DE2150824A1 - Waermeaustauscher mit zwei Fluessigkeiten und Schlammaufbereitung - Google Patents
Waermeaustauscher mit zwei Fluessigkeiten und SchlammaufbereitungInfo
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Description
DK. IK(J. K. HOFFMANN · DIPL·. ING. W. EITLK · DK. KEK. NAT. K. HOFFMAW
D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087 OI ^ Π 8 2 A
Hydro Chemical & Mineral Corp., Mew T'ork, N.Y. 7 USA
Die Erfindung betrifft die Aufbereitung fließfähiger Medien durch Wärme, insbesondere befaßt sich die Erfindung
mit der Beförderung von Wärme zu und von verschiedenen fließfähigen Medien mit direktem Kontakt in Gegenstrom-Wärmeaustaunchern.
Zu der vorliegenden Erfindung gehört auch die Anwendung neuartiger Wärmebeförderungstechniken in Entwässerungssystemen,
insbesondere um eine Reinigung verschiedener fließfähiger Substanzen wie z.B. Schlamm und Abwässer zu erzielen.
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Zu den neuartigen erfindungsgemäßen Gesichtspunkten der
Wärmebeförderung gehören Verbesserungen an Wärmeaustauschern mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt des Typs, der in
den Patentschriften Nr. 3 l8l 600, Nr. 2 j64 892 und Nr.
3 522 I52 der Vereinigten Staaten gezeigt und beschrieben
ist. In diesen Patentschriften sind jeweils Wärmeaustauscher
beschrieben, die die Form hohler aufrechter Säulen besitzen. Eine schwerere Flüssigkeit wird durch die Säule nach unten
geführt, während eine leichtere, im wesentlichen in der schwereren Flüssigkeit unvermischbare Flüssigkeit nach oben
durch die schwerere Flüssigkeit fließt. Die eine Flüssigkeit ist tröpfchenförmig und als die dispergierte Phase bekannt,
während die andere Flüssigkeit die Tröpfchen umgibt und als kontinuierliche Phase bekannt ist. Beim Fließen der Flüssigkeiten
in entgegengesetzten Richtungen gelangt Wärme von der ursprünglich eine höhere Temperatur aufweisenden Flüssigkeit,
die an einem Ende der Vorrichtung eingegeben wird, zu der ursprünglich eine niedrigere Temperatur>aufweisenden Flüssigkeit,
welche am anderen Ende der Vorrichtung eingegeben wird.
Es sind verschiedene Faktoren vorhanden, welche die Wärmemenge beein- flüssen , welche zwischen den durch die
oben beschriebenen Wärmeaustauscher fließenden Flüssigkeiten befördert wird. Erstens erfordert eine maximale Wärmebeförderung,
daß die Gesamtwärmekapazität der beiden Flüssigkeiten die gleiche sei. So muß die Mengendurchflußleistung der einen
Flüssigkeit mal ihre spezifische Wärme bei der in Frage stehenden Temperatur der Mengendurchflußleistung der anderen
Flüssigkeit mal ihrer spezifischen Wärme der hier in Frage stehenden Temperatur gleichzusetzen sein. Wenn z.B. die in
Frage stehenden Flüssigkeiten öl und Wasser sind und das öl
eine spezifische Wärme von O.5 und ein Eigengewicht von 0.8
und das Wasser eine spezifische Wärme von 1.0 und ein Eigengewicht von 1.0 besitzt, sollte das Volumenverhältnis der
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beiden Flüssigkeiten ungefähr 1/(0.5) (0.8) öl zu 1/(1.0)
(1.0) Wasser oder 2.5 Volumen öl zu 1 Volumen Wasser sein. Da die spezifische Wärme des Öls mit der Temperatur
wechselt, sollte dieses Volumenverhältnis vorzugsweise in
verschiedenen Bereichen des Wärmeaustauschers wechseln, um das Gleichgewicht der Wärmekapazitäten der beiden
Flüssigkeiten aufrechtzuerhalten.
Ein zweiter, die Wärmebeförderung.zwischen den Flüssigkeiten
beeinflussender Faktor ist die zwischen den Flüssigkeiten aufrechterhaltene Kontaktflächengröße, wenn sie durch
den Wärmeaustauscher pro Volumeneinheit des letzteren geführt werden. Die Kontaktflächengröße wird auf zweierlei Arten vergrößert,
erstens durch Aufteilen der Flüssigkeit als dispergierte Phase in eine größere Anzahl kleinerer Tröpfchen, und
zweitens durch Vergrößern der Stauung, d.h. der Volumenflakt ion der Tröpfchen der Flüssigkeit als dispergierte Phase, bis
sie fast durchgehend innerhalb des Wärmeaustauscherbereiches dicht aneinander liegen, ohne jedoch zu koaleszieren und ihre
Eigenschaft der Dispersität verlieren.
Es werden ziemlich komplexe und teuere Anlage verwendet,
um Tröpfchen verkleinerter Größe der Flüssigkeit als dispergierte Phase zu erzeugen. Spezialplatten für Tropfenbildung
mit sehr kleinen öffnungen von genauen Abmessungen werden an einem Ende des Wärmeaustauschers verwendet, um die eine hereingelangende
Flüssigkeit in kleine Tröpfchen aufzuteilen. Außer daß sie teuer und komplex ist, hat diese Anlage für Tröpfchenbildung
audi die Tendenz, aufgrund von Unreinigkeiten, Zusammenballungen, oder Veränderung der zu dispergierenden Flüsigkeit,
zu verschmutzen.
Die vorliegende Erfindung benötigt nur sehr einfache
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und billige Tröpfchenbildungskonstruktionen, und die Sehwierigr keiten durch Verschmutzung in bekannten Systemen sind im wesentlichen
verringert oder auch beseitigt. In der vorliegenden Erfindung kann ein großer Flexibilitätsgrad der Arbeitsbedingungen
für Wärmeaußtausch zwischen zwei Flüssigkeiten mit direktem
Kontakt verwirklicht werden. In der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die DurchflußIeistung zu\erändern und die Tröpfchenstauung stark zu vergrößern, um eine optimale Wärmebeförderung
zu erzielen, ohne das zur Erhaltung des Wärmekapazitätgleiehgewichts nötige zweckmäßige Mengenverhältnis der fließfähigen
ψ Medien zu beeinflussen. Weiterhin wäre es möglich, ein System,
das entwickelt wurde, um mit einer bestimmten Flüssigkeit unter bestimmten Temperaturbedingungen und Durchflußleistungen zu
funktionieren, leicht so zu regulieren, daß es für andere Flüssigkeiten, Temperaturbereiche oder Durchflußleistungen geeignet ist.
Nach einem erfindungsgemäßen Gesichtspunkt wird ein erstes fließfähiges Medium durch relativ große öffnungen in
einen Wärmeaustauschbereich eingespritzt, so daß es sich in Tröpfchen verteilt und in Form einer dispergierten Phase im
Gegenstrom zu einem zweiten fließfähigen Medium geführt wird, welches in Form einer kontinuierlichen Phase durch
'' den Wärmeaustauschbereich gelangt. Das erste fließfähige
Medium ist in der Weise ausgerichtet, daß es , nachdem es durch den Wärmeaustauschbereich geführt wurde, in Form einer
dispergierten Phase wenigstens teilweise durch eine Bahn beschränkten Durchmessers geführt wird. Es kann dann bewirkt
werden, daß das erste fließfähige Medium entweder innerhalb oder Jenseits der Bahn beschränkten Durchmessers koalesziert.
Dadurch, daß eine Bahn beschränkten Durchmessers vorgesehen wird, durch welche die erste Flüssigkeit gelangt, wenigstens
teilweise in Form einer dispergierten Phase, wird es möglich, die Stauung der ersten Flüssigkeit zu steuern, und zwar in
bezug auf verschiedene Durchflußleistungen der beiden Flüssig-
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keiten, wobei das erforderliche Volumenverhältnis der fließfähigen
Medien im Hauptbereich des Wärmeaustausches aufrechterhalten bleibt. Diese Steuerung kann durch Verstellen der
Verengungsgröße beeinflußt werden. Jedoch besteht eine derzeit vorteilhafte Weise, die Stauung der dispergierten Phase
zu steuern, darin, wenigstens einen Teil der Flüssigkeit als kontinuierliche Phase durch die Bahn beschränkten" Durchmessers
im Gegenstrom zum Strom der dispergierten Phase fließen zu lassen. Durch Verstellen des Plüssigkeitsstromes
der kontinuierlichen Phase durch diese Bahn ist es möglich, eine sehr effektive Steuerung der Stauung des fließfähigen
Mediums der dispergierten Phase zu erzielen. In einer derzeit vorteilhaften Ausführungsform können zusätzliche Mengen,
die tatsächlich das meiste der Flüssigkeit der kontinuierlichen Phase ausmachen können, jenseits der Bahn beschränkten Durchmessers
hinzugefügt werden, d.h., es wird bewirkt, daß diese zusätzlichen Mengen an der Bahn beschränkten Durchmessers
vorbeigeleitet werden. Dieses zusätzliche fließfähige Medium stellt das erforderliche Volumenverhältnis der fließfähigen
Medien in dem Bereich des Wärmeaustausches her.
Erfindungsgemäß braucht eine Flüssigkeit als dispergierte Phase lediglich durch eine große öffnung oder große
öffnungen in eine Flüssigkeit als kontinuierliche Phase eingespritzt zu werden, und zwar am Ende des Wärmeaustauschbereiches
gegenüber der Bahn beschränkten Durchmessers. Die eingespritzte Flüssigkeit zerteilt sich nach Einspritzung
in Tröpfchen verschiedener Größe, welche nach Fortbewegung durch die Flüssigkeit als kontinuierliche Phase und nach
Kontakt und Zusammenprall mit bereits vorhandenen Tröpfchen der dispergierten Phase eine natürliche, im wesentlichen
gleichmäßige Tröpfchenform annehmen, so daß gute Wärmebeforden.igseigenschaften
erzielt werden können. Die Gegenwart
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eines oberflächenaktiven Mittels in den Flüssigkeiten kann pine kleinere Tropfchenform zur Folge haben.
Die Konstruktionen zum Erzielen der oben beschriebenen Steuerung, Zerstreuung und Stauung des fließfähigen
Mediums sind sehr billig und einfach und ohne Verschmutzungstendenz.
Außerdem eignen sie sich gut für mehrstufige Betätigung,
wie nachstehend genauer beschrieben.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich gemäß einem anderen
Gesichtspunkt derselben mit der Aufbereitung von Schlamm, einschließlich
Abfallprodukten wie.Kommunal- und Industrieabwässer.
Die Verwendung eines Wärmeaustauschers mit direktem Kontakt für Schlaimnentwässerung durch Wärme beseitigt den technischen
Hauptnachteil dieses bekannten Verfahrens, nämlich die Verwendung
eines indirekten Wärmeaustauschers zum Erwärmen des Schlammes.
Durch Erwärmung des Schlammes unter Druck koagulieren die Feststoffe, bricht die Gelstruktur zusammen und wird die Hy drotation
und der Hydrophile Charakter der Feststoffe zum
großen Teil, aber nicht vollständig reduziert, so daß die abgetrennte Flüssigkeit noch organische Stoffe enthält,und sie
sollte entweder abgetrennt oder nach Rückführung zum Hauptabwassers
trom weiter aufbereitet werden.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Gesichtspunkt werden Unreinigkeiten, insbesondere Fette und fette Materialien (d.h.
Lipoide), die bei der Verarbeitung von Schlamm durch öl aufgefangen
oder ausgezogen werden, und zwar entweder durch Wärmeaustausch mit direktem Kontakt oder durch Flashverdampfung aus
einem Gemisch von öl und Schlamm, durch Destillieren des Öls
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aus demselben entfernt.. Die bei dieser Destillierung erzeugten
öldämpfe werden von den nichtverdampfenden begleiteriden
Unreinigkeiten abgetrennt, und die Öldämpfe werden dann wieder kondensiert und bei der Verarbeitung
von Schlamm wieder verwendet.
. Diese Technik, Lipoide und andere Verunreinigungen; aus dem öl zu entfernen, dient auf diese Weise als Einrichtung
zum Trennen und Wiedergewinnen von Fetten als Nebenprodukt der Schlammentwässerung.
Dieser erfindungsgemäße Gesichtspunkt kann auf verschiedene
Art und Weise verwirklicht werden. Eine erste vorteilhafte Möglichkeit sieht einen Erwärmungs- und Abkühlungszyklus
für den Schlamm unter Druck in einem Wärmeaustauschsystem
mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt vor, wie oben beschrieben, wobei der Schlamm vorzugsweise
in der dispergierten Phase ist. Ehe der gewärmte Schlamm abgekühlt wird, wird er durch einen Druckkessel geführt,
um durch Verlängerung der Aufenthaltszei'a des Schlammes
bei hoher Temperatur und hohem Druck einer Wärmebehandlung
unterworfen zu werden. Der abgekühlte Schlamm wird dann zu Absetzbehältern, Zentrifugen, Vakuumfiltern,
oder anderen mechanischen Entwässerungseinrbhtungen geführt.
Außerdem wird das im Schlamm enthaltene Fett entzogen und abgetrennt.
Eine zweite vorteilhafte Möglichkeit sieht einen weiteren Schlammentwässerungsvorgang durch Anwendung
von Wärme und Druck vor, mit dem Ergebnis einer praktisch vollständigen Abtrennung der im Schlamraenthaltenen Feststoffe,
so daß die abgetrennte Flüssigkeit keine weitere Aufbereitung nötig hat. Genauer gesagt wird bei dieser
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Möglichkeit gewärmter Schlamm einer oder mehreren Stufen von Flashverdampfung nacheinander unterworfen. Das Plashen
des erwärmten Schlammes nur in einer Stufe von wenigen Graden hat drei Wirkungen: 1) Verkürzung der für die
Schlammbehandlung benötigten Erwärmungszeit und Beseitigung
der Notwendigkeit von Reaktionsgefäßen, wie sie bei bekannten Verfahren der Schlammentwässerung durch Wärme oder
Wärme- und Naßoxydation verwendet werden, 2)Zerteilung der widerstandsfähigsten Gel im Schlamm, so daß Wasser daraus
freigesetzt wird, 3·) die Möglichkeit, Gerüche aus dem Schlamm zu entfernen, durch Ausnutzung des Phänomens durch
welches die Gaslöslichkeit in einem Lösungsmittel am Siedepunkt des Lösungsmittels Null beträgt, so daß die im warmen
Sctiamm vorhandenen Gase mit dem sich entspannenden Dampf abziehen und in der gleichen Weise entlüftet werden können,
wie Luft aus den Kondensierkammern eines mehrstufigen Plashverdampfungssystems oder Verdampfungssystems mit
vertikalen Rohren entlüftet wird. Die entlüfteten Gase können z.B. durch unter hoher Temperatur stattgindende
Geruchverbrennung behandelt werden«
Eine dritte vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, den gewärmten Schlamm mit einer Wärmebefördernden Zwischenflüssigkeit
wie z.B. öl zu vermischen und die beiden Flüssigkeiten durch ein mehrstufiges Flashverdampfungssystem
zu führen, um dadurch die Wasserbestandteile des Schlammes verdampfen zu lassen und die festen Bestandteile
in der Zwischenflüssigkeit zu konzentrieren, von welcher sie durch Schleudern, durch Vakuumfilter oder andere
mechanische Einrithtungen entfernt werden können.
Es wurde bereits vorgeschlagen ( z.B. Bericht vom
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Charles Greenfield: " The Carver-Greenfield Process for Waste Disposal to the American Institute of Chemical
Engineers", 15 bis 18 Mai I966, Columbus, Ohio) .Schlamm
mit öl zu vermischen und den Schlamm dadurch zu trocknen, daß das Gemisch der Verdampfung in einem Mehrzweckverdampfer
ausgesetzt wird. In solchen Systemen wird jedoch das Öl-Schlammgemisch in Schalen- oder Rohrverdampfern
bei sukzessive höheren Temperaturen mit Dampf behandelt. In diesen Fällen diente das begleitende öl jedoch ledig- .
lieh dazuden Schlamm mechanisch fließfähig zu gestalten.
Bei dieser dritten, ein Flashsystem enthaltenden Möglichkeit wird das öl dazu benutzt, die meiste der zur Verdampfung
der Wasserbestandteile des Schlammes nötigen Wärme zuzuführen. Weiterhin kann der Schlamm in dem oben
beschriebenen Wärmeaustauschsystem erwärmt werden, während das öl teilweise durch die Kondensationswärme des entspannten
Dampfes und teilweise durch Wärmeaustausch in direktem Kontakt mit dem Warmwasserkondensat erwärmt
wird.
Verschiedene weitere und spezifischere Ziele, Merkmale und Vorteil der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, welche als Beispiele vorteilhafte Formen der
Erfindung darstellen.
Fig. 1 ist eine teilweise weggeschnittene und im Schnitt gezeigte Ansicht und zeigt einen Gegenstrom-Wärmeaustauscher
mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1,
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Pig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie 3-3 in Pig. I,
Fig. 4 ist ein Querschnitt nach Linie 4-4 in Fig. 1,
Fig. 5 ist eine teilweise weggeschnittene und im Schnitt
gezeigte Ansicht und zeigt einen abgeänderten unteren Bereich des Wärmeaustauschers nach Fig. 1,
Fig. 6 ist eine im Schnitt gezeigte Ansieht eines Wärmebeförderungssystems
mit einem Paar erfindungsgemäßen Wärmeaustauschern mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt,
Fig. 6a ist eine Teilansicht, und zwar eines Bereichs eines Wärmeaustauschers gemäß Fig. 6 und zeigt eine Abwandlung
desselben,
Fig. 7 ist eine teilweise weggeschnittene und im Schnitt gezeigte Ansicht und zeigt einen erfindungsgemaßen
mehrstufigen Wärmeaustauscher,
Fig. 8 ist eine im Schnitt gezeigte Teilansicht und zeigt eine abge-wandelte Steueranordnung für den Flüssigkeitsstrom
für einen erfindungsgemaßen Wärmeaustauscher großen Durchmessers,
Fig. 9 ist ein Querschnitt nach Linie 9-9 in Fig. 8, Fig. 10 ist ein Schnitt nach Linie 10-10 in Fig. 9,
Fig. 11 ist ein Diagram in schematischen Linien und zeigt
eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schlammaufbereitungssystems,
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Flg. 12 ist ein Diagramm in schematischen Linien und zeigt
ein zweites erfindungsgemäßes Schlammaufbereitungssystem,
und
Fig. 13 ist ein Diagramm in schematischen Linien und zeigt
eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines dritten Schlammaufbereitungssystems.
Der Wärmeaustauscher nach Fig. 1 enthält eine rohrförmige
Säule 20, welche an ihren Enden jeweils mittels einer oberen und unteren Wand 22 und 24 geschlossen ist.
Eine Ausflu^ßleitung 26 für die Flüssigkeit als kontinuierliche Phase leitet aus der Säule 20 heraus, und zwar unmittelbar
unter der oberen Wand 22. Eine obere Einflußleitung für Flüssigkeit erstreckt sich durch die Mitte der oberen
Wand 22 und öffnet sich in die Säule 20 in einem kurzen Abstand unter der Ausflußleitung 26 für die Flüssigkeit als
kontinuierliche Phase. Eine obere Prallplatte 30 ist in einem kurzen Abstand unterhalb dem Ende der Einflußleitung
28 für die Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase horizontal angeordnet und mittels einer Vielzahl von Aufhängestäbeη
32 daran aufgehängt. Gemäß Fig. 2 ist die obere Prallplatte
30 koaxial mit dem Ende der Einflußleitung 28 angeordnet.
Es wird auch bemerkt, daß die Säule 20 in diesem Bereich erweitert ist, um eine effektivere Tröpfchenformierung und
Dispersion der Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase zu gestatten und um gleichzeitig zu verhindern, daß die Flüssigkeit
als kontinuierliche Phase kleinere Tröpfchen der Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase durch die Ausflußleitung
mitnimmt.
Am unteren Ende der vertikalen rohrförmigen Säule 20
unmittelbar über der unteren Wand 24 ist eine Ausflu-ßleitung
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3?4 für die Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase vorgesehen.
Außerdem führt eine erste Einflußleitung J>6 für die
Flüssigkeit als kontinuierliche Phase durch die Mitte der unteren Wand 24 und erstreck; sich in die rohrförmige Säule
20. Eine untere Ablenkkappe 58 ist in einem kurzen Abstand
über dem Ende der Einflußleitung 56 angeordnet und mittels
Tragstäben 40 gemäß Fig. J daran befestigt. Die Ablenkkappe trägt dazu bei, den Strom der Flüssigkeit als kontinuierliche
Phase von der Einflußleitung 36 in die Säule 20 zu
verteilen und gleichmäßig zu gestalten.
In einem kurzen Abstand unter dem Ende der Einflußleitung
36 ist ein Abstandselement 42 angeordnet. Gemäß
Fig. 1 und 4 umringt dieses Abstandselement die erste Einflußleitung 56 für die Flüssigkeit als kontinuierliche
Phase und nimmt den meisten Querschnittsraum innerhalb der Säule 20 ein. Das Abstandselement 42 dient dazu, eine Bahn
von beschränktem ringförmig gestaltetem Querschnitt 44 zu begrenzen, und zwar zwischen seiner äußeren Peripherie und
der Innenfläche der rohrförmigen Säule 20. Das untere Ende des Abstandselernents 42 endet abrupt mit einer sich horizontal
erstreckenden Fläche 46. Das obere Ende des Abstandselements
42 endet jedoch in einem konischen Abschnitt Ψ 48, welcher in die Einflußleitung 36 übergeht.
Der Zweck des konischen Abschnittes 48 ist es, dazu beizutragen, die Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase
nach unten durchdie Flüssigkeitsstrombahn 44 verengten Durchmessers zu führen.
Die Länge und der Durchmesser des Abstandselementes 42
ist so gestaltet, daß die von ihm begrenzte Flüssigkeitsstrombahn nur einen kleineren Teil des Gesamtvolumens des
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Wärmeaustauschers einnimmt.
Es ist weiterhin zu verstehen, daß die Flüssigkeitsstrombahn
beschränkten Durchmessers, in den die Flüssigkeit als dispergierte Phase fließt, in einem breiteren Rahmen
der Erfindung auch verschiedene Längen und Formen aufweisen und z.B. dUsenähnliche Formen haben oder sogar aus einer
oder mehreren in einer sich quer durch den Wärmeaustauscher erstreckenden Platte ausgebildeten öffnungen bestehen kann.
Eine zweite Einflußleitung 50 für eine Flüssigkeit als kontinuierliche Phase ist so angeordnet, daß sie an
einer Stelle in die rohrförmige Säule 20 eintritt, die in einem kurzen Abstand unter der beschränkten Flüssigkeitsstrombahn
44 liegt. Wie zu sehen ist, ist die erste und zweite Einflußleitung 56 und 50 für Flüssigkeiten als
kontinuierliche Phase außerhalb der Säule 20 mit einer gemeinsamen Zuführungsleitung 52 verbunden. Die erste
und zweite Einflußleitung 36 und 50 ist jeweils mit Stromsteuerventilen
54 und 56 versehen.
Der oben beschriebene Wärmeaustauscher kann zur Wärmebeförderung
zwischen zwei fließfähigen Medien oder Flüssigkeiten
verschiedener Dichte verwendet werden, welche wenigstens teilweise unvermischbar sind. In dem oben beschriebenen System
wird das schwerere Medium als diskontinuierliche Phase und das leichtere als kontinuierliche Phase verwendet, es ist
jedoch durchaus offensichtlich, daß in der gleichen Konstruktion gleichtut das schwerere Medium als kontinuierliche
und das leichtere Medium als diskontinuierliche Phase verwendet werden könnte, und zwar einfach durch Umwenden der
Säule 20, so daß das eine Ende das andere ersetzt. Zur Erläuterung werden die Vorgänge der Wärmeaustauschvorrichtung
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nach Pig. 1 bis 4 unter Verwendung von Wärmebeförderung
zwischen öl und Wasser beschrieben, wobei das Wasser als Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase dient. Gemäß
Fig. 1 tritt Wasser oben in die Säule 20 durch die obere
Einflußleitung 28 ein und wird in das öl der kontinuierlichen Phase eingespritzt. Der Widerstand der Flüssigkeit
in kontinuierlicher Phase gegen diesen Vorgang der Wassereinspritzung bewirkt eine Dispersbn des Wassers in einzelnen
Tröpßhen verschiedener Größen, wie bei 58 angegeben.
Die obere Prallplatte 20 trägt zu dieser Dispersion und Tropfenformierung bei.
Die Wassertröpfchen 58 besitzen eine größere Dichte als das die kontinuierliche Phase bildende öl in der Säule,
und demgemäß haben die Wassertröpfchen 58 die Tendenz durch
die Säule nach unten zu sinken. Im Verlauf dieser Abwärtsbewegung haben die größeren schweren Tröpfchen die Tendenz,
schneller als die kleineren leichteren Tröpfchen zu fallen. Die kleineren Tröpfchen koaleszieren jedoch, während sich
die größeren Tröpfchen zerteilen, bis schließlich im
oberen Bereich der Säule 20 eine im wesentlichen gleichmäßige Tröpfchengröße erzielt ist. Beim Herabsinken durch
die Säule 20 erfahren die Wassertröpfchen 58 eine nach oben gegen sie gerichtete Bewegung von öl. In dem Ausmaß, in dem
das den Wassertröpfchen begegnende öl eine andere Temperatur als die Wassertröpfchen besitzt, wird Wärme von der Flüssigkeit
ursprünglich höherer Tempratur zu der Flüssigkeit urspihglich
niedrigerer Temperatur befördert.
Schließlich werden die Wassertröpfchen über die untere
Ablenkkappe 38 geführt und bewegen sich nach unten in die
ringförmige Flüssigkeitsstrombahn 44. Beim Durchgang durch diese enge Strombahn erfahren die Wassertröpfchen eine
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größere Behinderung und einen größeren Widerstand durch Reibung gegen ihr Abwärtsfließen als in der Säule 20
selbst. Diese Widerstandswirkung gegen den abwärtsführenden Strom von Tröpfchen durch die enge Strombahn macht
es möglich, die DurchflußIeistung der herausfließenden
dispergieren Phase zu reduzieren und dadurch die Stauung in der Säule 20 zu vergrößern. Es ist zu verstehen, daß
diese Regulierung durch Verstellen der Größe der Plüssigkeitsstrombahn 44 erzielt werden kann. Jedoch ist in
einer vorteilhaften Anordnung gemäß Pig. I eine zweite Einflußleitung 50 der kontinuierlichen Phase und das
dazugehörige Stromsteuerventil 54 vorgesehen. Durch diese
Anordnung wird öl als Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase in die Säule 20 von unterhalb des Abstands-elements
42 eingelassen, so daß das öl nach oben gegen die Abwärtsbewegung
der Wassertröpfchen durch die Flüssigkeitsstrombahn 44 fließt. Durch Ausrichten des aufwärtsgerichteten
ölstroras durch diese Strombahn kann eine relativ große Wirkung auf den abwärtsgerichteten Wasserstrom ausgeübt
und demgemäß eine große Wirkung auf die Tröpfchenstauung in der Säule 20 ausgeübt werden.
Die nach oben durch die beschränkte Flüssigkeltsstrombahn 44 fließende ölmenge ist ein Teil der Gesamtölmenge,
welche durch die Säule 20 fließen muß, um das bereits beschriebene
Wärmekapazitatsgleichgewicht aufrechtzuerhalten, welches ein Volumenverhältnis von 2.5 Volumen öl zu 1.0
Volumen Wasser erfordert. Demgemäß gestattet die sich in die Säule 20 oberhalb des Abstandsgliedes 42 und der beschränkten
Flüssigkeitsstrombahn 44 öffnende erste Einflußleitung 56 das Einspritzen von öl in die Säule 20, ohne den
Strom von Wassertröpfchen in der engen Bahn merklich zu beein-
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trächtigen. Mit anderen Worten ist es durch diese Anordnung •möglich, das erforderliche Volumenverhältnis der Flüssigkeiten
innerhalb der Säule für verschiedene Durchflußleistungen
der beiden Flüssigkeiten aufrechtzuerhalten, ohne die Wassertröpfchenstauung in der Säule zu beeinträchtigen. Durch Verstellung des Ventils 56 kann aber auch die Wassertröpfchenstauung
für verschiedene Durchflußleistungen der beiden Flüssigkeiten gesteuert werden, ohne das Volumenverhältnis
der Flüssigkeiten innerhalb der Säule 20 zu beeinflussen.
Auf diese Weise wird eine Flexibilität der Steuerung er-" zielt, welche bisher in Wärmeaustauschern mit zwei Flüssigkeiten
unerreich-bar war.
Nachdem die Wassertröpfchen jenseits des Abstandselements 42 gelangt sind, sinken sie durch die unteren Bereiche
des Öls in kontinuierlicher Phase und koaleszieren entlang einer Wasserfläche 60 nahe am Boden der Säule 20. Die Ausflußleitung
54 für die Flüssigkeit in dispergierter Phase verläßt die Säule 20 unter der Wasseroberfläche βθ.
Der untere Bereich der Säule 20 (d.h. der unterhalb des Abstandselements 42 liegende Bereich) divergiert zu einem
Koaleszierbereich 62. Oberhalb des letzteren Bereiches öffnet sich die zweite Einflußleitung 50 für die Flüssigkeit in
kontinuierlicher Phase. Es ist zu verstehen, daß die Wassertröpfchen 58 der diskontinuierlichen Phase nur teilweise
koaleszieren, während sie durch die enge Bahn 44 gelangen, und erst beim Kontakt mit der Wasserfläche 60 findet ein
vollständiges Koaleszieren statt. Die konische obere Oberfläche 48 des Abstandselements trägt dazu bei, den nach unten
gerichteten Strom der Wassertröpfchen in die beschränkte Strombahn 44 zu richten, ohne zu verursachen, daß sie vor Durchgang
durch die beschränkte Strombahn koaleszieren. Es ist
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ebenfalls zu verstehen, daß es bei der oben beschriebenen Anordnung keine FlUssigkeitsstrom-Durchgangsbahnen gibt,
welche so verengt sind, daß sie eine wesentliche Möglichkeit der Verschmutzung entstehen lassen. So arbeitet das
System effektiv, auch mit Schlamm wie Abwasserschlamm und anderen halbflüssigen Abfallmaterialien,
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Steuerbereiches für
Tröpfchenstauung des Wärmeaustauschers von Fig. 1. In Fig. 5 ist ein ringförmiges Abstandsglied 42a vorgesehen, welches
sich im unteren Bereich der Säule inerhalb ihrer Innenflächen erstreckt und an diesen anliegt. Das Abstandsglied
42a ist jedoch in einem kurzen Abstand von der ersten Einflußleitung 36 der Flüssigkeit in kontinuierliche r/£hase abgesetzt,
um in unmittelbarer Nachbarschaft dieser Leitung eine Flüssigkeitsstrombahn 44a beschränkten Durchmessers
und ringförmiger Gestalt zu begrenzen. Es ist zu verstehen, daß die Steuerung des Flüssigkeitsstroms in der Anordnung
von Fig. 5 im wesentlichen der Anordnung von Fig. 1 gleicht. Es ist aueh zu bemerken, daß am oberen Ende des Abstandsgliedes
42a eine umgekehrt konische Form 48a vorgesehen ist, welche dazu dient, den Strom der Flüssigkeitströpfchen zu
unterstützen, daß derselbe ohne zu koaleszieren die beschränkte Strombahn 44a betritt.
In Fig. 6 ist ein System zu sehen, in dem mehrere Gegenstrom-WärmeaustaEcher mit zwei Flüssigkeiten mit
direktem Kontakt verwendet werden, welche Wärme zwischen zwei Flüssigkeiten befördern, und zwar mittels einer
dritten Zwischenflüssigkeit,ohne daß die Flüssigkeiten
selbst in Kontakt kommen. Ein System wie dieses ist speziell nützlich für die Wiedergewinnung von Wärme aus
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dem Frischwasser, welches in einem vielscufi£;en 3nfcsalzimgs~
system des Flashverdampfungstyps erzeugt wurue* wcüei diese
Wärme zu dem hereinkommenden Meerwasser befoM^t i-ripd. Diese
Systeme erfordern, daß das hereinkommende Meerwr<ss*;■"■* erwäj^t
und dann einer Reihe von Druckverringerungen au^s^et**.'*:- wiM,
in denen jeweils eine gewisse Verdampfung unter entspreche
Temperaturreduzierung stattfindet, Die auf diese Weise erzeugten Dämpfe werden danach kondensiert, um Frischwasser
entstehen zu lassen. Jedoch kann in Syst^-ren, u:. denan
Kondensation durch direkten Kontakt mit girier Kühlflüssig-)
keit erzielt wird, die Kondensat!cnswärme dadurch wiedergewonnen
werden, daß sie von der Kühlflüssigkeit, und der
Frischwasserkondensat bzw. dem erzeugten Wasser zu tem Iv-*-·
einkommenden Meerwasser befördert wird, jedoch rouß ein-:?
solche Wärmebeförderung mittels einer dritfcen Zwischenflüssigkeit
erzielt werden, da jede Vermischung des hereinkommenden Meerwassers mit dem gereinigten erzeugten
Wasser eine Verunreinigung des letzteren herbeiführen würde.
In dem System der Fig. 6 ist es möglich, Wärme durch direkten Gegenstrom-Wärmeaustausch mit zwei Flüssigkeiten
zu Übertragen, indem eine Zwischenflüssigkeit wie z.B. öl verwendet wird. Das System von Fig. 6 enthält ein Paar
" von Wärmeaustauschern70 und 72. Wie gezeigt, gelangt kaltes
Meerwasser, z.B» aus dem Meer oder einer ähnlichen Quelle durch eine Meerwasserzuleitung 7^ und wird mittels einer
Meerwasserzuleitungspumpe 76 nach oben zur ersten Wärmeübertragungssäule
70 gepumpt. Das kalte Meerwasser wird dann durch eine obere Flüssigkeitszuleitung 78 in das
obere Ende der Säule 70 eingespritzt. Dieses eingeführte Meerwasser wird dann in Tröpfchen 8O dispergiert, welche
nach unten durch die Säule gelangen und von einer Flüssigkeit 82 in kontinuierlicher Phase wie z.B. ein sich in der
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Säule nach oben bewegendes öl Wärme absorbieren. Am Boden
der ersten Säule 70 koaleszieren die Wassertröpfchen 80 an einem Wasserspiegel 84 und gelangen durch eine Ableitung
86 für gewärmtes Meerwasser nach außen. Dieses gewärmte Meerwasser kann dann aufbereitet werden, z.B. durch
weiteres Erwärmen und/oder Vermischen mit einem flüssigen Wärmeträger wie z.B. öl,und danach durch ein vielstufiges
Flashverdampfungssystem geführt werden.
Die sich nach oben durch die erste Säule 70 zur Erwärmung der Wassertröpfchen 80 bewegende Flüssigkeit 82
in kontinuierlicher Phase kühlt sich bei dem Vorgang ab und verläßt das obere Ende der Säule 70 durch eine Ausflußleitung
88 für kaltes öl. Diese Flüssigkeit wird dann mittels einer Pumpe 90 für kaltes öl zum unteren Ende
der zweiten Wärmeübertragnssäule 72 gepumpt. Dann gelangt das kalte öl als Wärmeübertragungsflüssigkeit 92 in kontinuierlicher
Phase nach oben durch die zweite Wärmeübertragungssäule
72. In der Zwischenzeit gelangt im Kondensierbereich
des (nicht gezeigten) Entsalzungssysfcems
erzeugtes warmes Wasser durch eine Zuleitung 94 für erzeugtes
warmes Wasser in das obere Ende der zweiten Wärmeübertragungssäule 72 durch^ine dazugehörige obere
Zuleitung 96. Hier wird das warme Frischwasser in Tröpfchen 98 dispergiert, welche durch die Wärmeübertragungsflüssigkeit
92 in kontinuierlicher Phase nach unten sinken und bei. üei.. Vox^garig dlsßer Flüssigkeit Wärme abgeben.
Schließlich erreichen die Tröpfchen 98 das untere Ende der zweiten WärmeUbertragungssäule 72 und koaleszieren
an einem Wasserspiegel 100. Das auf diese Weise abgekühlte erzeugte Wasser verläßt dann das untere Ende der zweiten
Wärmeübertragungssäule 72 durch eine Ableitung 102.
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Die Wärmeübertragingsflüssigkeit 92 in kontinuierlicher Phase, d.h. öl, welches durch die zweite Wärmeübertragungssäule
72 nach oben gelangt, wird durch Absorbieren von Wärme des hereinkommenden warmen erzeugten Wassers erwärmt, und
das auf diese Weise gewärmte öl 92 verläßt das obere Ende
der Wärmeübertragungssäule 72 durch eine Ableitung 104
für warmes öl. Dieses warme öl wird dann mittels einer
Pumpe 106 zum unteren Ende der ersten Wärmeübertragungssäule 70 gepumpt, wo es durch die Säule nach oben geführt
wird, und zwar als Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase, und, wie oben beschrieben, seine Wärme dem hereingelangenden
Meerwasser abgibt. Ein Ölerhitzer I08 kann in der Ableitung 104 vorgesehen sein, um die Wärmeverluste durch
dieses System und durch das Entsalzungssystem auszugleichen.
Wie Fig. 6 zu entnehmen ist, weisen die beiden Wärmeübertragungssäulen
70 und 72 im wesentlichen die gleiche.=
Konstruktion auf. Deshalb wird nur die erste Säule 70 genauer beschrieben. In der Säule 70 sind drei einzelne Stufen der
Wärmeübertragung vorgesehen, welche jeweils durch den Säulenraum über einem bestimmten Stromsteuerelement 110 begrenzt
sind. Die Stromsteuerelemente weisen am unteren Ende offene hohle rohrförmige Abstandsglieder 112 auf, welche sich nach
innen verjüngen und eine konische Form 114 bilden, die an ihrem oberen Ende in eine rohrförmige Verlängerung 116
kleineren Durchmessers übergeht. Die Verlängerung II6 ist
offen, jedoch ist ein Drosselventil II8 in der Verlängerung
116 angebracht und durch Drehen eines Steuerstabes 120 verstellbar, um die effektive öffnung der Verlängerung zu verstellen.
Wie gezeigt, verläuft die Steuerstange 120 durch die Seite der Säule 70 und ist an einem Griff 122 oder
einer gleichwertigen Dreheinrichtung angebracht.
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Es ist zu sehen, daß die äußere Form der hohlen rohrförmigen Abstandsglieder 112 in den Wärmeübertragungssäulen
70 und 72 der Pig. 6 dem Abstandsglied 42 der Ausführungsform
der Pig. I vollkommen entsprechen. Tatsächlich wirken die Abstandsglieder 112 zusammen mit den jeweiligen
Wärmeübertragungssäulen 70 und 72, um Flüssigkeitsstrombahnen 124 von ringförmigem verengtem Durchmesser zu
begrenzen, um die Stauung der Wassertröpfchen in dem Bereich der hauptsächlichen Wärmeübertragung über jedem einzelnen
Abstandsglied 112 zu steuern. Die zum oberen Ende der Abstandsglieder 312 überleitende konische Form 114 hat die
gleiche Funktion wie der konische Abschnitt 48 der Abstandsglieder 42 der Ausführungsform von Fig. 1, nämlich
um dazu beizutragen, die sich nach unten in die beschränkte Flüssigkeitsstrombahn 124 bewe genden Flüssigkeitströpfchen
in einer Weise zu führen, daß sie über diesen Flüssigkeitsstronibahnen
nicht koaleszieren.
Die Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase wird in die Wärmeübertragungssäulen 70und 72 in Nachbarschaft der hohlen
rohrförmigen Abstandsglieder 112 eingelassen. Wie zu sehen ■
ist, ist eine Zuleitung 104 oder 88 für Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase vorgesehen, welche sich in das untere Ende
des untersten Abstandsgliedes 112 in jeder Säule öffnet. Die Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase, welche die Säule durch
die Leitung 104 betritt, bewegt sich durch das Innere des Abstandsgliedes 112 nach oben in Richtung der rohrförmigen
Verlängerung 116 und des Drosselventils 118. Je nach der besonderen Einstellung des Drosselventils 118 gelangt mehr
oder weniger der Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase nach oben durch die rohrförmige Verlängerung 116 und in den Wärmeübertaagungsbereich
unmittelbar über dem Abstandsglied 112.
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Die Einführung von Wärmeübertragungsflüssigkeit in dieser5
Weise dient dazu, sowohl den Strom als auch das Verhältnis 'der Flüssigkeiten von kontinuierlicher uno diskontijuuierlicher
Phase zu steuern, und zwar in den Wäriraübe^tragunFS-bereichen
oberhalb der einzelnen Abstandsgitter- VZ. Dieser
Vorgang gleicht dem Vorgang der Zulassung- von Plasöigkeit in
kontinuierlicher Phase durch die Einflußleitung 56 oberhalb des Abstandsgliedes 42 in der Ausführungsform nach Fig. U
Wie bereits festgestellt, dient die Zulassung car Flüssigkeit
in kontinuierlicher Phase an dieser Stelle dazu, iin-s
Ausgleichung vom Volumenverhältnis und Durohflußleistuiig
vorzunehmen, ohne die Stauung der Tröpfchen oder die Zerteilung des Tröpfchenvolumens der dispergierten Phase ira
Hauptwärmeübertragungsbereich der Säule merklich zu be"i~-
flüssen^ Insofern also, als die eintretende Flüssigkeit
der kontinuierlichen Phase bzw. das öl durch die Ölleitung 104 oder 88 in die Säulen ineiner Menge gelangt s die das
zum Aufsteigen durch die rohrförmige Verlängerung II6 zulässige
Volumen übersteigt, ergibt sich der ölüberschuß, der um die unteren Kanten des Abstandsgliedes 112 und nach
oben durch die denselben umgebende Flüssigkeitsstrombahn 124 gelangt. Durch Regulieren des dazugehörigen Drosselventils
118 kann das Verhältnis des hereingelangenden, durch die rohrförmige Verlängerung aufsteigenden Öls zu
der Menge geregelt werden, die durch die beschränkte Flüssigkeitsstrombahn 124 aufsteigt. Es wird daran erinnert,
daß durch Ausübung einer relativ geringen Steuerung des durch die beschränkte Strombahn 124 aufsteigenden ölstromes
eine sehr große Wirkung auf die Tröpfchenstauung
in dem Bereich unmittelbar darüber ausgeübt werden kann. So kann diese Stromsteuerung einfach durch richtige Betätigung
des Griffes 122 zum Steuern des dazugehörigen Drosselventils erzielt werden.
- 23 2Ü9816/1U55
BAD ORIGINAL
Das in den Säulen aufsteigende öl der kontinuierlichen
Phase gelangt teilweise durch das Innere der Abstandsglieder 112, während der Rest des Öls durch die beschränkten Strombahnen
124 um die Glieder nach oben steigt. Nun kann die durch die Strombahnen innerhalb und außerhalb dieser Abstandsglieder
aufsteigende ölmenge durch einfaches Verstellen
der jeweiligen Drosselventile 118 gesteuert werden.
Gemäß Flg. 6 sind ein Paar sich kreuzende Leitungen und 150 vorgesehen, an denen Pfeile einen ölstrom anzeigen,
der von der zweiten Wärmeübertragungssäule 72 zu der ersten Wärmeübertragungssäule 70 fließt. In diesen sich kreuzenden
bzw. Überbrückungs-Leitungen 128 und IJO sind jeweils Steuerventile
132 und 134 eingesetzt. Es ist auch zu bemerken, daß
die erste Überbrückungsleitung 128 von einem unteren Teil der zweiten Wärmeübertragungssäule 72 öl übernimmt und dasselbe
zu einem höheren Bereich in der ersten Wärmeübertragungssäule 70 befördert, während die zweite Überbrückungsleitung
130 von einem höheren Bereich der zweiten Wärmeüberttagungssäule
72 öl aufnimmt und dasselbe zu einem niedrigeren Bereich
in der ersten Warmeübertragungssäule 70 befördert»
In bestimmten Fällen kann es notwendig sein, in einer oder beiden Überbrückungsleitungen 128 und I30 eingesetzte
(nicht gezeigte) Pumpen vorzusehen, um diese Strömung aufrechtzuerhalten, während in anderen Fällen, wie z.B. bei Entsalzung
ein Arbeitsüberschuß erzielt werden kann, so daß
(nieht gezeigte) Motoren anstelle der Pumpen eingesetzt werden könnten.
Anschließend wird derZweck der Überbrückungsleitungen 128 und 130 erläutert. Wie bereits angegeben, ist es für
209316/10BB
215082A
eine wirksame Wärmeübertragung wichtig, daß die Wärmekapazitätjqflder
beiden fließfähigen Medien, zwischen denen Wärme befördert
wird, in allen Bereichen des Systems im wesentlichen die gleichen sind. Es geschieht auch, daß die Eigenwärme des
Öls mit steigender Temperatur steigt und. umgekehrt mit sinkender Temperatur sinkt, während die Veränderungen der Eigenwärme
des Wassers unbedeutend bis zu 120°C sind. Um also ein Gleichgewicht der Wärmekapazität in einem öl und Wasser verwendenden
Gegenstromsystem mit direktem Kontakt aufrechtzuerhalten, wird es notwendig sein, die ölmenge in den Bereichen höherer Tempe-
t ratur des Systems zu verringern (wo öl eine höhere Eigenwärme
besitzt), und die ölmenge in den Bereichen niedrigerer Temperatur des Systems zu erhöhen (wo öl eine niedrigere Eigenwärme
besitzt). Wenn also das die Wärmeübertragungsflüssigkeit in kontinuierlicher Phase bildende öl in der zweiten Säule
72 aufsteigt und eine Temperatürzunähme erfährt, ist weniger
öl notwendig, um ein Wärmegleichgewicht im System aufrechtzuerhalten.
In der gezeigten Anordnung wird öl durch die Überbrückungsleitungen
128 und 1^0 abgelenkt und von der zweiten
Wärmeübertragungssäule 72 zu der ersten Warmeübertragungssäule
70 befördert. Wenn öl in der ersten Säule aufsteigt,
wird es abgekühlt und erfährt bei diesem Vorgang eine Verminderung der Eigenwärme. Demgemäß dient das von der zweiten
ψ Wärmeübertragungssäule 72 zugeleitete zu-sätzlicheöl dazu,
den ölanteil im Bereich niedrigerer Temperatur der ersten Säule 70 zu erhöhen. Die auf diese Weise beförderte ölmenge
kann natürlich durch die Ventile 132 und lj>k gesteuert
werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß die allgemeine Idee der Regulierung von Volumenverhältnissen zwischen einer
Zwischenflüssigkeit für Wärmebeförderung und anderen Flüssigkeiten bereits sowohl in der Patentschrift Nr. 3 I8I 6OO als
auch in der Patentschrift Nr. 3 522 I52 der Vereinigten Staaten
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beschrieben wurde. Jedoch unterscheidet sich dieser Gesichtspunkt der Erfindung des Anmelders von den bereits beschriebenen
Anordnungen, in -dem die Regulierung des Volumenverhältnisses
in einer Weise erzielt wird, durch welche die Schwierigkeiten durch die Störung der Tröpfchenstauung vermieden
werden, die bei den Vorgängen der bekannten Systeme erfahren wurden. Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung die
Beförderung entweder der Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase oder der Flüssigkeit in diskontinuierlicher Phase an Zwischenpunkten
entlang von Wärmeübertragungssäulen. In Situationen,
wo die diskontinuierliche Phase zu befördern ist, können die Abstandselemente 112 der Säule 72 eine doppelt ringförmige
Gestalt mit einem inneren Bereich besitzen, wie bei I36 in
Fig. 6k gezeigt. Wie zu sehen ist, koalesziert die Flüssigkeit der diskontinuierlichen Phase (welche bei der dargestellten
Anordnung aus öltröpfchen besteht, deren Eigengewicht genügt, um sie durch das Wasser in kontinuierlicher
Phase herabsinken zu lassen) im inneren Bereich 1J>6 und
kann von dort durch die Leitung 128 oder I30 befördert werden.
Die Flüssigkeit wird dann in den anderen Wärmeaustauscher in einer Weise eingespritzt, daß sie in der anderen
Flüssigkeit dispergiert. Gemäß Fig. 6 und 6k können die verschiedenen Drosselventile II8 verstellt werden, um den durch
die rohrförmigen Verlängerungen II6 aufsteigenden ölanteil
in bezug auf denjenigen zu steuern, welcher durch die beschränkte Flüssigkeitsstrombahn 124 aufsteigt, wodurch eine
sehr genaue Steuerung der Flüssigkeitsstauung in allen Wärmeübertragungsbereichen
oberhalb der rohrförmigen Abstandselerr.ente 112 erzielt wird.
In Fig. 7 ist eine Wärmeübertragungssäule l40 zu sehen,
in der Fig. 5 ähnliche Anordnungen zum Verengen des Flüssigkeits strrirnes verwendet, aber so angeordnet sind, daß sie eine reihen-
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weise Stufung innerhalb der Säule vorsehen. Gemäß Fig.
besitzt der obere Bereich der Säule l4o eine obere Wand 142, durch welche eine obere Zuflußleitung 144 für Flüssigkeit
läuft. Wie in den vorigen Ausführungsformen kann im Bedarfsfall eine obere Prallplatte 146 vorgesehen sein,
welche so angebracht ist, daß sie sich horizontal in einem kurzen Abstand unter dem Ende der Zuflußleitung l44 für
die Flüssigkeit in diskontinuierlicher Phase erstreckt. Eine Abflußleitung 148 für die Flüssigkeit in kontinuierlicher
Phase erstreckt sich von dem oberen Bereich der Säule I4o über dem Ende der Zuflußleitung 144 und genau
unter der oberen Wand 142.
An verschiedenen, vertikal voneinander abgesetzten Stellen entlang des Inneren der Säule l4O sind Abstandsglieder
150 ringförmiger Gestalt vorgesehen, welche eine
zentrale Öffnung 152 begrenzen. Das obere Ende der Abstandsglieder ist in umgekehrter konischer Form 154 gebildet,
um dazu beizutragen, Flüssigkeitströpfchen der Flüssigkeit in diskontinuierlicher Phase nach unten in die zentrale
Öffnung 152 zu leiten. Ein rohrförmiges Glied I56 erstreckt
sich nach oben durch die zentrale Öffnung 152 von einer Stelle, welche in einem kurzen Abstand unterhalb des unteren
Endes des Abstandselements I50 liegt, bis zu einem kurzen Abstand oberhalb des oberen Endes desselben. Das rohrförmige
Element I56 kann an seiner Stelle in bezug auf das Abstandselement
150 mittels Streben I58 befestigt sein, welche den
Durchfluß von Flüssigkeit nach unten durch einen ringförmigen Raum oder eine Strombahn 159 beschränktenDurchmessers gestatten,
welche zwischen der zentralen Öffnung 152 der Abstandselemente
150 und der Außenfläche des rohrförmigen Elements I56 gebildet ist. Eine Ablenkkappe I60 ist mittels
Trägern 162 in einem kurzen Abstand oberhalb des oberen Endes des rohrförmigen Elements 156 angebracht. Das untere Ende
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des rohrförmigen Elements I56 ist mit einer divergierenden
Form versehen, welche in einem unteren Ende 164 größeren Durchmessers endet.
Am unteren Ende der Säule 14O ist eine Zuflußleitung
166 für eine Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase vorgesehen. Eine Wärmeübertragungsflüssigkeit in Form einer kontinuierlichen
Phase wird durch diese Leitung eingelassen. Am unteren Ende der Säule l40 ist eine Abflußleitung I68 für
eine Flüssigkeit in dispergierter Phase vorgesehen. Die Flüssigkeit in dispergierter Phase koalesziert an einer
Oberfläche I70. kurz über der Leitung I68 und tritt dann
durch die Leitung aus.
Eine gemeinsame Steuerstange I72 erstreckt sich nach
oben durch die Länge der Säule 140 vom Boden derselben und verläuft durch alle rohrförmigen Elemente I56 und die dazugehörigen
Ablenkkappen I60. Der Steuerstab ist an konisch geformten Ventilelementen 174 befestigt, welche in einem
kurzen Abstand unterhalb der Enden 164 größeren Durchmessers der rohrförmigen Elemente 156 angeordnet sind. Bei Auf- und
Abwärtsbewegen der Steuerstange I62 verengen die verschiedenen Ventilelemente 174 die öffnung in die rohrförmigen Elemente
156 und sehen dadurch eine Regulierung der Strommenge durch diese rohrförmigen Elemente vor.
Bei Betrieb des Systems von Fig. 7 steigt eine durch Zuflußleitung I66 in das untere Ende der Säule l40 zugelassene
Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase durch das System nach oben. Gleichzeitig wird eine zweite Flüssigkeit in dispergierter
Phase durch die obere Zuflußleitung 144 eingespritzt und gelangt in Form dispergierter Tröpfchen durch die Säule nach
unten. Bei Abwärtsbewegung der Tröpfchen der dispergierten
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Phase werden sie durch die umgekehrt konische Form 154 der
verschiedenen Abstandselemente I50 in die ringförmigen
Räume I59 beschränkten Durchmessers geführt. Gleichzeitig
begegnet die sich durch das System nach oben bewegende Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase zwei möglichen Strombahnen
durch die Abstandselemente. Die erste Strombahn führt durch das rohrförmige Element 156 durch das untere Ende 164
größeren Durchmessers, während die andere Strombahn durch die ringförmigen Räume 159 führt. Wie oben besprochen, beeinflußt
die Menge der Flüssigkeit in kontinuierlicher
ψ Phase, welche durch die von den ringförmigen Räumen 159
gebildeten beschränkten Strombahnen aufsteigt, sehr stark die Stauungsmenge der Flüssigkeit in dispergierter Phase
in diesem Wärmeübertragungsbereich über den Abstandselementen. Demgemäß kann durch Verstellung der konisch geformten Ventilelemente
174 die durch diese1 beschränkte Strombahn fließende
Menge an Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase in bezug auf die Menge genau reguliert werden, welche durch das rohrförmige
Elemente I56 direkt nach oben steigt. Für Fachleute ist offensichtlich, daß so eine wahlweise und individuelle
Steuerung der verschiedenen konisch geformten Ventilelemente 174 zu erzielen ist, um ausgewählte Stauungsgrade in den verschiedenen
Bereichen der Wärmeübertragungssäule 14O vorzu-
" sehen.
In Fig. 8 bis 10 ist eine abgewandelte Form der Anordnung der Abstandselemente zur Verwendung in einer Wärmeübertragungssäule
mit direktem Kontakt von sehr großem Durchmesser gezeigt.
Gemäß Fig. 8 bis 10 ist innerhalb eines Abschnitts einer rohrförmigen Säule I80 großen Durchmessers eine Vielzahl hohler
rohrförmiger Abstandselemente I82, 184 und I86 vorgesehen.
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Diese Abstandselemente sind in seitlicher Beziehung nebeneinander angeordnet und ihre unteren Bereiche besitzen
eine im allgemeinen rechteckige Form, die allerdings gemäß Fig. 9 an den den Innenflächen der Säule l80 nächsten
Bereichen ihrer Flächen eine gerundete Form aufweisen. Die Abstandselemente 182, l84 und 186 bilden auch gemäß Fig. 9
eine ringförmige Öffnung 188 zwischen ihren gerundeten äußeren Flächen und den entsprechenden Bereichen der Innenfläche
der hohlen rohrförmigen Säule l80 und sehen außerdem jeweils zwischen sich ein Paar langgestreckter enger Öffnungen
190 vor. Die öffnung51/!^ und I90 wirken als Strombahnen verengten
Durchmessers, ähnlich wie die in Verbindung mit den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen, und sie dienen
dazu, die Behinderung und den Widerstand durch Reibung der nach unten durch sie fließenden Flüssigkeit in dispergierter
Phase zu erhöhen.
Die oberen Bereiche der Abstandselemente 142, 144 und 146 sind mit sich verjüngenden Wänden I92 versehen, welche
in rechtwinklig geformte sich nach oben erstreckende Verlängerungen 194 konvergieren. Drosselventile I96 sind in
diesen Verlängerungen vorgesehen und zur Schwenkbewegung um eine gemeinsame Steuerstange I98 angebracht, welche
diametral durch die Säule I80 läuft. Durch Verstellen dieser Steuerstange durch Drehung kann die effektive Öffnung
durch die rechtwinklige Verlängerung 194 gesteuert werden,
wodurch ein Regulieren der jeweiligen Mengen der durch die verengten Öffnungen I88 und 190 aufsteigenden Flüssigkeit
in kontinuierlicher Phase und der Menge vorgesehen ist, welche in die oberen Bereiche der Säule I80 über diesen
Öffnungen durch die rechtwinklig geformten, sich nach oben erstreckenden Verlängerungen 194 gelangt.
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In Pig. 11, 12 iond I3 sind verschiedene Anordnungen zur
Verwendung von Wärmeaustausch mit direktem Kontakt zur er-'findungsgemäßen
Schlammentwässerung schematisch dargestellt. Gemäß Pig. 11 ist ein erster und ein zweiter Wärmeaustauscher
200 und 201 für zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt vorgesehen. Diese Wärmeaustauscher können z.B. die gleiche Konstruktion
aufweisen, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 10 beschrieben ist. Die Anordnung von Fig. 11 enthält auch
eine zweistufige ölflashverdampfungssäule 202 und eine ölkondensiervorrichtung
203. Die zweistufige ölflashverdampfungs-
fc säule 202 enthält eine obere Flashkammer 204 als erste Stufe
und eine untere Flashkammer 206 als zweite Stufe, vertikal getrennt durch eine querlaufende Teilungswand 208. Eine mit
einem eingesetzten Ventil 212 versehene Verbindungsleitung 210 darir^erstreckt sich von dem unteren Bereich der oberen
Flashkammer 204 zu dem oberen Bereich der Flashkammer 206. Eine Vielzahl von Durchflußrohren 214 erstreckt sich von
der unteren Flashverdampfumpfungskammer 206 nach unten zu einer Niederschlagskammer 216 für Fettrückstände. Eine erste
öldampfleitung 218 verbindet den oberen Bereich der Flashverdampfungskammer
204 der ersten Stufe mit einer Kondensierkammer 220, welche die Durchflußrohre 214 umgibt. Das
untere Ende der Niederschlagskammer 216 für Rückstände steht
W durch ein Barometerrohr 222 mit der Außenluft in Verbindung.
Ein Rückständeventil 224 ist in das Rohr 222 eingesetzt und gestattet den Austritt von Rückstandmaterial in einen
Sammelbehälter 226.
Die ölkondensiervorrichtung 202 enthält eine obere, Dampf und Kondensat aufnehmende Kammer 228 und eine untere
Kammer 230 zum Sammeln von ölkondensat, die durch Durchflußrohre
232 miteinander verbunden sind. Eine Kammer 234 für
Kühlflüssigkeit umgibt die Durchflußrohre 232. Die obere
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Kammer 228 zum Aufnehmen von Dampf und Kondensat ist jeweils
durch leitungen 256 und 238 mit der Flashverdampfungskammer
206 der zweiten Stufe der Säule 202 und mit dem unteren Bereich der Kondensierkammer 220 der Säule 202 verbunden.
Das untere Ende der unteren Kammer 2j5O um Sammeln von ölkondensat
steht mit einer ölabflußleitung 234 in Verbindung.
Zum Zirkulierenlassen eines Kühlmediums wie z.B. Wasser durch die Kammer 234 für Kühlflüssigkeit sind (nicht
gezeigte) Einrichtungen vorgesehen.
Schlamm, wie z.B. Abwässerschlamm oder ähnliches Abfallmaterial
wird in dem vorliegenden System verarbeitet und wenigstens teilweise von seinem Fettgehalt befreit.
Dieser Sehlamm betritt das System durch eine Zuleitung und wird mittels einer ersten Pumpe 244 gepumpt, so daß
er unter Druck in das obere Ende des ersten Wärmeaustauschers 200 fließt. Dann gelangt der Schlamm durch den Wärmeaustauscher
nach unten im Gegenstrom zu sich durch den Wärmeaustauseher 200 nach oben bewegenden, durch die Linie 246
bezeichneten öl im direkten Kontakt mit demselben. Dadurch ergibt sich eine Erwärmung des Schlammes unter Druck, so daß
sich seine Bestandteile trennen können. Genauer ges3£ koagulieren
durch Wärme und Druck die festen Bestandteile des Schlammes, und zwar unter Zusammenbruch ihrer Gelstruktur
und Verminderung der Hydrotation und des hydrophilen Charakters der festen Bestandteile. Als Ergebnis kann dann
der Flüssigkeitsanteil des Schlammes durch Abschlemmen und unter Druck setzen leicht von den festen Bestandteilen getrennt
werden.
Der gewärmte Schlamm wird in ein Reaktions- oder Behandlungsgefäß 249 geführt, um die Wärmewirkung auf den
Schlamm zu verlängern, und zwar vor weiterer Verarbeitung
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durch Führen des Schlammes von dem ersten Wärmeaustauscher
200 durch eine Schlammbeförderungsleitung 248 und den Reaktionskessel 249 zu dem zweiten Wärmeaustauscher 201.
Der Schlamm gelangt durch diesen zweiten Wärmeaustauscher nach unten und wird dadurch gekühlt, daß er seine Wärme
an durch den Austauscher aufsteigendes öl abgibt. Der abgekühlte
Schlamm gelangt dann in ein Trennelement 250, wo
seine flüssigen und festen Bestandteile durch Absetzen, Schleudern, Vakuumfilterung oder andere mechanische Einrichtungen
voneinander getrennt werden. Die mit Kuchen % bezeichneten, Peststoffe enthaltenden Bestandteile gelangen
durch einen Kuchenaustritt 252 nach außen, während die
als Piltrat bezeichneten flüssigen Bestandteile durch einen
Filtrataustritt 254 austreten.
Wie durch die Ölleitung 246 angegeben, kreist öl dauernd zwischen dem ersten und zweiten Wärmeaustauscher
200 und 201 , in-dem es in beiden aufsteigt und in dem
ersten Wärmeaustauscher 200 an den Schlamm Wärme abgibt, während es im zweiten Wärmeaustauscher 201 von Schlamm
Wärme wieder aufnimmt. Eine zweite und dritte Pumpe 256
und 258 ist in der in den zweiten Wärmeaustauscher 201 und aus diesem herausführenden Ölleitung eingesetzt, um die öl-"
bewegung aufrechtzuerhalten. Ein Erhitzer 260 ist' mit dem Ausgang der dritten Pumpe verbunden, um das öl vor Eintritt
in den ersten Wärmeaustauscher 200 zu erwärmen,um den Vorgang beginnen zu lassen und Wärmeverluste auszugleichen.
Im Verlauf des Kontakts von Schlamm und öl in den beiden Wärmeaustauschern lösen sich einige Fette und
fette Materialien wie z.B. Lipoide t die in dem Schlamm
ursprünglich vorhanden sind, in dem öl. Die ölflashverdampfungssäule
202 und die ölkondensiervorrichtung 203 dienen dazu, diese Materialien von dem öl abzutrennen,
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so daß das öl als reines öldestfllat in den Kreislauf zurückgeführt
werden kann und, falls gewünscht, die Fette und fetten Materialien wiedergewonnen werden können.
Ein Teil des aus dem Erhitzer 260 kommenden Öls wird durch eine ölnebenleitung 262 zu der oberen Flashv-erdampfungskammer
204 der ersten Stufe der Flashverdampfungssäule geführt. Dieses öl besitzt ursprünglich eine hohe Temperatur,
z.B. l8l°C, und der Druck in der Flashkammer wird aufrechterhalten, so daß ein Prozentsatz des Öls sich als öldampf entspannt.
Der Rest des Öls, dessen Temperatur kraft des Entspannungsvorgangs ungefähr auf 1500C sinkt, gelangt durch
die Verbindungsleitung 210 in die Flashverdampfungskammer der zweiten Stufe, wo das meiste des eintretenden Öls sich·
als Dampf entspannt, während die Temperatur auf ungefähr (über dem Schmelzpunkt der Fette) sinkt. Der sich hauptsächlich
aus nichtverdampften Fetten zusammensetzende vom öl zurückbleibende Rückstand entspannt sich in Kammer 26
und verdampft im Verdampfungsrohr 217, sammelt sich in Kammer
216, gelangt durch das Fallrohr 222 nach außen und kann im Sammelbehälter 226 gesammelt werden.
Die in der ersten Stufe der ölverdampfung gebildeten
öldämpfe werden durch die Kondensierkammer 220 nach unten geführt, wo sie ihre Wärme an das öl in dem Verdampfungsrohr
214 abgeben. Die Kammer 220 und die Rohre 214 bilden
einen Schalen- und Rohrverdampfer, welcher das nach der zweiten Stufe der Flashverdampfung in der Kammer 206 verbleibende
öl bei ungefähr 90° verdampft. Wenn die Dämpfe
in den Kondensierkammern ihre WärmeAufgeben, kondensieren
sie, und das entstandene flüssige Kondensat wird durch das Durchflußelement 238 zu der oberen Dampf und Kondensat
aufnehmenden Kammer 228 derölkondensiervorrichtung 203 ge-
209816/1055
führt. Gleichzeitig werden die in der Flashverdampfungskammer
206 der zweiten Stufe erzeugten öldämpfe ebenfalls durch das Durchflußelement 236 zu der oberen Dampf· und
Kondensat aufnehmenden Kammer 228 der ^kondensiervorrichtung
203 befördert. Das in die Kammer 228 der ö!kondensiervorrichtung
203 gelangende verdampfte öl wird kondensiert und dort zusammen
mit dem Kondensat von 220 abgekühlt,und zwar aufgrund des Durchfließens von Kühlmittel durch die Kühlmittelflüssigkeitskammer
234. Dieses gekühlte flüssige öl fließt dann
durch die Durchflußelemente 232 nach unten zu der unteren
Ölkondensat-Sammelkammer 230. Das öl wird dann durch die
Ölabflußleitung 240 zu einer ölrückführleitung 264 befördert,
wo es durch eine vierte Pumpe 266 zurück in den zweiten Wärmeaustauscher 201 gepumpt wird.
Die oben beschriebene Verwendung eines Flashdestilliervorganges zum Reliigen von öl ist aufgrund der Tatsache
besonders effektiv, daß die Wärmekapazitäten und Dampfdrücke
des Öls und begleitenden Fettes und ihre Verdampfungswärme der-gestalt sind, daß im wesentlichen der gesamte ölgehalt
in einem zweistufigen Flashverdampfungssystem verdampft werden
kann, welches mit einer Verdampfung mit einmaliger Wirkung kombiniert ist, wobei das meiste der Verdampfungswärme durch
Abkühlung dieserKohlenwasserstoffe geliefert wird.
Kraft des oben beschriebenen öl-Fett-Trennvorganges
ist es möglich, das öl nicht nur als Wärmeträger zur Wärmebeförderung, sondern auch als Fett-Trenner auszunutzen,
um Fett von Fett enthaltenden Materialien wie z.B. Schlamm abzutrennen und es danach abzusondern.
In Fig. 12 ist ein Fig. 11 ähnliches System gezeigt, welches jedoch etwas abgeändert ist und den aus dem gewärmten
- 35 209816/1055
Schlamm gewonnenen Wasserdampf entspannt. Gemäß Pig. Il
tritt Schlamm durch die Zuleitung 242 ein und wird sukzessive durch die beiden Wärmeaustauscher 200 und 201
geführt, während öl durch die Wärmeaustauscher zirkuliert und dadurch laufend gereinigt wird, daß ein Teil desselben
durch die ölflashverdampfungssäule 202 und die ölkondensiervorrichtung
205 abgelenkt wird.
In der Anordnung von Fig. 12 fließt jedoch der Schlamm nach Erhitzung im ersten Wärmeaustauscher 200 durch die
Schlammbeförderungsleitung 248 und wird in eine erste
Flashverdampfungskammer 270 eingespritzt, in welcher der Druck unter dem Dampfdruck des Wassers im Schlamm gehalten
ist. Als Ergebnis /spannt sich ein Teil dieses Wassergehalts in Dampf, während die begleitenden nicht verdampften Materialien
eine Temperatur-herabsetzung erfahren. Diese nicht verdampften
Materialien werden dann durch ein erstes Ventil 272 in eine zweite Flashverdampfungskammer 274 gespritzt,
in welcher ein weiterer Teil des Schlammwassergehalts verdampft. Die nicht verdampfenden begleitenden Bestandteile
werden dann durch ein zweites Ventil 276 in das obere Ende des zweiten Wärmeaustauschers 201 befördert.
Wie oben dargelegt, werden durch Flashverdampfung des erwärmten Schlammes vor Abkühlung mehrere vorteilhafte Ergebnisse
erzielt. Zum Beispiel wird die zum Erhitzen des Schlammes zur Herbeiführung der gewünschten Zusammenbruchs-Wirkungen
benötigte Zeit durch den Flashverdampfungsvorgang verringert. Außerdem ist der Zusammenbruch der Gel vollständiger.
Schließlich gestattet der Flashvorgang die Beseitigung von Gerüchen aus dem Schlamm durch Erwärmen der
flüssigen Bestandteile, in denen die Gerüche gelöst sind, auf ihren Siedepunkt. Dadurch wird die Erscheinung ausge-
- 36 -
209816/1065
nutzt, daß eine Flüssigkeit an ihrem Siedepunkt nicht fähig ist, ein Gas in gelöstem Zustand zu halten.
Die in den Plashverdampfungskammern 270 und 2J^ erzeugten
Dämpfe werden jeweils durch Dampfbeförderungsleitungen
277 und 279 zwei aufeinander folgenden Kondensierstufen
278 und 280 einer Kondensiersäule 283 zugeführt.
Die Stufen in den Säulen 282 sind durch horizontale Wände 284 und eine ölkammer 285 getrennt, ölrohre 286 laufen
vertikal durch die Säule und die Wände und verbinden die
»drei ölkammem 285, 285 und 287. Kaltes öl wird am Boden
der Säule durch eine ölzuleitung 288 eingelassen, und dieses öl wird von der ölkondensiervorrichtung 2OJ aufgenommen,
und , falls nötig, auch vom ölausgang des ersten Wärmeaustauschers
200.
Das öl steigt durch die Rohre 286' in der Säule 283
und absorbiert Wärme von den in der zweiten Verdampfungsstufe 279 verdampften Dämpfen, welche die Rohre in der
zweiten Kondensierstufe 280 umgeben. Das oben aus dem Wärmeaustauscher 201 ausfließende gewärmte öl gelangt
durch Leitung 28l in die Kammer 285 und fließt zusammen mit dem durch die Rohre 286'' steigenden öl durch die
W Rohre 286! in der Säule 283 nach oben und absorbiert
Wärme von den in der ersten Verdampfungsstufe 270 entspannten Dämpfen, welche die Rohre in der ersten Kondensierstufe
278 umgeben. Das in der ersten Stufe 278 gebildete Wasserkondensat wird durch eine Verbindung 290 zu der
nächstfolgenden Stufe übergeführt, wo ein Teil desselben entspannt wird, und zusammen mit dem Kondensat der zweiten
Kondensierstufe sammelt es sich im unteren Teil der Rohre 286ft und fließt im Gegenstrom zu dem stehenden kalten öl
von Kammer 283 nach unten. Das sich ergebende gekühlte
- 37 -
209616/1QSS
Kondensat, welches im wesentlichen reines Wasser ist, wird durch ein Ventil 294 wiedergewonnen. Nicht kondensierbare
Gase und andere Gerüche tragende Materialien werden durch die Gasentlüftungsleitungen 296, 297, 298 und 299 aus der
ersten und zweiten Stufe 278 und 28o entlüftet, und zwar zu einem Gasspannungssystem
;&nd einer (nicht gezeigten) mit hoher Temperatur arbeitenden
Geruchverbren-nungsanlage. Das durch die Säule 283
gelangende öl nimmt beim Kondensieren der darin enthaltenen Dämpfe Wärme auf. Dieses öl wird, wie gezeigt, durch eine
dritte Pumpe 285 durch den Erhitzer 260 und in den ersten Wärmeaustauscher 200 gepumpt.
Fig. 13 zeigt eine weitere Abwandlung der oben beschriebenen
Schlamm- und ölverarbeitungssysteme, in denen ein Gemisch von öl und Schlamm durch Plashverdampfung entwässert
wird. In der Anordnung der Pig. 13 ist ein Paar
Wärmeaustauscher 300 und 302 mit zwei Flüssigkeiten mit
direktem Kontakt vorgesehen, welches das gleiche wie die bereits beschriebenen sein kann. Außerdem ist eine Mehrstufenflashverdampfungsvorrichtung
304 und eine entsprechende mehrstufige Kondensiervorrichtung 306 vorgesehen.
Die Verdampfungs- und Kondensiervorrichtungen 304 und 306
können den in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Nr. 847
der Vereinigten Staaten, eingereicht am 4. August 1969*
gezeigten und beschriebenen Vorrichtungen entsprechen. In der Flashverdampfungsvorrichtung 304 werden vorgewärmte
'Schlammflüssigkeiten der Reihe nach durch eine Vielzahl von Stufen Ei, E2 ···Εη geführt, welche jeweils unter einem
sukzessive niedrigeren Druck gehalten sind. Dadurch, daß die Flüssigkeit sukzessive niedrigeren Drücken ausgesetzt
wird, verdampfen Teile des Wassers, während das verbleibende unverdampfte Gemisch von öl und Schlamm die nötige Verdampfungs- ■
wärme vorsieht, und auf diese Weise in dem Vorgang eine Temperatur-Verringerung erfährt. Die in den Stufen der
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Plashverdampfungsvorrichtung 304 gebildeten Dämpfe werden entsprechenden Stufen der Kondensiervorrichtung 306 zuge-
- führt. Diese Wärmeübertragung an der ersten und letzten Stufe ist schematisch durch die gestrichelten Linien 308
dargestellt, welche jeweils die erste Verdampfungs- und Kondensierstufe E1 und C1 und die letzte Verdampfungsund
Kondensierstufe En und Cn miteinander verbinden. Es
ist verständlieh, daß die Dampfübertragung von allen Verdampfungsstufen
zu den entsprechenden Kondensierstufen in gleicher Weise vor sich geht.
Ein Beispiel eines gemäß dem System von Fig. I3 durchgeführten
Schlammentwässerungvorganges wird anschließend beschrieben. In diesem Beispiel wird I.050 kg Schlamm mit
2.5 % Peststoffen entwässert, um 1.000 kg reinen Wassers
und 50 kg Rückstände zu erzeugen, welche ungefähr 50$
Peststoffe enthalten. Der Schlamm gelangt durch eine Schlammzuleitung jUO in das System und wird durch einen
Wärmeaustauscher 302 mit zwei Flüssigkeiten mit direktem
Kontakt nach unten geführt, wo er durch nach oben fließendes öl im Wärmeaustauscher auf eine Temperatur von ungefähr
l80°C erwärmt wird. Der auf diese Weise gewärmte Schlamm gelangt durch eine gewärmte Schlammleitung 312
aus dem Wärmeaustauscher 302 in einen Öl-Schlammischer
314, wo er mit gewärmtem öl vermischt wird. Das sich ergebende
Öl-Schlammgemisch fließt in die mehrstufige Flashverdampfungsvorrichtung 304 der Reihe nach durch alle ihre
Stufen Ei, E2, etc., während die Wasserbestandteile des
Schlammes verdampfen. Während dieses Verdampfungsvorganges unterliegt die Temperatur von öl und Schlamm durch Aufgeben
der für die Verdampfung benötigten Wärme einer Temperatur-Verminderung bis schließlich auf unge-fähr 500C arn Ausgang
der letzten Verdampfungsstufe En. Zur Erzielung einer Verdampfung
von 1.000 kg Wasser aus dem Schlamm durch Flash-
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£150824
verdampfung des Gemisches durch einen Temperaturbereich von 18O°C bis 5O°C werden ungefähr 6.400 kg öl (mit einer
Eigenwärme von ungefähr 0.55) mit den ursprünglichen I.050 kg Schlamm vermischt. Nach Verdampfung der Wasserbe-
die
standteile des Schlammes gelangen/übrigen 50 kg Schlamm und Festbestandteile und die begleitenden 6.400 kg öl in eine Filtervorrichtung 316, in welcher öl von den verbleibenden Bestandteilen getrennt wird. Diese verbleibenden Bestandteile, welche zu 50^ aus Feststoffen bestehen können, verlassen die Filtervorrichtung 316 in Form von Kuchen am Kuchenausgang 3*8. Das aus der Filtervorrichtung 316 abgeschiedene öl gelangt durch eine ölrückführleitung 320 in die Kondensiervorrichtung 306 und nacheinander durch alle ihre Stufen, von der letzten Stufe Cn zu der ersten Stufe Ci. Beim Fließen durch die Kondensiervorrichtung 306 trifft das öl direkt auf die Dämpfe, welche über die Leitungen 308 von der Verdampfungsvorrichtung zu der Kondensiervorrichtung befördert wurden, und bewirkt, daß diese Dämpfe daran kondensieren und durch die aufeinander folgenden Kondensierstufen laufen. Das Öl und begleitende Kondensat tritt aus der ersten Kondensierstufe C1 mit relativ hoher Temperatur aus. Dieses öl und Kondensat hoher Temperatur gelangen dann in eine Trennvorrichtung 322, wo sie getrennt werden. Das Kondensat gelangt aus der Trennvorrichtung 322 entlang einer Leitung 324 für warmes Kondensat in den ersten Wärmeaustauscher 300 für zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt. In dem Wärmeaustauscher 300 wird das Kondensat abgekühlt und gibt seine Wärme einem durch den Wärmeaustauscher fließenden zirkulierenden öl ab. Das auf diese Weise abgekühlte Kondensat verläßt das System durch eine Ausgangsleitung 326 für das Produkt.
standteile des Schlammes gelangen/übrigen 50 kg Schlamm und Festbestandteile und die begleitenden 6.400 kg öl in eine Filtervorrichtung 316, in welcher öl von den verbleibenden Bestandteilen getrennt wird. Diese verbleibenden Bestandteile, welche zu 50^ aus Feststoffen bestehen können, verlassen die Filtervorrichtung 316 in Form von Kuchen am Kuchenausgang 3*8. Das aus der Filtervorrichtung 316 abgeschiedene öl gelangt durch eine ölrückführleitung 320 in die Kondensiervorrichtung 306 und nacheinander durch alle ihre Stufen, von der letzten Stufe Cn zu der ersten Stufe Ci. Beim Fließen durch die Kondensiervorrichtung 306 trifft das öl direkt auf die Dämpfe, welche über die Leitungen 308 von der Verdampfungsvorrichtung zu der Kondensiervorrichtung befördert wurden, und bewirkt, daß diese Dämpfe daran kondensieren und durch die aufeinander folgenden Kondensierstufen laufen. Das Öl und begleitende Kondensat tritt aus der ersten Kondensierstufe C1 mit relativ hoher Temperatur aus. Dieses öl und Kondensat hoher Temperatur gelangen dann in eine Trennvorrichtung 322, wo sie getrennt werden. Das Kondensat gelangt aus der Trennvorrichtung 322 entlang einer Leitung 324 für warmes Kondensat in den ersten Wärmeaustauscher 300 für zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt. In dem Wärmeaustauscher 300 wird das Kondensat abgekühlt und gibt seine Wärme einem durch den Wärmeaustauscher fließenden zirkulierenden öl ab. Das auf diese Weise abgekühlte Kondensat verläßt das System durch eine Ausgangsleitung 326 für das Produkt.
Das in der Trenn-vorrichtung 322 von dem Kondensat abgetrennte
öl gelangt zu einer Vereinigungsstelle 328, wo es
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2150324
mit warmem öl aus dem ersten Wärmeaustauscher 300 vereinigt
wird. Dieses vereinigte öl wird in einem ölerhitzer 330 vielter
erwärmt und gelangt dann zu einer zweiten Vereinigungsstelle 332, wo sein Strom geteilt wird. Ein Teil davon fließt durch
den zweiten Wärmeaustauscher 302, während der Rest zu dem
öl-Sehlamm-Mischer J5l4 geführt wird, um sich mit hereinkommendem
gewärmtem Schlamm zu vermischen, und zwar vor Herabsinken durch die mehrstufige Plashverdampfungsvorrichtung
304. Der durch den Wärmeaustauscher 302 gelangende Ölanteil
befördert Wäirne, um die Temperatur des eintretenden ^ Schlammes zu heben, und bei diesem Vorgang erfährt das öl
selbst eine Temperaturverminderung. Das auf diese V/eise abgekühlte
öl gelangt dann zu einer dritten ölvereinigungsstelLe
336, von welcher der Hauptanteil desselben zu dem ersten Wärmeaustauscher
300 mit direktem Kontakt zurückgeführt wird, um Wärme aus dem erzeugten V/asser abzuziehen, während der Rest
des abgekühlten Öls eine ölrückführleitung 33^ entlang
läuft, um sich mit dem öl der Rückführungsleitung 320 zu vermisdnen und mit demselben durch die Kondensiervorrichtung
306 nach unten geflhrt zu werden.
Es ist einleuchtend, daß mit der oben beschriebenen Anordnung im wesentlichen der Gesamtwassergehalt des Schlammes
§ aus dem-selben entfernt v/erden kann, wodurch der Schlamm in
einen Zustand reduziert wird, daß sein Wärmegehalt effektiv ausgenutzt werden kann. Genauer gesagt, kann der auf diese
Weise entwässerte Schlamm verbrannt werden, und seine Verbrennungswärme kann leicht in den verschiedenen Erhitzern
des Systems verwendet werden. Tatsächlich ist die aus dem festen Schlamm erhältliche Wärme wesentlich größer als die
für ein wie oben beschriebenes mehrstufiges Flashverdampfungsöystem
benötigte Wärme, in dem ein Wärmeaustausch mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt zur Erzeugung von 1.000 kg
- kl - 2-ÖÄÄ16/10SS
BAD GFUGSNAL
Wasser aus I.050 kg Schlamm angewendet wird.
Es ist auch einleuchten^ daß das Kondensieren von Dämpfen in der Kondensiervorrichtung 306 nicht durch Kondensieren
mit direktem Kontakt durchgeführt werden muß, sondern daß anstelle dessen eine konventionellere Schalen-
und Rohrkondensieranordnung eingebaut sein kann. In beiden Fällen wird das durch den Kondensiervorgang gewärmte öl mit
dem vorgewärmten eingeführten Schlamm vermischt, um , wie oben beschrieben, die Flashverdampfung desselben zu unterstützen.
Daß in dem oben beschriebenen System erzeugte fertige Wasser kann durch Durchführen des Wassers durch einen Kohlefilter
zum Trinken und für andere eine hohe Reinheit erfordernde Zwecke aufbereitet werden. Die verschiedenen
Gase und Gerüche, welche mit den Dämpfen aus der Verdampfungsvorrichtung in die Kondensiervorrichtung gelangen,
können entlüftet und im Fall der Gerüche durch Verbrennung bei hoher Temperatur vernichtet werden.
Ein gewisser Wärmeverlust kann aufgrund der Tatsache erfahren werden, daß ein Teil des den Schlamm durch die
Verdampfungsvorrichtung JOb begleitenden Öls ebenfalls verdampft.
Dieser Anteil verdampften Öls gelangt durch die Dampfleitungen 308 durch die Kondensiervorrichtung und wird
mit den Wasserdämpfen wieder kondensiert und schließlich in der Trennvorrichtung 322 von ihnen getrennt. Während dadurch
keinerlei Ölverlust oder Verunreinigung des auf diese Weise erzeugten Kondensats entsteht, ergibt sich durch die ölverdampfung
ein kleiner Wärmeverlust, und zwar in der Größenordnung von 1.5 bis 3 % der bei dem Vorgang investierten
Wärme. Es verstdt sich auch, daß zum Ausgleich für diese
- 42 2Q9816/1Q5S
Verdampfung den 6.400 kg öl des obigen Beispiels zusätzliches
öl hinzugefügt werden sollte.
In der Anordnung von Fig. IjJ wird durch das Öl eine
sehr große Fettentziehung bewirkt, verglichen mit der in den Systemen der Fig. 11 und 12 durch das öl entzogenen
Menge. Dies rührt daher, daß im System der Fig. 13 das öl den Schlamm durch alle Flashverdampfungsstufen
begleitet. Während der Flashverdampfung findet eine sehr starke Verrührung und gründliche Vermischung des Öls mit
dem Schlamm statt. Diese dient dazu, die Beförderung der Fette vom Schlamm zu dem öl zu fördern, was eine rasche
Verschlechterung der für das öl benötigten Eigenschaften zur Folge hat. Deshalb ist es erforderlich, dafür zu sorgen,
daß in einem solchen mehrstufigen Flashverdampfungssystem mit mehreren Flüssigkeitsbestandteilen das Fett und andere
Unreinigkeiten aus dem öl entfernt werden.
Gemäß Fig. I3 ist eine ölflashverdampfungssäule 202
und eine ölkondensiervorrichtung 205 vorgesehen, welche
wie bei Fig. 11 und 12 beschrieben konstruiert und angeordnet sind. In der Anordnung der Fig. I3 wird ein Teil
des im Erhitzer 330 erwärmten Öls laufend abgezapft und
durch eine Zapfleitung 262 der ersten Verdampfungsstufe 204 der Säule 202 zugeführt. Die Säule 204 und Kondensiervorrichtung
203 wirken wie oben beschrieben, um das Eintretende öl zu trennen, und zwar in sauberes öl an einer
ölabflußleitung 240 der Kondensiervorrichtung 203 und
in Fette in dem Sammelbehälter 226. Es ist zu verstehen, daß Chemikalien, wie sie bei Schlammaufbereitung verwendet
werden, dem eintretenden Schlamm zugefügt werden können. Dadurch können Temperatur und Druck des Systems gesenkt
werden, wodurch die Verwendung einer billigeren Ausstattung gestattet ist.
- 43 -
209816/1055
- *3 - 215082Λ
K:" vrird darauf hingewiesen, dai3 unter "Schlamm" ,jedes
flüssige Material mit flüchtigen Bestandteilen v/ie z.B. '.v.^er, und wenigstens einigen nicht gelösten festen
chronischen Materialien verstanden werden kann. Beispiele
f"r solchen"3chlr:nim" sind Industrieabfallmaterialien, wie
3.3. vcn Papier-, Lebensmittel- und anderen Fabriken.
Weitere Beispiele sind Kommunalabfälle wie z.B. Abwässer
und Ablaufwasser. Der Begriff "Schlamm" in den folgenden
Anrnrüchen soll sich auf alle diese und ihnen gleichwertige
Beispiele beziehen. Weiterhin seil sich der Begriff "öl",
v/ie er oben und in den folgenden Ansprüchen verwendet wird, auf alle flüssigen Wärmeübertragungsmedien beziehen, die in
der Lage sin.l, in direktem Kentakt mit Schlamm entweder
durch Auflösung oder Anhaftung einige der organischen und der anderen Bestandteile vom Schlamm abzulösen, welche nicht
'1Un Wasser bestehen.
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Claims (1)
- Γ — e r - . » ~ nr Uo h e 21508241./ Mehrf ach-Gefrenstrom-Wärmeaustnuseher mit direktem "Kontakt für fließfähige Medien, gekennzeichnet durch eine an einem Ende vorgesehene Einrichtung zum Einspritzen eines fließfähigen Mediums als dispergierte Phase in ein anderes fließfähiges Medium als kontinuierliche Phnse, wobei das eine fließfähige Medium in Richtung des anderen Endes und das andere fließfähige Medium in Richtung des einen Endes des Wärmeaustauschers fließt, eine den Durchfluß verengende Einrichtung am anderen Ende, die so konstruiert ist, daß sie den effektiven Cuerschnitt des vom ersten Strömungsmittel durchflossenen Wärmeaustauschers reduziert, wobei die den Durchfluß verengende Einrichtung eine einen kleineren Teil des Gesamtvolumens des Wärmeaustauschers einnehmende Flüssigkeitsstrombahn begrenzt, dichter als die den Durchfluß verengende Einrichtung am anderen Ende des Wärmeaustauschers angeordnete Einrichtungen, die die eine Flüssigkeit aus ihrer dispergierten Phase sammeln und kcaleszieren, und eine Einrichtung zum Einspritzen der anderen Flüssigkeit in den Wärmeaustauscher als kontinuierliche Phase.2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Durchfluß verengende Einrichtung eine Vielzahl hohler rohrförmiger Elemente aufweist, welche in dem Wärmeaustauscher nebenein-ander angeordnet sind und miteinander und den Wänden des Wärmeaustauschers zusammenwirken, um den effektiven Querschnitt des Wärmeaustauschers zu reduzieren.J5- Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen rohrförmigen Elemente an einem Ende offen sind, das dem anderen Ende der Vorrichtung zugewendet ist, und daß die hohlen rohrförmigen Elemente eine Einrichtung enthalten, die am ent-209816/105S4c- BAD ORIGINALgegengeset^ten Ende derselben eine verstellbare Öffnung begrenzt.h. Wärmeaustauscher nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die zuletzt erwähnte Einrichtung an dem rohrförmigen Glied eine Verlängerung reduzieiten Durchmessers besitzt, die sich in Richtung des einen Endes der Vorrichtung erstreckt, und dar: in den Verlängerungen Dähpf ungsplatten angeordnet sind, die ~u.,-erhalb des Wärmeaustauschers gemeinsam gesteuert werden.5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einspritzen der imderen Flüssigkeit eine in den Wärmeaustauscher führende Leitung und ein in der Leitung eingefügtes Ventil enthält.6. Wärrneaustauscher nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η - ζ e i c h η e t , daß die Einrichtungen zum Einspritzen der anderen Flüssigkeit ein Zweigleitungspaar enthält, von dem eire Zweigleitung in den WMrmeaustauscher zwischen der den Durchfluß verengenden Einrichtung und der zum Sammeln und Koaleszieren der einen Flüssigkeit dienenden Einrichtung und die andere Zweigleitung an der der Einrichtung zum Verengen des Durchflusses gegenüberliegenden Seite in den Wärmeaustauscher führt.7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Zweigleitung mit einem verstellbaren Ventil versehen ist.8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, daäarch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verengen des Durchflusses ein in dem Wärmeaustauscher axial angeordnetes Abstandsglied ist, das eine verengte Durchflußbahn ringförmigen Durchmessers begrenzt.20981 6/ 1 OSS " 46 "BAD ORIGINAL9· Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da<3 das Element zum Einspritzen der anderen Flüssigkeit eine sich axial durch das Abstandselement erstreckende Leitung enthält.10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verengen des Durchflusses ein Abstandselement ist, welches an der Innenwand des Wärmeaustauschers angeordnet ist, und mit einer axialen Öffnung zum Begrenzen der verengtenfc Durchflußbahn hergestellt ist.11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einspritzen der anderen Flüssigkeit eine sich axial durch das Abstandsglied erstreckende Leitung enthält.12. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verengen des Durchflusses eine Vielzahl von Abstandseinrichtungen enthält, welche an verschiedenen Stelen entlang der Länge des Wärmeaustauschers verteilt sind.w 13. Wärmeaustauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandseinrichtungen ein eine verengte Durchflußbahn begrenzendes Abstandsglied, eine sich durch das Abstandsglied erstreckende und an ,jedem Ende in den Wärmeaustauscher öffnende Leitung und eine Ventileinrichtung enthalt^ um den Durchfluß der Flüssigkeit durch die Leitung zu verstellen.14. Mehrfach-Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit direktem Kontakt für fließfähige Medien, gekennzeichnet durch eine an einem Ende vorgesehene Einrichtung zum Einspritzen eines fließfähigen Mediums als dispergierte Phase in ein anderes fließfähiges Medium als kontinuierliche Phase,209816/lOSS .?- 47 -wobei das eine fließfähige Mediun: in Richtung des anderen Endes und das andere fließfähige Medium in Richtung des e*nen Endes des Wärmeaustauschers fliegt, eine den Durchfluß verengende Einrichtung am arderen Ende, die so konstruiert ist, daß sie den effektiven Querschnitt des vom ersten Strömungsmittel durchflossenen Wärmeaustauschers reduziert, und zwar durch einen kleineren Teil seines Volumens, und eine Einrichtung zum Einspritzen der anderen Flüssigkeit in den V/ärmeaustruscher ?-ls kontinuierliche Fh~se, wobei die zuletzt genannte Einrichtung einen Nebenlvr-g für wenigstens einen Teil der anderen Flüssigkeit um die den Durchfluß verengende Einrichtung vorsieht.1^. Wärmeübertragungsvorrichtung mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, dadurch gekennzeichnet , dai eine Flüssigkeit als kontinuierliche Phase von einem Ende zum anderen in GegenStrombeziehung mit direktem Kontakt zu einer Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase fliegt, welche letztere von dem anderen zum einen Ende flieSt, dai? ein Abstandsglied zwischen den Enden eine verengte Durchflui?bahn zutr Durchfließen für die Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase begrenzt, und daß eine dichter als das Abstandsglied am einen Ende angeordnete Einrichtung verursacht, daß die Flüssigkeit sls diskontinuierliche Phase koales&ert,16. Wärmeübertragungsvorrichtung mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, dadurch gekennzeichne t, da.? eine Flüssigkeit in Form einer kontinuierlichen Phase von einem Ende eines langgestreckten Kanals zu seinem anderen Ende flieSt, während eine zweite Flüssigkeit in Form einer diskontinuierlichen Phase in GegenstrombeZiehung mit direktem Kontakt zu der ersten Flüssigkeit von dem anderen Ende zu dem einen Ende des Kanals fließt, und daß eine Koalesrfereinrlehtung an einem Ende zum Koaleszieren209816/1055BAD ORIGINAL•der Flüssigkeit als diskontinuierliche Phase, ein rohrförmiges Abstandsglied in dem Kanal, das zwischen seiner Peripherie und der Innenwand des Kanals eine Durchflußbahn verengten Querschnitts begrenzt, und eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Flüssigkeit als kontinuierliche Phase in den Kanal zwischem dem Abstandsglied und der Koalesziereinrichtung zuläßt,17. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Abstandsglied hohl und an dem Ende offen ist, das auf die Koalessiereinrichtung ausgerichtet ist, unddaß das rohrförmige Glied weiterhin eine kleinere öffnung an seinem anderen Ende besitzt.18. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des rohrförmigen Abstandsgliedes in der V/eise ausgebildet ist, daß die kleinere öffnung an einer Stelle in den Kanal führt, die an dem anderen Ende näher als die Stelle ist, an der die Durchflußbahn einen verengten Querschnitt aufweist.19. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch l8, Ψ dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Abstandsglied mit einer Einrichtung zum Steuern der effektiven Größe der kleineren öffnung versehen ist.20. Verfahren zum Übertragen von V.'ärme von einer Flüssigkeit zu einer anderen durch Gegenstrotr.-Viärmeaustausch mit direktem Kontakt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit in Form einer dispergierten Phase durch einen Gegenstrom-Wärmeaustauschbereich zu einer zweiten Flüssigkeit fließt, die die Form einer kontinuierlichen Phase besitzt, und daß- 49 -20981G/1056BAD ORIGINALder Vorgang des Ausrichtens des Flusses der einen Flüssigkeit in der Weise vorgesehen ist, daß sie jenseits des Wärmeaustauschbereiches in Form einer dispergierten Phase in eine Bahn verengten Durchmessers gelangt und anschließend zum Koaleszieren gebracht wird.21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Flüssigkeit in Form einer dispergierten Phase durch die Bahn verengten Querschnitts fließt und die eine Flüssigkeit jenseits dieser Bahn zum Koaleszieren gebracht wird.22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Flüssigkeit in die zweite Flüssigkeit eingespritzt wird.2^. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der anderen Flüssigkeit an einer Stelle in den Wärmeaustauschbereich eingegeben wird, die stromaufwärts des Durchflusses der einen Flüssigkeit durch die Bahn verengten Querschnitts liegt.24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der anderen Flüssigkeit in Kontakt mit der einen Flüssigkeit stromabwärts von dem Durchfluß der einen Flüssigkeit durch die Bahn verengten Querschnitts eingegeben wird.25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß der anderen Flüssigkeit an jeder Stelle der Kontaktaufnahme mit der einen Flüssigkeit gesteuert wird.- 50 -209816/1055BAD ORIGINAL26. Wärmeaustauschsystem zum Übertragen von Wärme von ■ einer ersten auf eine zweite Flüssigkeit durch Verwendung einer Zwischenflüssigkeit zum Übertragen der Wärme, gekennzeichnet durch ein Paar Gegenstrom-Wärmeaustauschvorrichtungen mit zwei Flüssigkeiten in direktem Kontakt, wobei in den Vorrichtungen zwei einander berührende Flüssigkeiten in einander entgegengesetzten Richtungen fließen, von denen die eine die Form einer kontinuierlichen Phase und die andere die Form einer dispergierten Phase aufweist, in den Wärmeaustauschvorrichtungen angeordnete Einrichtungen zum Verengen des Durchflusses, mit einem Abstandsglied, welches für die Flüssigkeit als dispergierte Phase im Wärmeaustauscher einen Bereich verengten Querschnitts begrenzt, eine Einrichtung zum Ausrichten der zweiten Flüssigkeit, daß sie durch eine Wärmeaustauschervorrichtung fließt, eine Einrichtung zum Ausrichten der zweiten Flüsigkeit, daß sie als Flüssigkeit durch den zweiten Wärmeaustauscher der Austauschvorrichtungen fließt, und eine Einrichtung , die bewirkt, daß die Zwischenflüssigkeit zum Befördern der Wärme nacheinander durch die Vorrichtungen und rezirkulierend in Gegenstrombeziehung zu der anderen Flüssigkeit in den Vorrichtungen fließt.27. Wärmeaustauschsystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschvorrichtungen eine Einrichtung enthalten, um wenigstens einen Teil des Durchflusses der Flüssigkeit als kontinuierliche Phase als Nebenstrom um den Bereich des verengten Querschnitts gelangen zu lassen.28. Wärmeaustauschsystem nach Anspruch 27* dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Ein-- 51 -209816/1OSSrichtung enthält, um einen Teil des Durchflusses der der Wärmeübertragung dienenden Zwischenflüssigkeit von einer Zwischenstelle an einer Wärmeaustauschvorrichtung entlang zu leiten, und Einrichtungen zum Ausrichten des abgelenkten Stromes zu einer Zwischenstelle entlang der anderen Wärmeaustauschvorrichtung.29· Wärmeaustauschsystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wärmeaustauschvorrichtung eine zusätzliche Einrichtung zum Verengen des Durchflusses enthält, welche in der Nähe der dazugehörigen Zwischenstelle angeordnet sind, und daß die andere Wärmeaustauschvorrichtung zusätzliche den Durchfluß verengende Einrichtungen in der Nähe der entsprechenden Zwischenstelle enthält.30. Verfahren zur Schlammaufbereitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in Kontakt mit einer ölähnlichen Flüssigkeit gebracht wird und Fette und fettige Materialien des Schlammes von dem öl erfaßt werden, und daß folgende Vorgänge vorgesehen sind: Behandeln des Öls durch Druckverringerung zur Verdampfung desselben, ohne daß die Fette und fettigen Materialien verdampft werden, Abtrennen der öldämpfe von den Fetten und fettigen Materialien, Kondensieren der öldämpfe und Rückführen des kondensierten Öls in Kontakt mit dem Schlamm.31. Verfahren nach Anspruch ~}0, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alles öl verdampft wird.209816/105532. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das öl mindestens zwei Stufen der Druckverringerung unterworfen wird.33· Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Stufe der Druck-verringerunjL .erzeugten, öldämpfe in indirekte Wärmeaustauschrlussigem ölbe Ziehung ilt/einer nachfolgenden Stufe niedrigeren Druckes gebracht werden, um die Dämpfe kondensieren zu lassen und die Verdampfung auf der Stufe niedrigeren Drucks zu verstärken.3^· Schlammaufbereitungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Vorgänge: Hindurchführen des Schlammes sukzessive durch zwei Wärmeaustauscher mit zwei Flüssigkeiten in di-rektem Kontakt, und zwar in GegenstrombeZiehung zu zwischen den Wärmeaustauschern zirkulierendem öl, um den Schlamm im ersten Wärmeaustauscher zu erwärmen und ihn im zweiten Wärmeaustauscher abzukühlen, Ablenken eines Teils des zurückzirkulierenden Öls in eine Flashverdampfungsvorrichtung und daselbst Verdampfen der abgelenkten Öls, Abtrennen des verdampften Öls vom unverdampften Rückstand und danach Rückkondensieren des verdampften Öls und Zurückführen desselben zu den Wärmeaustauschern.35· Verfahren nach Anspruch 3^» dadurch gekennzeichnet, daß das in den ersten Wärmeaustauscher gelangende öl zu dem Flashverdampfer abgelenkt wird.36. Verfahren nach Anspruch J>k, dadurch gekennzeichnet, daß das rückkondensierte öl so gelenkt wird, daß es in den zweiten Wärmeaustauscher gelängt.37· Verfahren nach Anspruch 3^* dadurch gekennzeichnet, daß das öl aus dem zweiten Wärmeaustauscher weiter erhitzt wird.209816/1055 _ 55 _J)S. Schlammaufbereitungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Vorgänge: Erwärmen des Schlammes, Verbringen des gewärmten Schlammes in innigem Kontakt mit dem heißen öl und Aussetzen des heißen Öls und Schlammes zusammen nebt einer Reihe von Druckverringerungen, um dadurch Wasser aus dem Schlamm zu verdampfen und den Schlamm und das öl abzukühlen, danach Abtrennen des unverdampften Sehlammes von dem öl, Verdampfung wenigstens eines Teils des abgetrennten Öls und Abtrennen des nichtverdampften Rückstandes von den auf diese Weise erzeugten öldämpfen, und Rückkondensieren der öldämpfe.39· Verfahren nach Anspruch 38» dadurch gekennzeichnet, daß das rückkondensierte öl danach erhitzt und mit zusätzlichem Schlamm vermischt und zusammen mit dem Schlamm einer weiteren Reihe von Druck-verringerungen ausgesetzt wird.40. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das rückkondensierte öl in direkten Kontakt mit den in der Reihe von Druckverringerungen erzeugten Dämpfen gebracht wird, um die Dämpfe zu kondensieren und aus ihnen reines Wasser zu erzeugen.41. Schlammaufbereitungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Vorgänge: Verbringen des Schlammes in Gegenstrom-Wärmeaustauschbeziehung mit einem Wärmeträgermedium, um den Schlamm zu erwärmen, Verringerung des Druckes für den gewärmten Schlamm, so daß wenigstens ein Teil seines Wassergehalts verdampft und die nicht verdampften Bestandteile abkühlen, danach weiteres Abkühlen des Schlammes durch Verbringen des Schlammes in weitere Gegenstrom-Wärmeaustauschbeziehung mit dem Medium.209816/10 5542. Verfahren nach Anspruch 4l, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm durch Einspritzen des-. selben in ein Gefäß einer Druckverminderung unterworfen wird, um dadurch nicht kondensierbare Gerüche aus seinen flüssigen Bestandteilen abzuziehen.hj>. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß nicht kondensierbare Gerüche aus der Kammer entlüftet und die auf diese Weise erzeugten Wasserdämpfe wieder kondensiert werden.P 44. Verfahren nach Anspruch 4l, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm einer Reihe von Druckverminderungen unterworfen wird.45. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium eine Flüssigkeit ist, Vielehe zyklisch durch ein Paar Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit direktem Kontakt und zwar indirektem Kontakt mit dem Schlamm fließt.46. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium ein öl ist,t und daß wenigstens ein Teil des Öls verdampft wird, daß die au£ diese Weise erzeugten öldämpfe von den nicht verdampften Rückständen abgetrennt und die Dämpfe kondensiert werden.47. Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Führen einer Wärmebeförderungsflüssigkeit in innigen Kontakt mit Schlamm zur Aufbereitung des Schlammes, eine Flaähverdampfungsvorriehtung , eine Einrichtung zum Fortlenken der Wärmebeförderungsflüssigkeit von dem Sehlamm und in die Flashverdampfungsvorrichtung zum Verdampfen der Wärmebeförderungsflüssigkeit und Abtrennen209816/1055 " 55 "der auf diese Weise erzeugten Dämpfe von den nicht verdampf ten Rückständen, und eine Einrichtung zum Kondensieren der Dämpfe der Wärmebeförderungsflüssigkeit.48. Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch ein Paar Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, eine Einrichtung zum Führen des Schlammes, daß er sukzessive durch die Wärmeaustauscher fließt, eine Einrichtung zum Führen der Wärmeübertragungsflüssigkeit, dai3 sie zyklisch durch die Wärmeaustauscher im Gegenstrom zu dem Schlamm fließt, eine Flashverdampfungsvorrichtung, eine Einrichtung zum Ablenken wenigstens eines Teiles der Wärmebeförderungsflüssigkeit, daß sie zur Verdampfung der Wärmebeförderungsflüssigkeit in die Flashverdampfungsvorrichtung fließt, Einrichtungen zum Abtrennen und Kondensieren der in der Wärmebeförderungsvorrichtung erzeugten Dämpfe, und eine Einrichtung zum Zurückführen des entstandenen Kondensats in den Stromkreislauf.49. Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch einen ersten und zweiten Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, ein System zur Flashverdampfung von Schlamm, eine Einrichtung zum Führen einer Wärmebeförderungsflüssigkeit, daß sie zyklisch durch die Wärmeaustauscher fließt, eine Einrichtung, welche den Schlamm zuerst durch einen Wärmeaustauscher im Gegenstrom zu der darin befindlichen Wärmebeförderungsflüssigkeit fließen läßt, um den Schlamm zu erwärmen, und dann den Schlamm durch das Flashverdampfungssystem fließen läßt, um wenigstens einen Teil seines Wassergehalts verdampfen zu lassen, und den verbleibenden Schlamm danach durch den anderen Wärmeaustauscher fließen läßt, um den Schlamm weiterhin abzukühlen.- 56 209816/105$ORIGINAL INSPECTED50. Schlammauf bereitlings sys tem nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Einrichtungen zur Erwärmung der in den ersten Wärmeaustauscher gelangenden WärmebeförderungsflUssigkeit vorgesehen sind.51. Schlammaufbereitungssystem nach Anspruch 49, weiterhin gekennzeichnet durch ein zweites Flashverdampfungssystem, eine Einrichtung zum Führen wenigstens eines Teils der Wärmebeförderungsflüssigkeit in das Flashverdampfungssystem zur Verdampfung der Flüssigkeit und zum Abtrennen der auf diese Weise erzeugten Dämpfe von derP übrigen Flüssigkeit, eine Einrichtung zum Kondensieren der Dämpfe, und eine Einrichtung zum Zurückführen des so erzeugten Kondensats zu den Wärmeaustauschern.52. Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vermischen gewärmten Schlammes mit einem heißen, flüssigen Wärmebeförderungsmedium, eine mehrstufige Flashverdampfungsvorrichtung, eine Einrichtung zum Führen gewärmten Schlammes und des Mediums zusammen durch die Vorrichtung, um wenigstens einen Teil des Wassers in dem Schlamm verdampfen zu lassen, eine Abtrenneinrichtung zum Abtrennen des bei der Flashverdampfungsvorrichtung verbliebenen Schlammes von dem Begleitenden Wärmebeförderungsmedium, eine zweite Verdampfungsvorrichtung, Einrichtungen zum Führen des Wärmebeförderungsmediums von der Abtrennvorrichtung zu der zweiten Verdampfungsvorrichtung zum Verdampfen der Wärmebeförderungsflüssigkeit und Abtrennen der auf diese Weise erzeugten Dämpfe von den nicht verdampften Rückständen, Einrichtungen zum Kondensieren des verdampften Wärmebeförderungsmediums und zum Zurückführen des entstandenen Kondensats zu den Vermischeinrichtungen.- 57 -209816/1055ORtGlNAL INSPECTED53· Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch ein Paar Gegenstrom-Wärmeaustauschvorrichtungen mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, ein Schlammreaktionsgefäß, in welchem der gewärmte Schlamm unter Druck bei hoher Temperatur umgewandelt werden kann, Einrichtungen, um den Schlamm zur Erwärmung zuerst durch die erste Wärmeaustauschvorrichtung, dann zur Umwandlung durch das Reaktionsgefäß und schließlich zur Wiedergewinnung von Wärme durch die andere Wärmeaustauschvorrichtung gelangen zu lassen, eine angeschlossene Einrichtung zum Abtrennen von Schlamm, welche den umgewandelten Schlamm von der zweiten Wärmeaustauschvorrichtung aufnimmt und die festen von den flüssigen Bestandteilen trennt, eine Einrichtung, um öl laufend zirkulieren zu lassen, so daß dasselbe nacheinander durch die Wärmeaustauschvorrichtungen fließt, und zwar im Gegenstrom mit direktem Kontakt mit der anderen Flüssigkeit in den Wärmeaustauschvorrichtungen,ein/in der Zirkuliereinrichtung eingesetzten ölerhitzer zum Erwärmen des in die erste Wärmeaustauschvorrichtung gelangenden Öles, eine mehrstufige Vonichtung zur Flashverdampfung von öl, in welcher durch direktem Kontakt.mit Schlamm mit Fetten, fetten Materialien und anderen Unrenigkeiten verunreinigtes warmes öl verdampft wird, ohne daß die Fette und fetten Materialien verdampfen, eine Kondensiervorrichtung für öldampf, eine Einrichtung zum Befördern von in der Vorrichtung für ölflashverdampfung gebildeten öldämpfen zu der Vorrichtung zum Kondensieren von öldampf, eine Einrichtung zum Sammeln von Fetten und anderen unverdampften Rückständen in der Vorrichtung für ölflashverdampfung, eine Einrichtung zum Ablenken eines Teils des den ölerhitzer verlassenden ölstromes zu der ersten Stufe der Vorrichtung für ölflashverdampfung, und eine Einrichtung zum Zurückführen kondensierten Öls aus der Vorrichtung für öldampfkondensierung in die zweite Wärmeaustauschvorrichtung.- 58 209816/1055- Si -5^. Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch ein Paar Gegenstrom-Wärmeaustauschvorrichtungen .mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, wobei in den Vorrichtungen zwei Flüssigkeiten mit Kontakt in entgegengesetzten Richtungen fließen, und zwar hat die eine Flüssigkeit die Form einer kontinuierlichen Phase und die andere Flüssigkeit die Form einer dispergierten Phase, in den Wärmeaustauschvorrichtungen angeordnete Einrichtungen zum Verengen des Durchflusses mit einem Abstandsglied, welches für die Flüssigkeit als dispergierte Phase in dem Wärmeaustauscher einen Bereich verengten Durchmessers begrenzt, und mit einer Einrichtung, um wenig-" stens einen Teil des Stromes der Flüssigkeit als kontinuierliche Phase um den Bereich verengten Durchmessers herumzuleiten, ein Reaktionsge-fäß für Schlamm, in welchem der gewärmte Schlamm unter Druck bei hoher Temperatur umgewandelt zu werden vermag, Einrichtungen, um den Schlamm zuerst zum Erhitzen durch die erste Wärmeaustauschervorrichtung, dann zur Umwandlung durch das Reaktionsgefäß und zuletzt zur Wiedergewinnung von Wärme durch die andere Wärmeaustauschervorriehtung gelangen zu lassen, eine angeschlossene Einrichtung zum Abtrennen des Schlammes, welche den umgewandelten Schlamm aus der zweiten Wärmeaustauschervorriehtung empfängt und seine festen von seine flüssigen Bestandteilen trennt, eine Einrichtung, um das öl laufend zirku-t lieren zu lassen, so daß es nacheinander durch die Wärmeaustauschervorrichtungen im Gegenstrom mit direktem Kontakt mit der anderen Flüssigkeit in den Wärmeaustauschervorriehtungenen
fließt, ein/in die Zirkuliereinrichtung eingesetzten ölerhitzer, um das in die erste Wärmeaustauschervorriehtung gelangende Ol zu erwärmen, eine mehrstufige Vorrichtung zur . Flashverdampfung von öl, in welcher durch direkten Kontakt mit Schlamm durch Fette, fettige Materialien und andere Unreinigkeiten verunreinigtes heißes öl verdampft wird, ohne daß die Fette und fetten Materialien verdampfen, eine Vorrichtung zum Kondensieren von öldampf, Einrichtungen zum Befördern von in der Vorrichtung für ölflashverdampfung gebildeten öldämpfen zu der Vorrichtung zum Kondensieren von öldämpfen, Einrichtungen209816/1GSS- 59 -zum Sammeln von Fetten und anderen nichtverdampften Rückständen in der Vorrichtung für ölflashverdampfung, Einrichtungen zum Ablenken eines Teils des den ölerhitzer verlassenden ölstromes in die erste Stufe der Vorrichtung für ölflashverdampfung, und eine Einrichtung zum Zurückführen des kondensierten Öls aus der Vorrichtung zur öldampfkondensierung in die zweite Wärmeaustauschervorrichtung.55. Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch eine Gegenstromwärmeaustauschervorriehtung mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, eine mehrstufige Vorrichtung für Sehlammflashverdampfung, in welcher wenigstens ein Teil des Wassergehalts des durch die Vorrichtung gelangenden vorgewärmten Schlammes verdampft wird,EinricHtixipn, um den Schlamm zuerst zur Erhitzung durch die Wärmeaustauschervorrichtung, dann zur teilweisen Verdampfung durch die mehrstufige Vorrichtung für Sehlammflashverdampfung und schließlich zur Abgabe eines übrigen Teils des Wärmegehalts durch die andere Wärmeaustauschervorrichtung gelangen zu lassen, eine mehrstufige Vorrichtung für Wasserdampfkondensierung zum Kondensieren der in der mehrstufigen Vorrichtung für Schlammfl-iashverdampfung gebildeten Dämpfe, wobei die vielstufige Kondensierungsvorrichtung für Wasserdampf eine Vielzahl von angeschlossenen Kammern, die in einer entsprechenden Stufe der Schlamm-Flashverdampfungsvorrichtung gebildete Dämpfe aufnehmen, und eine Einrichtung enthält, die kühles öl nacheinander durch die Kammern führt, um die Wärme der darin befindlichen Dämpfe zu befördern, eine Einrichtung, durch die öl laufend zirkuliert, so daß es nacheinander als Erwärmungsmedium durch die Wärmeaustauschervorrichtung,,als Abkühl- und Kondensiermedium durch die Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf fließt, eine Vorrichtung zur ölflashverdampfungj/welcherdurch direkten Kontakt mit Schlamm mit Fetten, fetten Materialien und anderen Uhreinigkeiten verunreinigtes heißes öl verdampft wird, ohne daß die Fette, fetten Materialien und andere Unreinigkeiten verdampft werden, eine209816/10SSVorrichtung zum Kondensieren von öldampf, eine Einrichtung zum Befördern von in der ölflashverdampfungsvorrichtung gebildeten Dämpfe zu der ölkondensiervorrichtung, Einrichtungen zum Sammeln der Fette und anderen nichtverdampften Rückstände in der Vorrichtung für ölflashverdampfung, eine Einrichtung zum Ablenken eines Teils des Öls aus der Einrichtung zum Zirkulieren des Öls in die erste Stufe der Vorrichtung für ölflashverdampfung, und eine Einrichtung zum Zurückführen des Öls von der Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf zu der ölzirkuliereinrichtung.56. Schlammaufbereitungssystem nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Wärmeaustauschvorrichtung mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt vorgesehen ist, durch welche Schlammrückstände von der mehrstufigen Vorrichtung für Schlammflashverdampfung geführt werden, um einen Teil ihres Wärmegehalts abzugeben und das öl teilweise zu erwärmen, welches durch die zweite Wärmeaustauschvorrichtung gelangt, und daß die Einrichtung zum Zirkulierenlassen des Öls Einrichtungen enthält, um einen ersten Teil des Öls aus der ersten Wärmeaustauschvorrichtung in die zweite Wärmeaustauschvorrichtung zu führen, und um einen übrigen Teil des Öls aus der ersten Wärmeaustauschvorrichtung durch die Stufen der Vorrichtung für Wasserdampfkondensierung zu führen.57· Schlammaufbereitungssystem nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zirkulierenlassen des Öls weiterhin Einrichtungen enthalt, um das öl von der zweiten Wärmeaustauschvorrichtung in eine Zwischenkammer der Dampfkondensiervorrichtung zu führen, um dazu beizutragen, daß der erste Teil des Öls in den Kammern höhererTemperatur der Wasserdampfkondensiervorrichtung Dämpfe kondensiert.209Θ1 6/1QSS- 6138. Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch ein Paar von Gegenstrom-Wärmeaustauschvorrichtungen mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, eine mehrstufige Vorrichtung für Schlammflashverdampfung, in welcher wenigstens ein Teil des Wassergehalts des durch die Vorrichtung gelangenden vorgewärmten Schlammes verdampft, Einrichtungen, mittels deren der Schlamm zuerst durch die erste Wärmeaustauschvorrichtung zum Erhitzen, dann durch die mehrstufige Schlammflashverdampfungsvorrichtung zur teilweisen Verdampfung und schließlich durch die andere Wärmeaustauschvorrichtung zur Wiedergewinnung von Wärme geführt wird, eine angeschlossene Schlammabtrenneinrichtung, welche den anfallenden Schlamm aufnimmt und seine festen Bestandteile von seinen flüssigen Bestandteilen trennt, eine Einrichtung, die öl laufend zirkulieren läßt, so daß es nacheinander durch die Wärmeaustauschvorrichturigen fließt, und zwar im Gegenstrom in direktem Kontakt mit dem Schlamm in den Wärmeaustauscher-en
vorrichtungen, ein/in die Zirkuliereinrichtung eingesetzten ölerhitzer, um das in die erste Wärmeaustauschvorrichtung gelangende öl zu erwärmen, eine mehrstufige ölflashverdampfungsvorrichtung, in der durch direkten Kontakt mit Schlamm mit Fetten, fetten Materialien und anderen Unreinigkeiten verunreinigtes heißes öl verdampft, ohne daß die Fette und fettigen Materialien verdampfen, eine Vorrichtung zum Kondensieren von öldampf, eine Einrichtung zum Befördern von in der ölflashverdampfungsvorrichtung gebildeten Dämpfen zu der ölkondensiervorrichtung, eine Einrichtung zum Sammeln der Fette und anderen nicht verdampften Rückstände in der ölflashverdampfungsvorrichtung, eine Einrichtung zum Ablenken eines Teils des den Erhitzer verlassenden ölstromes in die erste Stufe der ölflashverdampfungsvorrichtung, eine mehrstufige Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf, um den in der mehrstufigen Vorrichtung zum Flashverdampfen des Schlammes gebildeten Dampf zu konden-209816/1055 - - 62 -sieren, mit einer Vielzahl von angeschlossenen Kammern, die in einer entsprechenden Stufe der Schlammflashverdämpfungsvorrichtung gebildete Dämpfe aufnehmen und eine?Vielzahl von Kühlrohren, die nacheinander durch die Kammern Kühlmittel führen, und zwar in indirekter Beziehung zu den darin befindlichen Dämpfen zur Beförderung von Wärme, eine Einrichtung zum Entfernen nicht kondensierbarer Gerüche von den verschiedenen Stufen der Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf, zur weiteren Aufbereitung, eine Einrichtung zum Ablenken eines Teils des ölstroms aus der Vorrichtung zum Kondensieren von öl, so daß der Strom durch die Kühlrohre in allen Kammern fließt, eine Einrichtung zum Führen des ölstromes von der zweiten Wärmeaustauschvorrichtung, so daß der Strom sich mit dem öl vereinigt, das durch die Kühlrohre in den Kammern höherer Temperatur der Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf fließt, und eine Einrichtung zum Zurück-fuhren des Öls von der Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf zum ölerhitzer.59· Schlammaufbereitungssystem, gekennzeichnet durch ein Paar Gegenstrom-Wärmeaustauschvorrichtungen mit zwei Flüssigkeiten mit direktem Kontakt, eine Einrichtung, die das *-! nacheinander durch die Vorrichtungen zirkulieren läßt, um von einer Flüssigkeit in einer Vorrichtung entnommene Wärme zu einer anderen Flüssigkeit in eire· anderen Vorrichtung zu befördern, eine Einrichtung zum Führen von Schlamm, so daß dieser durch die andere Wärmeaustauschvorrichtung geführt und vorgewärmt wird,en
ein/ölerhitzer zum Wärmen des in den anderen Wärmeaustauscher gelangenden Öles, eine Öl-Schlamm-Mischvorrichtung, zum Vermischen vorgewärmten Schlammes mit einem Teil des Öles aus dem ölerhitzer, eine vielstufige Schlammflashverdampfungsvorrichtung, zum Aufnehmen eines heißen Öl-Schlammgensisehes209816/1055 - 63 -aus der Mischvorrichtung und zum stufenweisen Vermindern des Druckes,dem das Gemisch ausgesetzt ist, und sich daraus ergebende zusätzliche Verdampfung von Wasser aus dem Schlamm, eine Filtereinrichtung zum Aufnehmen des Öls und der si.'' ergebenden Sehlammrückstände aus der Flashverdampfungsvorrichtung und zum Abtrennen des Öls von den Schlammrückständen, eine vielstufige Kondensiervorrichtung zum Aufnehmen von in der mehrstufigen Vorrichtung für Schlammflashverdampfung erzeugten Wasserdämpfe, eine Einrichtung zum Führen von öl aus der Filtereinrichtung durch die mehrstufige Kondensiervorrichtung, um dabei mit Wasserdämpfen in Kontakt zu kommen, und dieselben zu kondensieren, eine Trennvorrichtung zum Trennen des Öls von dem Wasserkondensat der mehrstufigen Kondensiervorrichtung, eine Einrichtung zum Zurückführen des abgetrennten Wasserkondensats durch die eine Wärmeaustauschvorrichtung, zum Erwärmen des durch dieselbe geführten Öls, eine Einrichtung zum Zurückführen des abgetrennten Öls durch einen öl-erhitzer und dann in die öl-Schlamm-Mischvorrichtung, eine vielstufige ölflashverdampfungsvorrichtung, in welcher durch direkten Kontakt mit Schlamm mit Fetten, fetten Materialien und anderen Unreinigkeiten verunreinigtes heißes öl verdampft, ohne daß die Fette, fetten Materialien und anderen Unreinigkeiten verdampfen, eine Kondensiervorrichtung für öldampf, eine Einrichtung zum Befördern von in der ölflashverdampfungsvorrichtung gebildeten öldämpfen zu der Kondensiervorrichtung für öldämpfe, eine Einrichtung zum Sammeln von Fetten und anderen nicht verdampften Rückständen in derölflashverdampfungsvorrichtung, eine Einrichtung zum Ablenken eines Teils des die Wärmeaustauschvorrichtung verlassenden ölstroms in die erste Stufe der ölflashverdampfungsvorrichtung, und eine Einrichtung zum Zurückführen kondensierten Öls aus der Kondensiervorrichtung für öldampf in die andere Wärmeaustauschvorrichtung.2Q98U/1055Leerseite
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