heizmedium dem Verdampferteil zuführt. Er spricht auf die Temperatur des Heizmediums an, wobei die Pumpe ausgeschaltet, wenn die Temperatur des Heizmediums über einen vorbestimmten Wert steigt.

Als Alternative oder zusätzlich kann ein Temperaturfühler zur Messung der Temperatur des erwärmten Kühlmediums in Verbindung mit der Steuervorrichtung vorgesehen werden, um die Pumpe stillzusetzen, wenn die Temperatur des erwärnten Kühlmediums über einen vorbestimmten Wert steign.

Vorzugsweise ist eine Alarmvorrichtung vorgesehen, die vom Temperaturfühler betätigt wird, xvenn die vom Temperaturfühler angezeigte Temperatur über den genannten vorbestimmten Wert steigt.

Gemäß einer Ausführungsform, die nachstehend als Beispiel in Verbindung mit der Abbildung beschrieben wird, die

schematisch eine Wasserdestillationsanlage zeigt, ist die Erfindung auf eine Destillationsapparatur des Typs gerichtet, der Gegenstand des deutschen Patents. (Patentanmeldung P 16 19 752.7) der Anmelderin ist und zur Erzeugung von Frischwasser aus Salzwasser (Sole) dient. Hierbei umschließt ein Destillationsgefäß eine untere Verdampfungskammer 1 und eine obere Verdampfungskammer 2 mit Filtern 3 im Dämpfestrom zwischen den Kammern 1 und 2. Eine Zuführungsleitung 5 liefert Rohwasser in einen Behälter 4 in der Verdampfungskammer 1. Eine Pumpe 15, die vom Motor 18 angetrieben wird, dient zum Abziehen von Destillat aus einer Kondensationskammer 20 durch eine Austrittsleitung 15.

Das Destillat wird durch die Pumpe 15 einem (nicht dargestellten) Speicherbehälter durch eine Austragsleitung 17 zugeführt. In der Austragsleitung 17 ist ein Regelventil 28 vorgesehen, das den Destillatstrom in der Leitung regelt. Ein Rückschlagventil 29 stellt sicher, daß kein Destillat vom Speicherbehälter zur Pumpe I5 zurückgesaugt werden kann.

Eine Gruppe von Steigrohren I7 ist in der Verdampfungskammer 1 angeordnet und verbindet den Solebehälter 4 der Kammer mit einem Dämpferaum la. Ein Heizmedium, z.B. Wasserdampf, wird durch Leitung 11 in die Kammer 1 eingeführt. Es umspült die Rohre 7 und tritt durch Leitung 12 aus.

Eine Rückführleitung 6 verbindet die Ausgangsleitung 1J> oberhalb der Pumpe I5 mit der Verdampfungskammer 1, wodurch Destillat zum Solespeicher 4 zurückgeführt werden kann. In der Rückführleitung ist ein Flüssigkeitsverschluß in Form eines U-Rohrs 23 vorgesehen, um zu verhindem, daß Sole durch die Pumpe I5 zurückgesaugt wird. In der Kondensationskammer 2 ist eine Gruppe von U-förmigen Rohren l6 angeordnet, die die Kammer 2 durchziehen und für den Durchfluß von Kühlwasser dienen. Diese U-Rohre 16 sind einer Zuführungsleitung ^O und einer Austrittsleitung 31 angeschlossen.

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Ein Ausschalter 22 ist für den Pumpenmotor 18 vorgesehen. Eine Meßvorrichtung für die Güte des Destillats, bestehend aus Sonde 19 und Salzmesser 21, der durch Leitung 32 mit der Sonde 19 verbunden ist, wie in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 16 19 752.7) der Anmelderin beschrieben,ist durch Leitung 33 mit dem Ausschalter 22 verbunden, um unbefriedigendes Destillat über die Rückführleitung 6 in den Behälter 4 der Verdampfungskammer abzulenken. Durch einen Lüftejektor 10 wird ein Vakuum im Destillationsgefäß aufrechterhalten und über-ί schüssige Sole aus dem Dämpferaum la entfernt, wie in ■ der oben genannten Patentschrift der Anmelderin beschrieben.

Temperaturfühler 34, 35 sind in der Eintrittsleitung 11 !5 für das Heizmedium und in der Austrittsleitung 31 für • das Kühlmedium angeordnet. Diese Temperaturfühler sind mit dem Motorschalter 22 über Leitungen ~*>6 bzw. 37 verbunden. Die Fühler 34, 35 sind so ausgebildet, daß ihre Signale den Motor l8 abschalten, wenn die von einem der 20 Fühler 3^* 35 angezeigte Temperatur einen vorbestimmten J Wert erreicht. Ferner betätigen die Fühler 34, 35 eine

Alarmvorrichtung (nicht dargestellt), so daß der 3e~ ι dienungsmann der Anlage die entsprechenden Maßnahmen ergreifen kann.

In der Zuführungsleitung 5 ist ein Mengenmesser 38 angeordnet, der die dem Behälter 4 zugeführte Solemen^e mißt und mit dem Motorschalter so verbunden ist, daß der Pumpenmotor zusätzlich durch die zugeführte S öle menge, gesteuert wird, wie in der deutschen Patentschrift (Patent-

anmeldunc P 16 42 531.3) der Anrnolderin beschrieben. Der Mengenmesser 38 ist mit einem Hegelventil 39 verbunden, das einen einen stetigen Zufluß zum Behälter 4 sicherstellt.

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Die Destillation wird in üblicher V/eise in der Apparatur durchgeführt. Das Destillat wird durch die Pumpe 15 aus der Kondensationskammer 2 abgezogen, und die überschüssige, stärker konzentrierte Sole wird aus dem Dämpferaum la über die Leitung 9 durch den Lüftejektor 10 abgezogen. Wenn die Temperatur des Heizmediums oder des erwärmten Kühlmediums über einen vorbestimmten Wert steigt, wird die Pumpe durch die Signale des jeweiligen Fühlers abgeschaltet und Destillat über Leitung 6 zum Behälter 4 der Verdampfung^- kammer abgelenkt, wo es sich mit dem rohen Einsatzwasser mischt. Die Salzkonzentration des Rohwassers wird auf diese V/eise verringert und die Wahrscheinlichkeit der Ansatzbildung an der Außenfläche der Steigrohre 7 stark vermindert. Die Fühler betätigen ferner die Aiarmvorrichtung, so daß der Bedienungsmann der Anlage die entsprechenden Maßnahmen ergreifen kann. Natürlich beeinflußt die Temperatur des Heizmediums direkt die Temperatur im Gefäß. Insbesondere erhöht eine übermäßig hohe Temperatur des Heizmediums die Temperatur im Gefäß über einen gewünschten V/ert, wodurch sich eine unerwünschte Ausfällung aus der Sole ergibt. Die Temperatur des durch die Austritts· leitung ^l ausströmenden erwärmten Kühlmediums zeigt im allgemeinen die im Gefäß der Destillationsapparatur herrschende Temperatur an. Wenn die Temperatur im Gefäß übermäßig hoch ist, liegt die Temperatur des ausströmenden Kühlmediums über einem vorbestimmten V/ert.

Mit dem Anstieg der Temperatur des Heizmediums wird natürlich die Verdampfung verstärkt, so daß die Salzkonzentra-tion der überschüssigen Sole steigt. Die Erfindung ist daher sehr vorteilhaft, wenn die Temperatur des He izmediums ausgenutzt wird. Ferner kann die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Regelung der Konzentration der zugeführten Sole in Verbindung mit der Vakuum-Regel vorrichtung verwendet werden, die In der deutschen

Patentschrift (Patentanmeldung P 18 OB 935.5)

der Anmelderin beschrieben ist, insbesondere in verbindung

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mit der Vakuumregelung des Gefäßes in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizmediums. Der Heizmedium-Temperaturfühler y\ der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung spricht natürlich bei einer höheren Temperatur als der Temperaturfühler für das Heizmedium in der vakuumgesteuerten Apparatur an.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung eignet sich besonders gut für Anlagen, in denen als Heizmedium Wasserdampf verwendet wird, der beispielsweise von dem einer Dampfturbine zugeführten überhitzten Dampf abgezapft wird.

Temperaturfühler könnten auch an anderen Stellen in der Anlage angeordnet werden. Beispielsweise könnte ein Fühler in der Austrittsleitung 12 für das Heizmedium vorgesehen werden. Jeder zusätzliche Temperaturfühler würde mit dem Motorschalter 22 für die Steuerung des Motors 18 verbunden.

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Claims

- 8 Patentansprüche

/.) Verfahren zum Regeln der Konzentration von in zu destillierenden Flüssigkeiten gelösten Verunreinigungen in Abhängigkeit von der Temperatur im Destillationsgefäß von Destillationsapparaturen, die in diesem Gefäß einen Verdampferteil mit Mitteln zum Aufheizen der zu destillierenden Flüssigkeit, einen Kondensationsteil mit Mitteln zum Kühlen des Dampfes und eine Pumpe zum Abziehen von Destillat aus dem Kondensationsteil enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur im Destillationsgefäß bestimmt und unter Verminderung der Konzentration der Verunreinigungen in der zu destillierenden Flüssigkeit automatisch die Rückführung von Destillat zum Verdampferteil zwecks Vermischen mit der Einsatzflüssigkeit bewirkt, wenn die Temperatur im Destillationsgefäß über einen vorbestimmten Wert steigt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pumpe vor der Rückführung von Destillat abschaltet.
JJ.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur im Destillationsgefäß aus der Temperatur des zum Verdampferteil strömenden Heizmediums bestimmt.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur des erwärmten Kühlmediums, das aus dem Kondensationsteil austritt, bestimmt.
5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß man das Destillat zu dem Verdampfungsteil durch Ablenken des Destil lationsstronies zum Verdampfungsteil vor der Pumpe zurückführt.

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6.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen in der Destillationsapparatur angeordneten Temperaturfühler (3^,35)> der auf eine auf die Temperatur im Destillationsgefäß hinweisende Temperatur anspricht, Mittel (6) zum Ablenken des den Verdampfungsteil verlassenden Destillats sowie eine Vorrichtung (22) zum Steuern des Betriebs der Pumpe (15), wobei der Temperaturfühler mit der Steuervorrichtung derart zusammenwirkt, daß beim Ansteigen der durch den Fühler gemessenen Temperatur über einen vorbestimmten Wert der Fühler der Steuervorrichtung (22) signalisiert, die Pumpe (15) abzuschalten, und Destillat zwecks Vermischen mit der Einsatzflüssigkeit zum Verdampferteil abgelenkt wird.
7·) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da3 der Temperaturfühler (3*0 in einer das Heizmedium zum Verdampferteil führenden Leitung angeordnet ist und auf die Temperatur des Heizmediums anspricht, und daß die Pumpe (15) abgeschaltet wird, wenn die Temperatur des Heizmediums über einen vorbestimmten Wert ansteigt.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 6 oder ^r{, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (35) zum Messen der Temperatur des erwärmten Kühlmediums in Verbindung mit der Steuervorrichtung (22) zum Abschalten der Pumpe (15) beim Ansteigen der Temperatur des erwärmten Kühlmediums Über einen vorbestimmten Wert vorgesehen ist.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine beim Ansteigen der Temperatur über einen vorbestimmten Wert durch den Temperaturfühler betätigte Alarmvorrichtung·

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