DE2252802C3 - Plattenverdampfer - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Plattenverdampfer, insbesondere mit fehlendem Flüssigkeitsfilm, bei dem ein Stapel von Fläche an Fläche über Dichtungen aneinander lösbar angeschlossenen Platten vorgesehen ist, von denen eine jede Durchbrechungen aufweist, die mit entsprechenden Durchbrechungen in der benachbarten Platte fluchten, um Kanäle für die Zufuhr und die Ableitung des Heizmediums und für die Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit und die Ableitung des Konzentrats und des Dampfes zu bzw. aus den zwischen den Platten vorgesehenen Strömungsräumen zu bilden.

Bei Plattenverdampfern, insbesondere mit fallendem Flüssigkeitsfilm, tritt ein Problem auf, das darin besteht, die zugeführte Flüssigkeit ausreichend gleichmäßig über die ganze Breite der Platten oder über die zwischen den Platten gebildeten Strömungsräume zu verteilen. Um hier Abhilfe zu schaffen, sieht ein älterer Vorschlag (vgl. DT-OS 21 21 963) einen Plattenverdämpfer mit fallendem Flüssigkeitsfilm vor, bei dem ein Stapel von Fläche an Fläche über Dichtungen aneinander lösbar angeschlossenen Platten vorgesehen ist, die zwischen sich Strömungsräume begrenzen, wobei die aufeinanderfolgenden Strömungsräume abwechselnd für das Heizmedium und für die zu behandelnde Flüssigkeit bestimmt sind. In den Platten sind miteinander fluchtende Durchbrechungen vorgesehen, ά eiche Kanäle für die Zufuhr und die Ableitung des Heizmediums sowie für die Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit und die Ableitung des Konzentrates und des Dampfes bilden. Den Plätten sind Verteilereinrichtungen zugeordnet, welche die zugeführte Flüssigkeit quer über den ganzen Strömungsraum verteilen sollen. Gemäß dem älteren Vorschlag umfaßt die Verteilereinrichtung wenigstens eine Drosselöffnung, die zu einer quer zur Strcmungsrichtung verlaufenden Verieilerzone führt, die ihrerseits mit einem oder mehreren Strömungsräumen in Verbindung steht Die Drosselstelle ist so ausgebildet, daß sie im gewissen Umfange eine plötzliche Verdampfung der zugeführten Flüssigkeit bewirkt, so daß in der Verteilerzone eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf vorliegt, die dann in den Strömungsraum übertritt

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Plattenverdampfer, insbesondere mit fallendem Flüssigkeitsfilm, der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß eine erhöhte Sicherheit gegen das Festsetzen von Feststoffen oder anderen Bestandteilen der zu behandelnden Flüssigkeit an den Plattenwänden der Strcmungsräume und die Möglichkeit gegeben ist, das Strömungsschema innerhalb des Plattenstapels ohne nennenswerte Veränderung der Platten den gewünschten Verhältnissen leicht anzupassen, um die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit sowie die volle Bedekkung der die Strömungsräume begrenzenden Platten durch die Flüssigkeit besser handhaben zu können und eine Beeinträchtigung der zu behandelnden Flüssigkeit beim Durchgang durch den Plattenverdampfer zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strömungsräume für die Flüssigkeit jeweils in zwei oder mehr als zwei getrennte Bereiche unterteilt sind, und daß jeder Bereich einer Platte mit einer gesonderten Verteilereinrichtung für die Zufuhr der Flüssigkeit und mit einer gesonderten Durchbrechung versehen ist, die Teil der Konzentrat- und Dampfableitung ist.

Es ist an sich bereits ein Plattenapparat mit in der Längsachse oder parallel zur Längsachse der Platten angeordneten Stützrippen bekannt, wobei jedoch die Stützrippen zu jeder Schmalseite der Platten hin in einem gewissen Abstand von der Randdichtung enden. Diese Stützrippe soll die benachbarten Platten gegen Durchbiegung unter dem Systemdruck schützen, zugleich aber auch eine gewisse Trennfunktion ausüben. Sie teilt den Zwischenraum zwischen zwei Platten derart in Längsrichtung, daß die einzelnen Teile des Zwischenraumes gegenläufig hintereinandergeschaltete Sirömungsräume bilden, die von der Flüssigkeit nacheinander durchlaufen werden. Das bedeutet, daß trotz der gewissen Trennfunktion die beiden Teilräume zwischen benachbarten Platten miteinander in Verbindung stehen, so daß sie nacheinander von derselben Flüssigkeit durchströmt werden können.

Demgegenüber bilden die zwei oder mehr als zwei Bereiche, die zwischen benachbarten Platten gebildet werden, voneinander völlig getrennte Bereiche, so daß diese auch von getrennten Verteilereinrichtungen gespeist werden. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, die beiden Bereiche nacH Wunsch mit verschiedenen Flüssigkeiten oder, was in der Praxis noch von größerer Bedeutung ist, mit der gleichen Flüssigkeit, jedoch in verschiedenen Stufen der Konzentration zu betreiben. Damit erhält man eine Reihen/Parallel-Anordnung für die durchströmten Bereiche, welche eine leichte Anpas-

sung des Plattenverdampfer an unterschiedliche Anforderungen ermöglicht und gewährleistet, daß stets die optimale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit und eine vollständige Bedeckung der Pia· tenoberfläche mit der Flüssigkeit erreicht werden kann. Ein Anlegen und damit eine Beeinträchtigung der zu behandelnden Flüssigkeit sowie der Wirkungsweise des Plattenverdampfers werden dadurch auf einfache und vorteilhafte Weise ausgeschlossen.

Vorteilhafierweise sind die Durchbrechungen, welche die Zufuhr- und Ableitungsöffnung für das Heizmedium bilden, in der Unterteilung der Strömungsräume angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß trotz der Unterteilung der Strömungsräume bei gleicher Leistung der Platzbedarf nicht vergrößert wird, da die Unterteilung praktisch dem Flächenbedarf der Durchbrechungen entspricht.

Zweckmäßigerweise besitzt jede Verteilereinrichtung wenigstens eine Drosseistelle, weiche in eine sich quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit erstreckende Verteilerzone mündet, die ihrerseits mit einem Bereich des unterteilten Strömungsraumes in Verbindung steht, wobei die Drosselstelle oder die Drosselstellen so ausgebildet ist (sind), daß an dieser (diesen) eine spontane Verdampfung eines Teiles der Flüssigkeit in der Verteilerzone erfolgt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Plattenverdampfer mit fallendem Flüssigkeitsfilm, wobei eine Platte des Stapels in Stirnansicht zu sehen ist und

F i g. 2 in perspektivischer Darstellung einen Plattenverdampfer, der aus Platten der aus F i g. 1 ersichtli chen Art aufgebaut ist.

Die Platte in F i g. 1 weist ein oberes mittig angeordnetes Befestigungsauge 1 auf, mit dem die Platte auf das Rahmenglied 12 des zur Unterstützung des Stapels dienenden Rahmens nach F i g. 2 aufgeschoben werden kann. Die Platte weist unterhalb des Auges eine sich über einen Teil des Längsmittelbereiches der Platte erstreckende Durchbrechung 2 auf, die von Dichtungen eingeschlossen ist und an die sich in Fluchtung und im Abstand eine zweite Durchbrechung 3 anschließt, die ebenfalls von Dichtungen vollständig eingeschlossen ist. Die Durchbrechung 2 dient zur Heizdampfzuführung, während die Durchbrechung 3 zur Ableitung des Heizdampfkondensats dient.

Durch die sich entlang der Längsmittellinie der Platte erstreckenden Durchbrechungen 2, 3 ur.d die zugehörigen Dichtungen ist die Plattenfläche in zwei beiderseits dieser Trennstelle liegende Bereiche 4,5 unterteilt, die jeweils mit entsprechend unterteilten Bereichen der benachbarten Platten zwei getrennte Bereiche des Strömungsraumes zwischen benachbarten Platten bilden. Die zu behandelnde Flüssigkeit gelangt in die Bereiche 4, 5 über jeweils eine gesonderte Verteilereinrichtung. Zu jeder gesonderten Verteilereinrichtung gehört eine Durchbrechung 6, die mit entsprechenden Durchbrechungen benachbarter Platten einen Kanal für die Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit bildet und die zu einem benachbarten, sich nach dem oberen Rand der Platte horizonta! über die Breite des zugehörigen Bereiches 4 bzw. 5 erstreckenden Verteilerraum hin offen ist. Die Durchbrechung 6 und der Verteilerraum 7 sind von Dichtungen umgeben. Aus dem Verteilerraum 7 gelangt die zu behandelnde Flüssigkeit über eine Drosselstelle 7a in eine benachbarte, in den Figuren nicht erkennbare Verteilerkainmer, die durch Dichtungen an der benachbarten Platte begrenzt ist Beim Durchtritt der Flüssigkeit durch die Drosselstelle Ta tritt eine teilweise Verdampfung ein. Das Flüssigkeits-/Dampfgemisch kann dann aus der Verteilerkammer durch öffnungen 4a bzw. 5a in den zugehörigen Bereich 4 bzw. 5 der in F i g. 1 gezeigten Platte eintreten, und zwar in gleichmäßiger Verteilung über die ganze Breite des zugehörigen Bereiches. Nachdem das Gemisch filmartig an den den Bereich begrenzenden Platten nach unten geströmt ist, kann das Konzentrat zusammen mit dem gebildeten Dampf durch eine gesonderte Durchbrechung 8 bzw. 9 für jeden Bereich 4 bzw. 5 abgeführt werden.

Das Heizmedium tritt als Dampf aus der mittleren Durchbrechung 2 nach beiden Seiten in die Heizmedium-Strömungsräume zwischen den Platten ein, während das Kondensat des Heizmediums durch die untere mittlere Durchbrechung 3 der TrennstelJe abströmt.

Beim Durchtritt der zu behandelnden Flüssigkeit durch die Drosselstelle 7a tritt eine plötzliche teilweise Verdampfung der Flüssigkeit ein. In jeder in Richtung senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1 sich an den Verteilerraum 7 anschließenden Verteilerkammer liegt also ein Gemisch aus Dampf und Flüssigkeit vor, wobei das Mischungsverhältnis von der Größe der Öffnung der Drosselstelle 7a, der Zuführungstemperatur sowie der Kochtemperatur abhängt. Aus der hinter oder vor der Zeichenebene nach F i g. 1 liegenden Verteilerkammer tritt das Gemisch wieder in die Zeichenebene nach F i g. 1 durch die öffnungen 4a bzw. 5a. Auch die öffnungen 4a bzw. 5a können nach Wunsch eine gewisse Drosselwirkung aufweisen, um auf diese Weise eine weitere Stufe einer plötzlichen Verdampfung der Flüs-

sigkeit zu bilden. Das Gemisch tritt aus den öffnungen 4a und 5a in die Bereiche 4 bzw. 5 des Strömungsraumes mit hoher Geschwindigkeit ein und trifft dabei auf die gegenüberliegende Plattenoberfläche. Auch durch dieses Auftreffen wird das Gemisch der Breite nach aufgefächert, so daß man einen gleichförmigen, über die ganze Breite des Bereiches 4 bzw. 5 ununterbrochenen Film erhält. In der vor der Zeichenebene nach F i g. 1 liegenden Platte, die mit der gezeigten Platte die Bereiche 4 und 5 begrenzt, sind entsprechende öffnungen 4a bzw. 5a vorgesehen, so daß auch von dieser Seite her ein Flüssigkeits-Dampfgemisch mit hoher Geschwindigkeit in den Bereich 4 bzw. 5 eintritt und auf die in F i g. 1 gezeigte Plattenoberfläche auftrifft und dort einen fallenden Flüssigkeitsfilm bildet. Durch seitliehe Versetzung der öffnungen 4a bzw. 5a in den sich gegenüberliegenden Platten wird gewährleistet, daß die austretenden Flüssigkeits/Dampfstrahlen sich nicht gegenseitig stören.

Die beschriebenen Platten bilden einen Plattenstapel, der in F i g. 2 gezeigt ist. Der Stapel ist in einem Rahmen eingespannt, der im wesentlichen durch eine Kopfplatte 10 und ein aufrechtes Rahmenelement 11 gebildet ist, welche miteinander über eine obere und eine •intere Schiene 12 bzw. 13 verbunden sind. Die Platten sind bei den Schienen aufgefädelt und werden mit Hilfe einer auf den Schienen geführten Andruckplatte 14 zusammengepreßt. Die durch Durchbrechungen 6 gebildeten Kanäle sind mit Zuleitungen 15 für die zu behandelnde Flüssigkeit verbunden. Die Leitungen 15 können unterschiedliche Flüssigkeiten oder die gleiche Flüssigkeit in unterschiedlichen Konzentrationsstufen führen. Die durch die Durchbrechungen 8 bzw. 9 gebildeten Kanäle stehen mit Austrittsleitungen 16 in Verbindung,

durch die das Konzehtrat-Dampfgemisch jeweils einer zyklonartigen Trenneinrichtung 17 zugeführt wird. Der abgeschiedene Dampf wird über Leitungen 18, 19 gemeinsam abgeführt, während die Konzentrate aus den beiden Trenneinrichtungen 17 durch gesonderte Leitungen 20 getrennt voneinander abgeführt werden.

Die für das Heizmedium vorgesehenen Zuführungsund Abführungsleitungen sind in F i g. 2 nicht dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Plattenverdampfer, insbesondere mit fallendem Flüssigkeitsfilm, bei dem ein Stapel von Fläche an Fläche über Dichtungen aneinander lösbar angeschlossenen Platten vorgesehen ist, von denen eine jede Durchbrechungen aufweist, die mit entsprechenden Durchbrechungen in der benachbarten Platte fluchten, um Kanäle für die Zufuhr und die Ableitung des Heizmediums und für die Zufuhr der zu behandelhdjen Flüssigkeit und die Ableitung des KonzentratsJund des. Dampfes zu bzw^äüs den zwischen den Platten vorgesehenen Strömungsräumen zu bilden, dadurch ' gekennzeichnet, daß die Strömiingsräume für die Flüssigkeit jeweils in zwei oder mehr als zwei getrennte Bereiche (4, 5) unterteilt sind, und daß jeder'Bereich einer Platte mit einer gesonderten Verteilereinrichtung (6, 7 und 4a, 5a) für die Zufuhr der Flüssigkeit und mit einer gesonderten Durchbrechung (8, 9) versehen ist, die Teil der Konzentrat- und Dampfableitung ist.

2. Plattenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (2, 3), welche die Zufuhr- und Ableitungsöffnung für das Heizmedium bilden, sich in der Unterteilung der Strömungsräume befinden.

3. Plattenverdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verteilereinrichtung (6, 7 und 4a, 5a) wenigstens eine Drosselstelle (7a) aufweist, die in eine sich quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit erstreckende Verteilerzone mündet, die ihrerseits mit einem Bereich (4 oder 5) des unterteilten Strömungsraumes in Verbindung steht (öffnung 4a oder 5a), wobei die Drosselstelle (n) (7a) so ausgebildet ist (sind), daß an dieser (diesem) eine spontane Verdampfung eines Teils der Flüssigkeit in der Verteilerzone erfolgt.