DE2143330A1

DE2143330A1 - Mehrstufenverdampfer zur fluessigkeitsdestillation aus loesungen, die nichtfluechtige bestandteile enthalten, insbesondere von wasser aus seewasser od. dgl

Info

Publication number: DE2143330A1
Application number: DE2143330A
Authority: DE
Inventors: Amitzur Ze Ev Barak; Moshe Pachter; Joseph Michael Weinberg
Original assignee: Israel Desalination Eng Ltd
Current assignee: Israel Desalination Eng Ltd
Priority date: 1971-07-05
Filing date: 1971-08-30
Publication date: 1973-01-18
Also published as: FR2144661B1; FR2144661A1; GB1337517A; IL37225A; AU462375B2; AU3973372A; JPS5120026B1; DE2143330C3; IT953386B; DE2143330B2; IL37225A0; US3868308A; ES400808A1

Description

Anmelder: ISRAEL DESALINATION ENGINEERING ( ZARCHIN PROCESS ) LTD

Mehrstufenverdampfer zur Flüssigkeitsdestillation aus Lösungen, die nichtflüchtige Bestandteile enthalten, insbesondere von Wasser aus Seewasser od. dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrstufigen Verdampfer zur Ver Wendung bei der Destillation von Flüssigkeiten im allgemeinen und von der Art, bei der eine Verdampfung stattfindet auf der Außenseite auf im wesentlichen horizontalen Wärmetauscherrohren als Folge einer Beheizung des Rohrinnern.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf den Gebrauch eines solchen Mehrstufenverdampfers zur Gewinnung von Wasser aus einer Lösung von nichtflüchtigen Bestandteilen in Wasser, beispiels weise See wasser.

Bei bekannten Mehrstufenverdampfern dieser Art wird die zu destillierende wässrige Lösung in jeder Stufe auf in einem Gehäuse untergebrachte Wärmetauscherrohre aufgesprüht, durch welche heißer Dampf strömt.

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ORIGINAL INSPECTED

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Als Folge davon kondensiert mindestens ein Teil des Dampfes in den Wärmetauschrohren, wobei Wärme übertragen wird auf die über die Außenseiten' der Rohre strömende Lösung und demzufolge ein Teil der in der Lösung enthaltenen Flüssigkeit verdampft.

Der hierbei entstehende Dampf gelangt in die Wärmetauscherrohre der folgenden Stufe, während der nicht verdampfte Teil der Lösung aus der ersten Stufe übergeleitet wird in die zweite Stufe, in der sich der geschilderte Vorgang unter reduzierten Dampf- und Temperaturbedingungen wiederholt und weitere Teile der Flüssigkeit aus der Lösung verdampft werden.

Bei solchen bekannten Verdampfern sind die Wärme!auscherrohre zu einem Bündel zusammengefaßt, wobei die Enden der Rohre in entsprechenden Öffnungen gehalten werden, die in einem Paar voneinander getrennten Rohrwänden vorgesehen sind. Die Einlaßseite eines jeden Rohrbündels ist mit einer Dampfeintrittkammer verbunden, während die Ausiaßseite jedes Rohrbündels an einen Kondensatsammler und einen Sammler für nichtverdampfte Lösung angeschlossen ist.

Bei solchen mehrstufigen Verdampfern bedingt die Anordnung von sepa raten Einlaß- und Auslaßkammern einen erheblichen Bauaufwand und eine Vergrößerung des Umfanges des Verdampfers, so daß dieser nicht wirtschaftlich eingesetzt werden kann.

Weiterhin hat die Praxis gezeigt, daß infolge der Anordnung einer beson deren Dampfeinlaßkammer die Einführung des Dampfes im wesentlichen tangential bzw. in Richtung der Rohrwände erfolgt und daß dadurch der Dampf ungleichmäßig auf die Rohre verteilt wird, was wiederum die Wirksamkeit der Anlage beeinträchtigt und zu Dampf- und Wärmeverlusten führt.

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Ein weiterer Nachteil der Anordnung von getrennten Einlaß- und Auslaßkammern besteht darin, daß es notwendig ist, die Strömungsrichtung der jeweiligen Medien mehrfach zu ändern, was wiederum zu Verlusten führt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mehrstufigen Verdampfer zu schaffen, bei dem die geschilderten Merkmale behoben sind und der außerordentlich wirksam und wirtschaftlich mit größtem Nutzeffekt arbeitet.

Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Gehäuse durch vertikale, im Abstand voneinander angeordnete Rohrstützwände in mehrere Zonen (Stufen ) unterteilt und in jeder Zone eine, aus im wesentlichen horizontal und parallel zueinander verlaufenden Wärmeaustauschrohren gebildete Rohrgruppe vorgesehen ist, wobei die am Ende mit einem Auslaß für nicht kondensierten Dampf versehenenRohre an ihrem offenen Eintrittsende in der jeweiligen Rohrstützwand dichtend gehalten und in einer Entfernung davon durch ein offenes, im Gehäuse befestigtes Gitterwerk abgestützt sind, durch welches die Rohre bis in die Nähe der folgenden Rohrstützwand lose hindurchreichen und daß das im Bereich der ersten Zone an eine Heißdampfquelle angeschlossene Gehäuse in seinem Oberteil eine Zulaufanordnung für die zu destillierende Lösung derart aufweist, daß die Lösung, auf die einzelnen Zonen verteilt, von oben her über die Oberfläc!* der Wärmeaustauschrohre in einem dünnen Film nach unten fließt, wobei die Flüssigkeit verdampft, während der in die erste Zone aufgegebene Frischdampf die dort vorgesehenen Rohre der Länge nach durchströmt, dabei zum Teil kondensiert und der aus den Rohrenden austretende Restdampf, sich mit der verdunsteten Flüssigkeit aus der aufgegebenen Lösung vermischend , in die offenen Rohre der folgenden Zone übertritt und daß schließlich im Unterteil des Gehäuses in jeder Zone Sammler und Ableitungen für das geson derte Auffangen von Kondensat und Konzentrat vorgesehen sind.

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Vorzugsweise sind Einrichtungen zum getrennten Überleiten des in einer Zone erzeugten Kondensats und Konzentrats in den Kondensat- bzw. Konzentratsammler der folgenden Zone vorgesehen. Außerdem läßt sich auch eine Rückführleitung zum Zurückbringen mindestens eines Teiles des in der ersten Zone anfallenden Kondensats zum Dampferzeuger anschließen.

Zweckmäßig kann ein an el ie letzte Zone angeschlossener Kondenser zur Aufnahme des in der letzten und kältesten Zone anfallenden und mit dem Frischdampf rest vermischten Dampfes Anwendung finden oder an die letzte und kälteste Zone ist die Ansaugseite einer Kompressoranlage angeschlossen, die den vor den Verdampfer geschalteten Dampferzeuger beschickt bzw. arbeitet.die letzte und kühlste Zone als Kondenser oder ist als solcher ausgebildet und an die Saugseite einer Kompressoranlage angeschlossen.

Vorzugsweise schließt die Zulaufanordnung für die zu destillierende Lösung einen sich über alle Zonen hinwegstreckenden Verteiler ein zum gleichmäßigen und gleichzeitigen Beschicken der in den einzelnen Zonen untergebrachten Rohrgruppen.

Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, daß die einzelnen Wärmetauscherrohre im Bereich ihrer Durchführung durch die jeweiligen Rohrstützwände von einer zugleich elektrisch, insbesondere gegen galvanische Ströme isolierte Dichtung umschlossen sind. Dabei können die Rohre, um den Rücklauf des anfallenden Kondensats zu erleichtern, nach ihren Eintrittenden hin schwach gegenüber der Horizontalen geneigt sein.

Zweckmäßig bestehen die Wärmetauscherrohre und/oder die Rohrstützwände aus einem wärmegutleitenden Material wie z.B. Aluminium oder Aluminiumlegierung. Am Ende sind die Wärmeaustauschrohre mit einem

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Dampfauslaß versehen, der zweckmäßig aus einem auswechselbaren Stopfen/einer Kappe od.dgl. gebildet ist, die gegen andere Verschlüsse mit anderen Größen von Auslaßöffnungen auswechselbar ist, um auf diese Weise durch Auswechslung der jeweiligen Verschlußstopfen den Dampf durchfluß den gewünschten Betriebsverhältnissen anpassen zu können.

Es ist vorteilhaft, den Verdampfer so auszubilden, daß in jeder Zone hinter der dort befindlichen Rohrgruppe vor der die jeweilige Zone be grenzenden Rohrstützwand ein im Gehäuse befestigter Flüssigkeitsab scheider vorgesehen ist, während sich am Boden jeder Zone ein Konzen tratsammler mit einer damit verbundenen Konzentratableitung und ein Kondensatsammler mit Kondensatableitung befindet und die Leitungen durch alle Zonen hindurch laufen.

Der Konzentratsammler kann sich unmittelbar an die Rohrstützwand der betreffenden Zone anschließen und bis über die rückwärtigen Rohrenden hinausreichen, während der Kondensatsammler,sich an den Sammler an schließend, unmittelbar vor der Rohrstützwand der folgenden Zone liegt und die Ableitungen zu beiden Seiten angeordnet und durch sämtliche Zonen hindurchgeführt sind. Hinter jeder Rohrgruppe ist vorzugsweise ein Flüssigkeitsabscheider in jeder Zone jeweils über dem Konzentratsammler angeordnet.

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Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungsmöglichkeitenzuläßt, ist anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigen :

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Verdampfer im Längs

schnitt ;

Fig. 2 einen Schnitt nach den Linien H-II durch Fig„ 1,

wobei lediglich einige der Rohrbündel dargestellt sind ;

Fig. 3 einen Schnitt nach den Linien Hl-HI durch Fig* I ;

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Verdampfers

nach den Linien IV-IV durch Fig· 2 ;

Fig. 5 eine schematische Planansicht des Konzentrie -

rungs- und Kondensierungsteiles und des Sammlers im Unterteil des Verdampfers ;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil der in Fig» I

gezeigten Rohrbündel in vergrößertem Maßstab ;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Teil des Flüssig -

keits-Verfeilersystems in vergrößertem Maßstab und

Fig. 8 einen Schnitt nach den Linien VIU-VIII durch Fig.

durch einen Teil des Rohrbündels in vergrößertem Maßstab, insbesondere um die Abstützung des Rohr-

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bündeis durch Abstützgitter und die Befestigung derselben an dem Verdampfer zu zeigen.'

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt der Verdampfungsapparat ein Gehäuse 1 , welches in mehrere Wirkungsbereiche 2/1 bis 2/n unterteilt ist. Jeder Bereich 2/1 bis 2/n weist einen Röhrenstützwand 3/1 bis 3/n derart auf, daß jeder der Bereiche 2 bis hin zum letzten Bereich 2/n seine eigene Rohrwand aufweist und damit vom benachbarten Bereich getrennt ist. Selbstverständlich können beliebig viele Bereiche 2/1 bis 2/n hintereinander angeordnet sein.

Jede Rohrstützwand 3 besteht aus metallischem Material, vorzugsweise dünnem Aluminium oder Aliminiumlegierung, und ist an ihren Rändern mit dem Gehäuse 1 verbunden und mit Öffnungen versehen. Durch die Rohrstützwände 3/1 bis 3/n reichen die offenen Rohrenden 4 α der Rohre 5. des Röhrensystems hindurch, wobei jeweils Bündel 6/1 bis 6/n vorgesehen sind«,

Aus Fig. 6 ist klar zu erkennen, daß die Enden 4 α der Rohre 5 dichtend in die in den Rohrstützenden 3 befindlichen Öffnungen eingesetzt sind, wobei nachgiebige elektrisch isolierende Dichfringe 7 in jeder Öffnung der Rohrwand vorgesehen sind, um für eine dichtende Durchführung der Rohre zu sorgen. Die entgegengesetzten Enden 4 b der Rohre 5 jedes Rohrbündels 6 sind durch mit axialen Entlüftungslöchern 8 α versehene Gummistopfen 8 verschlossen.

Die Rohre 5 eines jeden Rohrbündels 6 sind in einem durchbrochenen Kreuzgitter 9 abgestützt, welches, wie in Fig. 8 veranschaulicht, mit den Seitenwänden des Gehäuses 1 verbunden ist. Die Gitterstruktur 9 ist in Abhän gigkeit vom jeweiligen Rohrbündel derart geformt, daß gerade die auftretenden mechanischen Beanspruchungen aufgenommen werden. Fig. 8 zeigt weiter, daß die durchbrochene Gitterstruktur 9 so dimensioniert ist, daß der durch diese Struktur hindurchfließende Dampf sich über die volle Länge der angeordneten Rohre verteilen kann.

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An der gegenüber der Rohrstütztwand 3 jedes Bereiches 2/1 bis 2/n He genden Seite der Rohrbündel ist ein in einem rechteckigen Rahmen 11 gehaltener Tropfenabscheider 11 vorgesehen, der ebenfalls in den Seitenwänden des Gehäuses 1 gehalten ist.

Wie es aus der schematischen Darstellung gemäß Fig» 5 deutlich zu ent nehmen ist, sind im Unterteil des Verdampfergehäuses 1 eine Anzahl untereinander verbundener Konzentrat- und Kondensatsammler und Leitungen wie folgt vorgesehen :

Parallel zu den längs verlaufenden Seitenwänden 1 α und 1 b des Gehäuses 1 sind mit geringem Zwischenraum Unterteilungswände 12 a und 12 b vorgesehen. Die Wände la und 12 a begrenzen zwischen sich eine in Längsrichtung verlaufende Konzentratleitung 13, wobei die einzelnen Leitungsabschnitte durch in den Rohrstützwänden 3 vorgesehene Öffnungen 13 α miteinander in Verbindung stehen.

Dementsprechend befindet sich zwischen den Wänden 12 b und 1 b die längs verlaufende Kondensatleitung 14, wobei ebenfalls jeweils in der querverlaufenden Rohrstützwand 3 Öffnungen 13 b vorgesehen sind«,

Begrenzt durch die Wand 3 des ersten Bereiches und die Kopfwand 1 c des Gehäuses 1 ist der Kondensatsammler 15/1 angeordnet, während die weiteren Kondensatsammler 15/2 usw. jeweils zwischen den folgenden Rohr Stützwänden 3 und den jeweiligen Rahmen 11 vorgesehen sind und über in der Unterteilungswand 12 b befindliche Öffnungen 15 α mit der Kondensatleitung 14 in Verbindung stehen«

In jedem Bereich bildet der Boden und der durch den Rahmen 11, das Rohrstützblech 3 und die Wände 12 α und 12 b umgrenzte Raum den Konzen-

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tratsammelbehälter 16, der über eine Öffnung 16 a mit der Konzentratleitung 13 in Verbindung steht.

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, enthalten die Konzentrat- und Kondensatleitungen 13 und 14 in ihren Abdeckungen 17 und 18 abgedeckte Dampf aus lasse 19 und 20.

In den Leitungen 13 und 14 sind weiterhin auf der Abströmseite vor den Öffnungen 13 α und 13 b Überläufe 21 und 22 vorgesehen.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird die zu verdampfende Flüssigkeit¹ über die Einlaßleitung 23 in eine mit Auslässen 25/1 bis 25/n versehene Hauptverteilerleitung 24, eingeführt. Von dort gelangt sie in die, in den einzelnen Bereichen 2/1 bis 2/n vorgesehenen Verteilerrohre 26/1 bis 26/n, die gemäß Fig. 7 jeweils eine größere Anzahl im Abstand voneinander angeordnete Auslaßdüsen 27 aufweisen.

Das Gehäuse 1 ist in der Vorderwand, die den ersten Bereich 2/1 begrenzt, mit einem Hauptdampfeini aß 28 und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Dampfauslaßkanal 29 versehen.

Die letzte Zone 2/n ist mit Konzentrat- und Kondensatauslässen 30 und versehen, während im ersten Wirkungsbereich 2/1 nur ein Kondensatauslaß 32 vorgesehen ist.

Die Arbeitsweise des Verdampfers soll nunmehr beschrieben werden bei seinem Einsatz zur Destillation von Seewasser. Er kann selbstverständlich auch bei allen möglichen andersartigen Destillationsgegebenheiten zum Einsatz gelangen.

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Das ankommende Seewasser wird über die Hauptzufuhrleitung 23 in die Verteilerkammer 24 eingeleitet und gelangt über die Rohre 25 in die Verteiler 26 . Aus diesen wird es in den einzelnen Bereichen durch die Düsen 27 auf die Rohre der jeweiligen Rohrgruppen versprüht. Es fließt als dünner Film über die Außenseite der Rohre nach unten.

Gleichzeitig wird von einem außenliegenden Dampferzeuger in die erste Stufe 2/1 über die Einlaßöffnung 28 Dampf zugeführt,, der infolge der guten Abdichtung der Rohrenden 4 α in dem Rohrstützblech 3/1 sicher in die Rohre 5 hineingelangt. Es erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen dem heißen Dampf, der durch die Rohre 5 geleitet wird und dem auf der Außenseite der Rohre nach unten fließenden Flüssigkeitsfilm.

Das auf diese Weise erzeugte Kondensat fließt aus den Rohren 5 - die vorzugsweise gegenüber der Horizontalen nach ihren offenen Enden 4 α hin leicht geneigt sind - heraus und sickert auf dem Rohrstützblech 3/1 bis in den Sammelbehälter 15/1« Das so gesammelte Kondensat kann auf Wunsch durch den Auslaß 32 abgeleitet und zu dem Dampferzeuger zurückgeführt werden, wobei die Öffnung 15 α verschlossen ist oder es kann bei ge schlossenem Auslaß 32 in die Kondensatleitung 14 fließen.

Zur gleichen Zeit sammelt sich nicht kondensierter Dampf in den Rohrenden

4 b, von wo er durch die in den Stopfen 8 vorgesehenen Auslaßöffnungen 8a austreten kann.

Gleichzeitig wird das nach unten fließende Seewasser zum Teil verdampft« Der restliche Teil des nicht verdampften Wassers bildet ein Konzentrat, welches abwärts fließt und in dem Sammelbehälter 16/1 aufgefangen wird. Der aus dem ersten Teil gebildete Dampf vereint sich mit dem aus den Rohren

5 austretenden nicht kondensierten Frischdampf und gelangt mit diesem durch den ersten Wasserabscheider 1 l/l , in welchem alle noch vorhandenen

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Wassertropfen ausgeschieden werden, die ihrerseits in dem Konzentratsammelbehälter 16 aufgefangen werden.

Der Dampf, der durch den ersten Tropfenabscheider hindurchtritt, gelangt in den zweiten Bereich ( 2. Stufe ), in dem ein geringerer Druck und eine niedere Temperatur als in der vorherigen Stufe herrschen. Er gelangt in die dort vorgesehenen Röhre des nächstfolgenden Rohrleitungssystems, in denen eine erneute Kondensation und zugleich eine Konzentration des hier aufgesprühten Seewassers, ähnlich wie in der vorhergehenden Zone, erfolgen.

Auf diese Weise werden die Dämpfe in jeder der aufeinander folgenden Zonen kondensiert, wobei jeweils der Niederschlag über den Sammelbehälter 15 in die Kondensatleitung 14 fließt. Gleichzeitig wird die aufgegebene Flüssigkeit beim Herabfließen teilweise verdampft und der Dampf zusammen mit dem nichtkondensierten Frischdampf aus dem Bereich heraus über den Wasserabscheider in die Rohre des angrenzenden Bereiches ge leitet, wo der Trennungs- und Kondensationsprozeß fortgesetzt wird. Die in jedem Bereich gebildeten und verbleibenden Konzentrate gelangen über die jeweiligen Sammler in die gemeinsame Konzentratableitung.

Das Kondensat, welches durch die Kondensatleitung 14 fließt, gelangt aus einer heißeren Zone in eine kühlere, in der es sich mit dem an den dortigen Rohren herabgssickerten Kondensat verbindet. Das Kondensatgemisch hat dadurch eine höhere Temperatur als die Zone, in welcher es sich befindet» Daraus resultiert eine bessere Dampfentwicklung, wobei sich der entstehende Dampf wieder mit dem anderen Dampf vermischt, der aus dem Konzentrat produziert wird und mit diesem in die nächstfolgende Zone strömt, wo der restliche Kondensatstrom abgekühlt wird.

Gleichzeitig fließt auch das jeweils verbleibende Konzentrat über Leitung

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von einer Zone zur anderen, wobei sich in feder Zone der Verdampfungsvorgang zum Zwecke weiterer Dampferzeugung fortsetzt und der verbliebene Kondensatstrom schließlich völlig abgekühlt wird.

Die Überläufe 21 und 22 , die genau gegenüber den entsprechenden Öffnungen 30 α und 30 b angeordnet sind, haben den Zweck, diesen Ver-r dampfungsprozeß wesentlich zu erleichtern. Dabei kann der Dampf, der als Endprodukt der Nachverdampfung von Kondensat- und Konzentrat anfällt, aus den Leitungen 13 und 14 über die Öffnungen 19 und 20 in die jeweilige Zone einströmen;

Aus der letzten Zone wird der dort erzeugte Dampf, zusammen mit den restlichen nicht kondensierten Gasen, welche sich von Zone zu Zone gebildet haben, über den Auslaß 29 entfernt. Dieser kann an einen Kondensator angeschlossen sein oder an das Ansaugteil eines Verdichters. Im letzteren Fall kann der aus dem Verdichter austretende Dampf nach zweckmäßiger Aufbereitung wieder dem zum Dampfeinlaß 28 strömenden Frischdampf zugesetzt werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, den Dampf, der in der Schlußphase ge bildet wird, direkt in den Dampfeinlaß eines zusätzlichen Verdampfers einzuführen, der so ausgebildet ist, daß er unter ganz niedrigen Temperaturbedingungen arbeiten kann.

Bei dem hier beschriebenen Beispiel können ein oder mehrere Verdampfer in Reihe angeordnet sein.

Eine weitere Alternative besteht darin, daß die letzte Zone als Kondenser zur Anwendung kommt, d.h., daß hier größere Mengen kalter Flüssig keit aufgegeben werden. In diesem Falle verbleiben, wenn überhaupt, nur sehr geringe Dampfmengen, die dann zusammen mit dem nicht kondensier-

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fen Frischdampf über eine an ein Absaugsysfem angeschlossene Ab leitung.

In allen Fällen wird das gesamte Kondensat - bei diesem Ausführungs beispiel also das Süßwasser - über den Auslaß 31 entfernt, während das Konzentrat über die Ableitung 30 ausgeschieden wird.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Rohrgruppen der Rohrleitungssysteme mittels eines durchbrochenen Gitters abgestützt sind, so daß ein ungehinderter Durchfluß des sich in feder Zone oder Stufe bildenden Dampfes in Längsrichtung der Rohre möglich ist und der Dampf mit ständig vermindertem Druck von einer Zone zur anderen fließen kann.

Ferner ist zwischen den einzelnen Stufen, Zonen oder Bereichen eine wirksame Abdichtung gegen einen etwaigen Dampfrückfluß dadurch er reicht, daß das Kondensat und das Konzentrat, das die Leitungen 13 und 14 durchfließt, nur über versenkt angeordnete Öffnungen ( unter dem Flüssigkeitsspiegel liegend ) von einer Zone in die nächstfolgende kältere gelangen kann und damit das Kondensat bzw. Konzentrat eine Sperrflüssigkeit bildet. Weil zwischen den angrenzenden Bereichen jeweils ein Druckgefälle besteht, gelangen Kondensat sowohl als auch Konzentrat durch die verschiedenen Wirkungszonen ohne praktischen Niveauverlust.

In jeder Zone erfolgt die Abstützung der offenen Rohrenden 4 a [eder Rohrgruppe 5 des Bündels 6 durch elektrisch isolierende, erschufte rungsfreie Dichtungen, vorzugsweise aus Gummi, welche in passenden Öffnungen der Rohrstützbleche sitzen. Dies stellt nicht nur einen äußerst einfachen Weg einer abdichtenden Abstützung der Rohre dar, sondern bietet auch die Möglichkeit, daß sich die Rohre bei Temperaturschwankungen mehr oder weniger ausdehnen .Außerdem aber bringt die elektrische Isolation

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zugleich die Sicherung gegen galvanische Ströme und damit verbundene Korrosion. Das Maß der in den Stopfen 8 angeordneten Entlüffungsöffnungen 8 α bestimmt die Menge des nicht kondensierten Dampfes, welcher unter Berücksichtigung der im Innenraum und an den Außenseiten der Rohre herrschenden Druck- und Temperaturverhälfnisse aus den Rohren entweichen kann,,

Auf diese Weise können durch veränderliche Dimensiomerung (z.B. durch Auswechseln von Spunden mit Belüftungslöchern eines anderen Typs bzw. anderer Bemessung ) andere Volumina an Kondensat und Konzentrat, die in den einzelnen Zonen erzielt werden sollen, eingestellt werden.

Da die Rohre und Rohrwände bzw. Stützbleche des Verdampfers aus irgendeinem geeigneten Metall gefertigt sind, läßt sich der Verdampfer insbesondere bei Wasser bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen betreiben . Mit besonderem Vorteil verwendet man aber Aluminium oder eine Aliminiumlegierung, was besonders wirtschaftlich ist.

Es sollte auch nicht unerwähnt bleiben^ daß obwohl hier nur ein bestimmtes Beispiel beschrieben wurde, es nicht viele andere Benutzungs- und Einsafzmöglichkeiten gibt. Es können mit dem gezeigten Verdampfer auch aus anderen Lösungen Flüssigkeifen destilliert werden. Zweckmäßig läßt sich auch die Lösung oder das Konzentrat vorwärmen oder der Frischdampf überhitzen.

Ebenso kann die hier beschriebene besondere Art und Menge der Kondensat- und Konzentratableirung beliebig variiert werden.

Zusammenfassend ist zu sagen, daß der hier konzipierte Mehrfachver -

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dampf ungsapparat für jegliche Erfordernisse angewendet werden kann

wenn es darum geht, ein zufriedenstellendes Resultat bei der Destillats

tion von in der Natur vorhandenen Stoffen zu erreichen.

Claims

2H3330 Patentansprüche:

1. Mehrstufenverdampfer zur Flüssigkeitsdestillation aus Lösungen, die nichtflüchtige Bestandteile enthalten, insbesondere von Wasser aus Seewasser od. dgl., mit in einem Gehäuse untergebrachten, dampfbeheizten Wärmeaustauschrohren, auf die die zu destillierende Lösung aufgesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) durch vertikale, im Abstand voneinander angeordnete Rohrstützwände (3) in mehrere Zonen (Stufen) (2) unterteilt und in jeder Zone (2) eine, aus im wesentlichen horizontal und parallel zueinander verlaufenden Wärmeaustauschrohren (5) gebildete Rohrgruppe (6) vorgesehen ist, wobei die am Ende (4 b) mit einem Auslaß (8 a) für nicht kondensierten Dampf versehenen Rohre (5) an ihrem offenen Eintrittsende (4 a) in der jeweiligen Rohrstützwand (3) dichtend gehalten und in einer Entfernung davon durch ein offenes, im Gehäuse (1) befestigtes Gitterwerk (9) abgestützt sind, durch welches die Rohre (5) bis in die Nähe der folgenden Rohrstützwand (3) lose hindurchreichen und daß das im Bereich der ersten Zone (2) an eine Heißdampfquelle (28) angeschlossene Gehäuse (1) in seinem Oberteil eine Zu lauf anordnung (23 - 26) für die zu destillierende Lösung derart aufweist, daß die Lösung, auf die einzelnen Zonen (2) verteilt, von oben her über die Oberfläche der Wärmeaustauschrohre (5) in einem dünnen Film nach unten fließt, wobei die Flüssigkeit verdampft, während der in die erste Zone (2) aufgegebene Frischdampf die dort vorgesehenen Rohre (5) der Länge nach durchströmt, dabei zum Teil kondensiert und der aus den Rohrenden (4 b) austretende Restdampf, sich mit der verdunsteten Flüssigkeit aus der aufgegebenen Lösung vermischend, in die offenen Rohre (5) der folgenden Zone (2) übertritt und daß schließlich im Unterteil des Gehäuses (1) in jeder Zone (2) Sammler (15 und 16) und Ableitungen für das gesonderte Auffangen von Kondensat und Konzentrat vorgesehen sind.

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2. Mehrsfufenverdampfer nach Anspruch ΐ, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum getrennten Überleiten des in einer Zone (2) erzeugten Kondensates und Konzentrates in den Kondensat- bzw. Konzentratsammler der folgenden Zone vorgesehen sind.

3. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch T und 2, gekennzeichnet durch eine Rückführleitung zum Zurückbringen mindestens eines Teiles des in der ersten Zone anfallenden Kondensates zum Dampferzeuger.

4. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen an die letzte Zone angeschlossenen Kondenser zur Aufnahme des in der letzten und kältesten Zone anfallenden und mit dem Frischdampfrest vermischten Dampfes.

5. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die letzte und kälteste Zone die Ansaugseite einer Kompressoranlage angeschlossen ist, die den vor den Verdampfer geschalteten Dampferzeuger beschickt.

6. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch T bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte und kühlste Zone als Kondenser arbeitet oder als solcher ausgebildet und an die Saugsefte einer Kompressoranlage angeschlossen ist.

7. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch ΐ bis 6, gekennzeichnet durch Mittel zum Entfernen des gesamten Kondensates und Konzentrates aus der letzten und kältesten Zone.

8. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu lauf anordnung (23 - 26) für die zu destillierende Lösung einen sich über alle Zonen (2) hinwegerstreckenden Verteiler (24) einschließt zum gleichmäßigen und gleichzeitigen Beschicken der in den einzelnen Zonen (2) untergebrachten Rohrgruppen (6).

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9. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wärmeaustauschrohre (5) im Bereich ihrer Durchführung durch die Rohrstützwand (3) von einer zugleich elektrisch, insbesondere gegen galvanische Ströme, isolierenden Dichtung (7) umschlossen sind.

10. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am Ende. (4 b) der Rohre (5) vorgesehene Dampfauslaß aus einem mit einer Auslaßöffnung (8 α) versehenen Stopfen, Koppe od. dgl. (8) gebildet ist, die gegen Verschlüsse (8) mit anderen Größen von Auslaßöffnungen (8 α) auswechselbar sind,

11. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in jeder Zone (2) hinter der dort befindlichen Rohrgruppe (6) vor der die jeweilige Zone (2) begrenzenden Rohrsfützwand (3) ein im Gehäuse (1) befestigter Flüssigkeitsabscheider (11) vorgesehen ist.

12. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden feder Zone (2) ein Konzentratsammler (16) mit einer damit verbundenen (16 a) Konzentratableitung (13) und ein Kondensatsammler (15) mit (15 a) Kondensatableitung (14) vorgesehen ist und die Leitungen (13) bzw. (14) durch alle Zonen (2) hindurch laufen.

13. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Konzentratsammler (16) unmittelbar an die Rohrsfützwand (3) der betreffenden Zone (2) anschließt und bis über die rückwärtigen Rohrenden (4 b) hinausreicht, während der Kondensatsammler (15), sich an den Sammler (16) anschließend, unmittelbar vor der Rohrsfützwand (3) der folgenden Zone (2) liegt und die Ableitungen (13 und 14) zu beiden Seiten angeordnet und durch sämtliche Zonen hindurchgeführt sind.

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14. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeltsabscheider (11) in Jeder Zone (2) jeweils über dem Konzentratsammler (16) angeordnet ist.

15. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrohre (5) zu ihrem Eintrittsende (4 a) hin schwach geneigt sind.

16. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrohre (5) und/oder Rohrstützwände (3) aus einem Wärme gut leitenden Material, wie z.B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.

17. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1 bis 16, gekennzeichnet durch den Einsatz zur Frischwassergewinnung aus Brake oder Seewasser.

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