DE2103288A1

DE2103288A1 - Mehrkorper Verdampfungsverfahren

Info

Publication number: DE2103288A1
Application number: DE19712103288
Authority: DE
Inventors: David D Claremont Cahf Kays (V St A)
Original assignee: Aerojet General Corp , EI Monte, Cahf (V St A ), Vfr Liebau, E , Dr Ing , Liebau, G , Dipl Ing , Pat Anwalte, 8902 Goggingen
Priority date: 1970-02-10
Filing date: 1971-01-25
Publication date: 1971-08-19
Also published as: DE2103288C3; BE762720A; FR2078412A5; JPS547745B1; DE2103288B2; ES387734A1; US3672960A; GB1319554A; IL36074A0

Description

PATENTANWÄLTE . 8902 augsburg-göggingen, den

v. Eiehendorff-Straße 10

DR. ING. E. LIEBAU UnserZeichen A 8196

(Bei Rückantwort bitte angeben)

DIPLING. G. LIEBAU Ihr Zeichen Ihre Nachricht vom

Aerojet-General Corporation

9100 East Flair Drive, El Monte, California

USA

Mehrkörper-Verdampf längs verfahren

Die Erfindung betrifft Destillatxonsverfahren und insbesondere Mehrkörper-Destillatxonsverfahren, bei welchen die zugeführte Flüssigkeit dadurch vorgewärmt wird, daß heisse Dämpfe in Stufen vor dem Einleiten in den Verdämpfer kondensiert werden.

Mehrkörperverdampfer unterscheiden sich dadurch, daß mehrere Verdampferkörper in solcher Hintereinanderschaltung verwendet werden, daß die zugeführte Flüssigkeit durch jeden Verdampferkörper in Aufeinanderfolge behandelt wird· Gewöhnlich verwendet jeder Verdampferkörper einen Fallfilmverdampfer, bei welchem die zu behandelnde Flüssigkeit einen dünnen Film auf einer Wärmeübergangswand bildet,

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der durch Gefällewirkung deren eine Seite nach unten fließt, Heisser Dampf wird der entgegengesetzten Seite der Wärmeübergangswand zugeführt, so daß eine Kondensation des Dampfes auf der einen Seite und eine Verdampfung der Flüssigkeit auf der anderen Seite geschieht· Der auf der einen Fläche der Wand kondensierte heisse Dampf überträgt Wärme auf den dünnen Flüssigkeitsfilm an deren entgegengesetzten Seite, wodurch ein Teil der Flüssigkeit verdampft wird. Die angereicherte Flüssigkeit (Konzentrat) wird dem nächstfolgenden Körper zugeführt und der heisse Dampf wird dem nachfolgenden Körper zugeführt, wo er auf einer weiteren Wärmeübergangswand kondensiert, worauf sich der Prozeß wiederholt.

Bei den bisherigen Mehrkörper-Verdampfungssystemen wurde ein V erfahr ens schema angewendet, bei welchem ein Konzentrat und ein Kondensat beide zu einer Beschickungsheizkammer zugeführt wurden, bei welcher der gleiche Druck wie im Verdampferkörper'herrschte, dem das Konzentrat als nächstes zugeführt werden soll. Ein Teil des Konzentrats und des Kondensats wurde einer Entspannungsverdampfung unterzogen, um das Konzentrat und das Kondensat auf die dem nächsten Verdampferkörper zugeordnete niedrigere Sättigungstemperatur abzukühlen. Gewöhnlich wurde die Beschickungsheizung in solchen Systemen allein in gesonderten Kondensatheizeinrichtungen durchgeführt, von denen mindestens eine jedem Verdampferkörper zugeordnet war, so daß jeder Verdampferkörper Wärme an das Beschickungsheizsystem lieferte. Bei solchen Systemen wurde der Heizdampf vom Verdampfer abgezogen und den Beschickungsheizeinrichtungen zugeführt. Bei weiter entwickelten früheren Systemen ließ man das Konzentrat und das Kondensat sich über mehrere Stufen in den Vorwärmer entspannen, bis

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das Kondensat den dem nächsten Verdampferkörper zugeordneten Druck erreichte, worauf es in diesen nachfolgenden Verdampferkörper eingeleitet wurde«

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Mehrkörper-VerdampfungsVerfahrens, bei welchem die Beschickungsflüssig keit wirksamer als bei den bekannten Verfahren konzentriert wird.

Weiter soll durch die Erfindung ein sich selbst unterhaltendes Mehrkörper-Verdampfungsverfahren geschaffen werden, bei welchem die Beschickungsflüssigkeit durch wärmere Produkte aus jedem Verdampferkörper des Verfahrens vorgewärmt wird.

Desgleichen soll aurch die Erfindung ein Mehrkörper-DestiJLa tionsverfahren geschaffen werden, bei welchem heisses Konzentrat und heisses Kondensat gesondert ein oder mehrere Male in Gegenwart der Beschickungsflüssigkeit gesondert einer Entspannungsverdampfung unterzogen wird, um die Beschickungsflüssigkeit aufzuheizen und das Kondensat zu kühlen, sowie um das Konzentrat auf die der Beschickungsheizstufe zugeordnete Sättigungstemperatur zu kühlen, worauf das Konzentrat bei seinem Eintritt in die näe&ste Stufe des Verdampfers einer Entspannungsverdampfung lanterzogen wird,

Erfiiwiuiigsgemäß sind mehrere in Hintereinanderschaltung miteinander verbundene Verdampferkörper mit einem Vorwärmer ausgeröstet_f der mindestens zwei Stufen für einen oder jaenrere der Verdampferkörper hat. Das Konzentrat and &©ß-

aus den hintereinandergeschalteten Verdampfericdi»- oder aus vorangehenden Beschickungsheizstufen wttvämax gegenwart der Beschickungsflüssigkeit einer

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verdampfung oder spontanen Verdampfung unterzogen, um einen Dampf zu bilden, welcher die Beschickungsflüssigkeit aufheizt, und um die restliche Flüssigkeit auf die Sättigungstemperatur in der Beschickungsheizstufe zu kühlen. Das Konzentrat aus einer Beschickungsheizeinrichtung kann über eine oder mehrere Stufen einer Beschickungsheizvorrichtung einer Entspannungsverdampfung unterzogen werden und dann einer Entspannungsverdampfung in den nächsten Verdampferkörper zur Behandlung in diesem ausgesetzt werden. Das Kondensat in der Beschickungsheizeinrichtung fährt über eine oder mehrere zusätzliche Stufen fort, die Beschickungsflüssigkeit vorzuwärmen.

Ein Merkmal der Erfindung besteht in dem Umstand, daß die EntspannungsVerdampfung über eine oder mehrere Stufen zwischen den Verdampferkörpern thermodynamisch wirksamer als eine einzige Entspannungsverdampfungsstufe ist und ferner das Temperaturpotential verbessert, das zur Wärmeübertragung auf die Beschickungsflüssigkeit zur Verfügung steht,

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung einer Strömungsverbindung zwischen einer Gleichgewichtsstufe des Vorwärmers und einem zugeordneten Verdampferkörper, so daß der Druck und die Temperatur, die der Gleichgewichtsstufe des Vorwärmers zugeordnet sind, im wesentlichen gleich wie die dem Verdampferkörper zugeordneten sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Aufrechterhaltung einer hohen Geschwindigkeit des Wasserdampfes in den Verdampferkörpern dadurch, daß der Wasserdampf aus den Verdampferkörpern zur Beschickungseinrichtung geleitet wird, in welcher die Salzlauge keiner

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Entspannungsverdampfung zugeführt wird, wodurch nicht kondensierbare Stoffe weggeführt werden, die sonst den Wirkungsgrad des Wärmeübergangs des Verdampfungssystems -beeinträchtigen könnten.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß heisses Konzentrat aus einer Beschickungsheizstufe abgezogen wird, deren Gleichgewichtsdruck und Temperatur höher als der Verdampfungsdruck und die Temperatur im Verdampferkörper ist, auf welche die Beschickungsflüssigkeit aufgeheizt werden soll, so daß die Beschickungsflüssigkeit in den Verdampfer in einem überhitzten Zustand mit Bezug auf den Verdampfer eintritt, so daß die Beschickungsflüssigkeit entspannt wird, um etwas Dampf zu erzeugen, wodurch das restliche Flüssigkeitskonzentrat gekühlt wird.

Die vorstehenden und weitere Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher verständlich und zwar zeigen:

Fig, IA und IB zusammengenommen eine schematische Darstellung eines Mehrkörper-Verdampfungssystems gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung»

Das in der Zeichnung dargestellte Mehrkörper-Verdampfungssystem gemäß der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet eine Anzahl Verdampferkörper 10, 11 und 12, welche zusammen den Verdampfer 13 bilden. Natürlich kann der Verdampfer 13 ein« beliebige Zahl von

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identischen Verdampferkörpern 10 bis 12 haben und die drei Verdampferkörper sind lediglich beispielsweise zur Erläuterung der Erfindung dargestellt. Der Verdampfer 13 kann von der in der Patentanmeldung ....... (Ser.No.

1560) beschriebenen Art sein.

Die zu konzentrierende Beschickungsflüssigkeit wird in das System durch eine Leitung 14 über den Vorwärmer 80 mit mehreren Vorwärmerstufen 15, 16, 17, 18_t 19 und 20 eingeleitet, in welchen die Beschickungsflüssigkeit vor dem Einleiten in den Verdampferkörper 10 beheizt wird. Wie sich aus dem Nachfolgenden näher ergibt, sind die Stufen 15 und 17 Mehrfachstufen, die zur Beheizung aus dem Konzentrat sowie Kondensat dienen, und die Stufe kann durch mehrere Vorwärmstufen aus dem heissen Kondensat gebildet werden. Die Stufen 15 - 20 können gemeinsam in einem einteiligen Gehäuse untergebracht sein, das den Vorwärmer 80 bildet. Die Beschickungsflüssigkeit tritt durch eine Leitung 21 aus und in den oberen Bereich 22 des Verdampferkörpers 10 ein. Das System ist so ausgelegt, daß der Druck im Bereich 22 niedriger als der in der Stufe 20 des Vorwärmers ist, so daß wenn die Beschickungsflüssigkeit in den Bereich 22 des Verdampferkörpers 10 eingeleitet wird, sich entspannt und ein Teil der Beschickungsflüssigkeit spontan verdampft, wodurch die restliche Beschickungsflüssigkeit auf die dem Druck im Bereich 22 zugeordnete Sättigungstemperatur gekühlt wird.

Für die Zwecke der Erfindung wird als Beschickungsflüssigkeit Salzwasser bzw, Salzlauge angenommen, Heisses reines verdampftes Wasser bzw. Wasserdampf wird durch eine Leitung 23 in den Bereich 24 des Verdampferkörpers 10 eingeleitet, Obwohl die heissen Dampfe für andere Arten von

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Beschickungaflüssigkeit verschieden sein können, ist es wesentlich, daß der DAmpf von der Art ist, die bei der Verdampfung der Beschickungsflüssigkeit erhalten wird. Der Bereich 24 enthält ein Rohrbündel 70 mit WärmeÜbergangsflächen. Beispielsweise können die Rohre 70 in der in der Patentanmeldung *,,,,,* (Ser.No, 1535) beschriebenen Art hergestellt werden. Die Beschickungsflüssigkeit bzw, Salzlauge im Bereich 22 fließt an der Innenfläche jedes Rohres 70 nach unten und bildet einen dünnen Film an der Innenfläche jedes Rohres des Bündels im Bereich 24,

Wasserdampf kondensiert an der Aussenflache jedes Rohres, so daß er seine Wärme auf den dünnen Flüssigkeitsfilm in den Rohren überträgt, um ein Teil der Flüssigkeit bzw, Salzlauge in den Rohren zu verdampfen. Der kondensierte Wasserdampf, der sich an den Aussenflächen der Rohre im Bereich 24 niedergeschlagen hat, wird durch eine Leitung 25 dem Vorwärmer 19 für die nachstehend näher beschriebenen Zwecke zugeführt. Die konzentrierte Flüssigkeit und der DAmpf 'aus der Flüssigkeit in den Rohren tritt durch die Rohre hindurch und in den Bereich

26 unterhalb der Rohre ein, von wo er über eine Leitung

27 dem nachfolgenden Verdampferkörper 11 zugeführt wird. Die angereicherte Flüssigkeit bzw, Salzlauge (Konzentrat) wird über eine Leitung 28 einem Vorwärmer 17 für nachstehend näher beschriebene Zwecke zugeführt,

Derjenige Teil des Wasserdampfes, 4er nicht im Bereich 24 des Verdampferkörpers 10 kondensiert, wird über eine Leitung 29 zu einem Vorwärmer 20*weggeführt, in welchem er die vom Vorwärmer 19 aufgenommene Beschickungsflüssigkeit vorwärmt. Der kondensierte Wasserdampf aus dem Vor-

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wärmer 20 wird dann mit dem kondensierten Dampf (Kondensat) aus dem Bereich 24, der über die Leitung 25 abgeleitet wird, und in den Bereich 30 des Vorwärmers 19 entspannt bzw, spontan verdampft. Der Druck innerhalb des Vorwärmers 20 ist annähernd der gleiche wie der Druck im Bereich 24 des Verdampferkörpers 10 und höher als der Druck im Bereich 30 des Vorwärmers 19. Das Kondensat wird daher bei seinem Eintritt in den Bereich 30 des Vorwärmers 19 entspannt, so daß ein Teil des Kondensats spontan verdampft, wodurch das restliche Kondensat auf die einem niedrigeren Druck im Bereich 30 zugeordnete Sättigungstemperatur gekühlt wird. Das verdampfte Kondensat im Bereich 30 überträgt latente tfärme auf die durch diesen hindurchtretende Beschickungsflüssigkeit, Das flüssige Kondensat im Bereich 30 entspannt sich in den Bereich 31, in welchem ein niedrigerer Druck als im Bereich 30 herrscht, so daß ein Teil des Kondensats spontan verdampft, wobei das restliche Kondensat abgekühlt wird. Das verdampfte Kondensat überträgt latente Wärme auf die Beschickungsflüssigkeit, wodurch der Dampf kondensiert wird. Die Kondensatflüssigkeit wird zum Vorwärmer 18 weitergeleitet.

Das Kondensat im Bereich 31 wird dem Bereich 45 des Vorwärmers 18 zugeführt. Die Einzelheiten des. Vorwärmers 18 sind wie die des Vorwärmers 16 mit näheren Einzelheiten in der Patentanmeldung ,,,,.., (Ser,No, 1562) näher beschrieben. Der Bereich 45 des Vorwärmers 18 hat annähernd den gleichen Druck und aie gleiche Temperatur wie der Bereich 37 des zweiten Verdampferkörpers 11. Infolge des überhitzten Zustandes des in den Bereich 45 eintretenden Kondensats wird das Kondensat spontan verdampft, so daß sich Dampf bildet, der sich mit dem Dampf aus dem Bereich 37 des Verdampferkörpers 11 vereinigt und dem Bereich 46

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des Vorwärmers 18 zugeführt wird. Im Bereich 46 des Vorwärmers 18 beheizt der heisse Dampf aus dem Dereich 37 des Verdampferkörpers 11 und der heisse Dampf aus dem Bereich 4-5 des Vorwärmers 18 die hindurchtretende Beschickungsflüssigkeit· durch Kondensation an der Aussenf lache geeigneter Wärmeübergangswände (nicht gezeigt), Das so erhaltene Kondensat vereinigt sich mit eiern aus aem Bereich 45 fliessenden Kondensat und wird dem Bereich 48 des Vorwärmers 17 zugeführt, Wie in der vorgenannten Patentanmeldung beschrieben,.können die Bereiche 4 5 und 46 des Vorwärmers 18 im wesentlichen die gleiche Kammer eines einzigen Gehäuses sein. Wegen näherer einzelheiten der Vorwärmer 16 und 18 wird auf die vorgenannte Patentanmeldung verwiesen.

Das heissfc Kondensat aus dem Bereich 37 erfährt eine spontane Verdampfung durch mehrere Stufen 48 una 49 des Vorwärmers 17, Die Arbeitsweise der- Bereiche 48 und 49 des Vorwärmers 17 ist aer Arbeitsweise der Bereiche 30 und 31 aes Vorwärmers 19, die vorangehend beschrieben wurde, ira v.^res ent lichen identisch, so daß für das weitere Verständnis der Beheizung der Beschickungsflüssigkeit in uen Bereichen 48 und 4 9 des Vorwärmers 17 hierauf verwiesen wird.

Das Konzentrat dzw, die angereicherte Flüssigkeit im Bereich 26 des Verdampferkörpers 10 wird über die Leitung 28 weitwrgeleicet und in den Bereich j2 des Vorwärmers 17 entspannt, so daß ein Teil uev Flüssigkeit verdampft, viooei aer Dampf .Vrlrrae auf die Desciiickun^sfIü3si;_*kfeit im Vorwärmer überträft, Die restlicne Flüssigkeit j'.ühlt auf aie dem niedrigeren uruck im Bereich 3 2 zugeordnete iJ-ittirun^stemperatur a£) und entspannt üich dann in den Bereich 3 3 des Vorwärmers 17,

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um die Beschickungsflüssigkeit wieder zu beheizen. Die restliche Flüssigkeit wird sodann durch eine Pumpe 34 über eine Leitung 35 in den oberen Teil 36 des Verdampferkörpers 11 gefördert. Der heisse Dampf aus der Flüssigkeit von aen Bereichen 32 und 3 3 kondensiert auf der Beschickungsflüssigkeit zugeordneten V/ärmeübergangsflachen, um Wärme auf die Beschickungsflüssigkeit zu übertragen, wobei das Kondensat aus diesen Dämpfen in den Sümpfen oder Becken gesammelt wira, aie aen Bereichen 48 und 49 zugeordnet sind, um mit aem Konzentrat aus den vorhergehenden Stufen weggefünrt zu werden. Auf diese ./eise nimmt natürlich aie 'lange aes Konzentrats mit jeder nachfolgenden Vorwärmerstufe ab, v/ährend aie Menge aes Kondensats zunimmt,

uev Druck im Bereich 36 aes Verdampferkörpers 11 ist niedriger als derjenige im Bereich 3 3 des Vorwärmers 17, so da.o, wenn aie flüssige Salzlauge bzw, clas Konzentrat in den Bereich 35 eintritt, eine entspannung erfolgt, was eine spontane Veraampfung eines Teils aer Flüssigkeit und eine Abkünlung der restlichen Flüssigkeit auf die dem Druck zugeordnete Sätti^ungstemperatur erfolgt, ber heisse Dampf aus dem Bereich 26 des Veruiiupferkörpers 10 tritt in aen Bereich 3 7 des Verdampferkürpers 11 üDer die Leitung 27 ein.

Um eine ausreichende Temperaturaifferenz zwischen dem heissen Dampf aus dem Bereich 2ü des Verdampferkorpers 11 und der Flüssigkeit im isereich 36 des Verdampferkörpers 11 Herbeizuführen, bewirkt die spontane Verdampfung eines Teils der Flüssigkeit bei ihrem Lin tritt in den Bereich 36 eine KühLung eines Teils uer Flüssigkeit, die ihfüf jeitij Ln Forni eines dünnen Filing im Be-

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reich 37 die Verdampfungsrohre nach unten fließt. Daher wird das Temperaturpotential zwischen der Flüssigkeit in den Rohren und dem Dampf ausserhalb der Rohre erzielt, so daß ein Teil der Flüssigkeit innerhalb der Rohre verdampft wird, welche Dämpfe durch den Bereich 38 hindurchtreten und in eine Leitung 39 für die Zufuhr zu einem Bereich 40 des nächsten Verdampferkörpers eintreten. Die konzentrierte Salzlauge (Konzentrat) wird über eine Leitung 41 abgeleitet und über mehrere Stufen 42 und 43 des Vorwärmers 15 entspannt, um die Beschickungsflüssigkeit in der vorangehend beschriebenen Weise aufzuheizen. Ferner vereinigt sich der Dampf aus dem Bereich 37 mit dem Dampf, der durch die Kondensatentspannung im Vorwärmer 18 erhalten wird, um die Beschickungsflüssigkeit aufzuheizen, wie vorangehend beschrieben. Der Vorwärmer 16 nimmt überhitztes Kondensat aus dem Bereich 49 des Vorwärmers 17 auf und bewirkt in ähnlicher V/eise wie der Vorwärmer eine Aufheizung der Beschickungsflüssigkeit, während das restliche Kondensat aufeinanderfolgend zu Bereichen 59 und 60 gefördert wird und zur weiteren Beheizung der Beschickungsflüssigkeit dient. Die Arbeitsweise des Vorwärmers 15 ist der des Vorwärmers 17 ähnlich.

Das Konzentrat aus dem Bereich 4 3 des Vorwärmers 15 wird durch eine Pumpe 50 und eine Leitung 51 in den oberen Bereich 5 2 des Verdampferkörpers 12 gefördert, in welchem es in den Bereich 5 2 entspannt wird, in welchem ein niedrigerer Druck als im Bereich 43 des Vorwärmers 15 herrscht. Beim Entspannen des Konzentrats verdampft ein Teil der Flüssigkeit während die restliche Flüssigkeit abkühlt, wie vorangehend beschrieben. Die gekühlte Flüssigkeit fließt die Innenfläche der Rohre 72 nach unten

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und bildet einen dünnen Film an den Rohren, so daß die heissen Dämpfe aus dem Bereich 38 des Verdampferkörpers 11 auf die Aussenflächen der Rohre im Bereich auftreffen und an den Rohren kondensieren, wodurch ein Teil der Flüssigkeit verdampft wird. Der Flüssigkeitsdampf in den Rohren wird durch eine Leitung 5 3 als Ableitdampf weitergeleitet,während die Salzlauge durch eine Leitung 5U abgeleitet wird, wie vorangehend beschrieben. Überschüssiger Dampf wird über eine Leitung 5 abgeleitet und einem Vorwärmer 16 zugeführt, in welchem er im Bereich 56 wirksam wird, um die Beschickungsflüssigkeit zu beheizen. Die Flüssigkeit wird mit kondensiertem Dampf aus einer Leitung 58 abgeleitet und in einen Bereich 59 des Vorwärmers entspannt und dann in den Bereich 60 des Vorwärmers 15, um die Beschickungsflüssigkeit zu beheizen, wie vorangehend beschrieben. Das Kondensat, beispielsweise in Form von verhältnismässig reinem Wasser, wird über eine Leitung 61 abgeleitet.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die Salzlauge bzw, das Konzentrat aus einem Verdampferkörper durch mehrere Stufen hindurch entspannt wird, um die Beschikkungsflüssigkeit vorzuwärmen. Hierauf wird die Salzlauge zum Gleichgewicht mit dem nachfolgenden Verdampferkörper entspannt, um dadurch ein Teil der Flüssigkeit zu kühlen, so daß eine Temperaturdifferenz zwischen der kühlen Flüssigkeit und dem heissen Dampf aus dem vorangehenden Verdampferkörper herbeizuführen. Der heisse DAmpf aus jedem Verdampferkörper verdampft einen Teil der Flüssigkeit in dem nachfolgenden Verdampferkörper, um dadurch die heissen Dämpfe zu liefern, die für den nächsten Verdampferkörper notwendig sind, und die konzentrierte Salzlauge bzw, das Konzentrat wird

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abgeleitet, durch mehrere Entspannungstanks hindurch entspannt, um die Beschickungsflüssigkeit weiter aufzuwärmen und das Konzentrat zu kühlen, worauf es dem nächsten Verdampferkörper zugeführt wird.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß der Druck der · verschiedenen Bereiche jedes Verdampferkörpers wie folgt (mit Bezug auf den Verdampferkörper 11) sein soll:

^P26 ^{= P}37 ^{= P}45 ^{S P}46 ^ ^P48 ^ ^P49 ^ ^P57 ^Und

^P26 > ^P32 X^P33 ) ^P36 ^{= P}38

wobei P₂₆, P₃₂₁ P₃₃, P₃₆, P₃₇, P₃^, P₄₅₁ P₁₊₆, und P₅₇ die Drücke in den Bereichen 26, 32, 33, 36, 37, 38, 15, 4-6, 48, 49 bzw. 57 sind. Diese Drücke und die zugeordneten Temperaturen können durch die Ausbildung des Systems erzielt und dadurch aufrechterhalten werden, daß der Druck des Einlaßwasserdampfes durch die Leitung 23, die Einlaßflüssigkeit durch die Leitung 14 und der Auslaßwasserdampf, das Konzentrat und das Kondensat durch die Leitungen 53, 54 und 61 geregelt werden.

Ein Merkmal der Erfindung besteht in.dem Umstand, daß nicht kondensierter Wasserdampf aus jedem Verdampferkörper den Bereich des Rohrbündel« »it einer verhält- nismäasig hohen Geschwindigkeit v*r»t, 30 daß nicht kondensierbares Material zu einem Vorwärmer, mit geführt wird. Daher wird durch Wasserdampf von hoheri Geschwindigkeit nicht kondensierbares Material aus jedem Verdampferkörper über die Leitungen 29, 44 und 55 weggeführt, so daß das nicht kondensierbare Material in den Beschickungsbeheizungsabschnitt 2O₁ 46, 56 gefördert wird, in welchem der Wasserdampf nicht entspannt wird,

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Durch die Erfindung wurde daher ein sich selbst unterhaltendes Verdampf ungssystem geschaffen, welches eine positive Dampfströmung durch Verdampferkörper ergibt. Die spontane Verdampfung des Kondensats und des Konzentrats durch mehrere Stufen, besonders in einer Vorwärmerstufe, dient zur Aufheizung der Verdampferbeschickung. Die Qampfströmung ist im wesentlichen turbulent, so daß nicht kondensierbare Stoffe in den Verdampferkörpern mit dem Dampf aus dem System weggeführt werden. Wenn die Strömung turbulent gehalten wird, werden die nicht · kondensierbaren Stoffe mit dem DAmpf weggeführt und wird der Wärmeübergangskoeffizient des Systems auf einem Höchstwert gehalten, wodurch eine maximale Leistung des Systems aufrechterhalten wird.

Die ERfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren»

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche ;

1. Mehrkörper-Verdampfungs verfahren, bei welchem eine Beschickungsflüssigkext in einer Anzahl Verdampferkörpern verdampft und kondensiert wird, um ein Konzentrat zu bilden und der in jeder Stufe gebildete Dampf zur Bildung eines Kondensats kondensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsflüssigkeit durch spontantes Verdampfen eines Teils des Konzentrats aus jedem Verdampferkörper durch mindestens eine Stufe vorgewärmt wird, der Dampf aus dem Konzentrat zur Wärmeübertragung vom Dampf auf die Beschickungsflüssigkeit kondensiert wird, und der kondensierte Dampf aus dem Konzentrat mit dem erwähnten Kondensat vereinigt wird, worauf mindestens ein Teil des übrigen Konzentrats in den nachfolgenden Verdampferkörper spontan verdampft wird, um ein bestimmtes Temperaturpotential zwischen dem Konzentrat und dem in dem nachfolgenden Verdampferkörper vorhandenen DAmpf zu erhalten.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsflüssigkeit durch spontanes Verdampfen eines Teils des Kondensats durch mindestens eine Stufe weiter vorgewärmt wird, der Dampf aus dem Kondensat zur Wärmeübertragung vom Dampf auf die Beschickungsflüssigkeit kondensiert wird, und der kondensierte Dampf aus dem Kondensat mit dem

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nicht iverdampften Kondensat vereinigt wird.

3. Zyklisches liehrkörper-Verdampfungsverfahren, bei welchem eine Beschickungsflüssigkeit aufeinanderfolgend in einer Anzahl von in Reihe geschalteten Verdampferkörpern in der Weise behandelt wird, daß heisser Dampf aus einem Verdampferkörper Wärme auf die Beschickungsflüssigkeit in einem nachfolgenden Verdampferkörper überträgt, um einen Teil der Beschxckungsflüssigkext zu verdampfen, so daß die übrige Beschxckungsflüssigkext angereichert wird, und ein Teil des heissen Dampfes zur Bildung eines Kondensats kondensiert wird, die angereicherte Beschickungsflüssigkeit und der heisse Dampf aus der Beschickungsflüssigkeit zum nächsten Verdampferkörper gefördert werden, so daß der Dampf in diesem Wärme auf die angereicherte Flüssigkeit überträgt, um einen Teil der angereicherten Flüssigkeit zu verdampfen, so daß der Rest der angereicherten Flüssigkeit angereichert wird, und einen Teil der verdampften Flüssigkeit zu kondensieren usw., dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vor dem Einleiten in jeden Verdampferkörper dadurch vorgewärmt wird, daß ein Teil der angereicherten Flüssigkeit aus jedem Verdampferkörper durch mindestens eine Stufe spontan verdampft wird, um den Rest der angereicherten flüssigkeit zu kühlen und die verdampfte angereicherte Flüssigkeit in Gegenwart der Beschikkungsflüssigkext kondensiert wird, um die Beschickungsflüssigkeit aufzuheizen, die gekühlte Flüssigkeit zum nächsten Verdampferkörper gefördert wird und ein Teil

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der gekühlten Flüssigkeit in den erwähnten nächsten Verdampferkörper spontan verdampft wird.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,. daß die Beschickungsflüssigkeit durch spontanes Verdampfen eines Teils des Kondensate durch mindestens eine Stufe spontan verdampft wird, um das restliche Kondensat zu kühlen, und der Dampf aus dem Konden- M

sat in Gegenwart von Beschickungsflüssigkeit zum Aufheizen der letzteren kondensiert wird.

5, Verdampfungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß (a) Beschickungsflüssigkeit in einen Verdampferkör-

per spontan verdampft wird;
Cb) ein Teil der Beschickungsflüssigkeit verdampft

wird, um die restliche Flüssigkeit zu kühlen; Cc) die gekühlte ßeschickungsflüssigkeit in Form eines dünnen Films auf einer Fläche einer Wärmeübergangswand in der erwähnten Kammer zum Fliessen gebracht wird;

(d) erhitzter Dampf auf die entgegengesetzte Seite der erwähnten Wand gerichtet wird, um auf der erwähnten entgegengesetzten Fläche zu kondensieren, so daß der dünne Flüssigkeitsfilm aufgeheizt wird, so daß ein Teil der Flüssigkeit des erwähnten dünnen Films verdampft und mit der restlichen Flüssigkeit ein Konzentrat erhalten wird j

(e) das Kondensat abgezogen wird; Cf) das Konzentrat abgezogen wird;

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Cg) ein Teil des Konzentrats durch mindestens eine Stufe zur Bildung eines DAmpfes und zur Kühlung des restlichen Konzentrats spontan verdampft wird j

(h) der in der Stufe (g) gebildete Dampf zur Wärmeübertragung auf die Beschickungsflüssigkeit kondensiert wird j

(i) der in der Stufe Ch) gebildete kondensierte DAmpf mit dem gekühlten Kondensat vereinigt wird;

(j) das gekühlte Konzentrat in einen nachfolgenden Verdampferkörper spontan verdampft wird, um einen Teil des Konzentrats zu verdampfen und das restliche Konzentrat zu kühlen;

Ck) das gekühlte Konzentrat in Form eines dünnen Films auf einer Fläche einer Wärmeübergangswand in dem erwähnten nachfolgenden Verdampferkörper zum Fliessen gebracht wird}

Cl) der Dampf aus der Beschickungsflüssigkeit von dem vorangehenden Verdampferkörper dem nachfolgenden Verdampferkörper zugeführt wird, um mehr Konzentrat zu verdampfen, und

(m) die Verfahrensstufen Ce) bis Ci) wiederholt werden.

6, Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

(n) nachfolgend der Stufe Ce) ein Teil des abgezogenen Kondensats durch mindestens eine Stufe spontan verdampft wird, um einen Dampf zu bilden, und das restliche Kondensat zu kühlen;

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Co) der in der Stufe Cn) gebildete Dampf zur Wärmeübertragung auf die Beschickungsflüssigkeit kondensiert wird und

(p) der in der Stufe (o) gebildete kondensierte Dampf mit dem gekühlten Kondensat wiedervereinigt wird.

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