DE2302133C3

DE2302133C3 - Process for steam generation

Info

Publication number: DE2302133C3
Application number: DE19732302133
Authority: DE
Inventors: Edwin M. El Reno OkIa. Arenson (V.St.A.) (verstorben)
Original assignee: Black, Sivalls & Bryson Inc., Oklahoma, OkIa. (V.StA.)
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1977-03-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dampferzeugung, bei dem die zu verdampfende Flüssigkeit durch einen Wärmetauscher strömt, der durch Heizdampf beheizt wird, wobei mindestens ein Teil des Heizdampfes kondensiert.The invention relates to a method for generating steam, in which the liquid to be evaporated through a heat exchanger flows, which is heated by heating steam, wherein at least part of the heating steam condensed.

Bei einem weitverbreiteten bekannten Verfahren der eingangs genannten Art, das insbesondere in Großanlagen wie Benzin- und Ölraffinerien sowie anderen chemischer Anlagen eingesetzt wird, wird ein zu verdampfender Flüssigkeitsstrom im Wärmeaustausch mit einem Heizdampf durch einen Wärmetauscher geleitet. Da in den meisten der erwähnten Anlagen Wasserdampf als Energiequelle sowohl zum Betrieb von durch Turbinen angetriebenen Pumpen, Gebläsen u. dgl. als auch als Wärmequelle verwendet wird, erfolgt auch die Verdampfung der verschiedensten Flüssigkeitsströme zum Zweck der Dampferzeugung durch Jen Wärmeaustausch mit Wasserdampf.In a widespread known method of the type mentioned, in particular in large-scale systems how gasoline and oil refineries as well as other chemical plants are used is becoming a too evaporating liquid flow exchanging heat with heating steam through a heat exchanger directed. Since in most of the systems mentioned water vapor is used as an energy source for both the operation of Turbine driven pumps, fans, and the like as well as being used as a heat source is also done the evaporation of the most varied of liquid streams for the purpose of generating steam by Jen Heat exchange with water vapor.

Wenn einer siedenden Flüssigkeit, die sich beispielsweise in Heizrohren befindet, ein zu großer Wärmefluß (Wärmemenge je Zeiteinheit) zugeführt wird, dann bildet sich eine Dampfschicht der siedenden Flüssigkeit unmittelbar an und über der ganzen Innenwand der Rohre, die eine Isolierschicht zwischen den Rohrwandungen und der darin befindlichen Flüssigkeit darstellt. Dieser Zustand, der in der einschlägigen Technik als Filmsieden bezeichnet wird, führt zu einer Herabsetzung des Wärmeüberganges an die Flüssigkeit. Die Folge davon ist, daß der Siedeprozeß in den Rohren instabil und ungleichmäßig wird- Aufgrund des sehr hohen Wärmeflusses zwischen kondensierendem Dampf an der Außenseite von Heizrohren und darin befindlicher siedender Flüssigkeit tritt ein Filmsieden sehr leicht auf.If a boiling liquid, for example in heating pipes, has too great a heat flow (Amount of heat per unit of time) is supplied, then a vapor layer of the boiling liquid forms directly on and over the entire inner wall of the pipes, which is an insulating layer between the pipe walls and the liquid contained therein. This state, which in the relevant technology as Film boiling is referred to, leads to a reduction in the heat transfer to the liquid. the The consequence of this is that the boiling process in the pipes becomes unstable and uneven - due to the very high heat flux between condensing steam on the outside of heating pipes and in them If the liquid is boiling, film boiling occurs very easily.

Um den Betrieb von Wärmetauschern der hier angesprochenen Art auch unter Berücksichtigung des Auftretens von Filmsieden zu ermöglichen, sind derartige Wärmetauscher bisher mit zusätzlicher Heizrohroberfläche ausgestattet worden. Das macht diese Wärmetauscher jedoch teuer und es ist darüber hinaus trotz der vergrößerten Heizrohroberfläche schwierig, stabile Betriebsbedingungen im Wärmetauscher einzustellen.In order to operate heat exchangers of the type discussed here, also taking into account the To enable the occurrence of film boiling, such heat exchangers are previously with additional Heating pipe surface has been equipped. However, that makes these heat exchangers expensive and it's about that In addition, despite the increased heating tube surface, stable operating conditions in the heat exchanger are difficult to adjust.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Wärmezufuhr an die zu verdampfende Flüssigkeit auf einfache Weise so zu steuern, daß ein Filmsieden verhindert wird.The invention is therefore based on the object of supplying heat to the liquid to be evaporated easy to control so that film boiling is prevented.

ErfindungsgemäO· wird diese Autgabe dadurch gelöst, daß dem Heizdampf in gesteuerter Menge ein inertes Gas beigemischt wird, um den Wärmefluß von dem kondensierenden Heizdampf zu der zu verdampfenden Flüssigkeit zu steuern und unterhalb des Wertes zu halten, bei dem ein Filmsieden der Flüssigkeit auftritt.According to the invention, this task is achieved by that the heating steam in a controlled amount of an inert gas is added to the heat flow from the condensing heating steam to control the liquid to be evaporated and below the value too hold at which a film boiling of the liquid occurs.

Es ist zwar bei einem Verfahren anderer Art schon bekannt, ein inertes Gas .ils Puffer für als Kühlmittel vor elektrischen Einrichtungen verwendete Dämpfe einzusetzen (US-PS 29 24 635). Dort sind jedoch das inerte Gas und die Kühlmitteldämpfe deutlich gegeneinander abgegrenzt und die Grenze verschiebt sich in Abhängigkeit von den Lastbedingungen der elektrischen Einrichtung, um für die Kühlmitteldämpfe lastabhängig eine mehr oder weniger große Wärmetauscherfläche zur Verfügung zu stellen.Although it is already known in a method of a different type, an inert gas .ils buffer for as a coolant to use electrical equipment used vapors (US-PS 29 24 635). There, however, they are inert Gas and the coolant vapors are clearly separated from each other and the limit shifts depending on the situation from the load conditions of the electrical equipment to a to provide more or less large heat exchanger surface.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in relativ billigen Wärmeausiauscheinrichtungen durchführen und führt zu deren stabiler Betriebsweise. Unter einem »inerten Gas« ist jegliches Gas zu verstehen, das mit dem Heizdampf nicht chemisch reagiert. Am häufigsten ist der Heizdampf Wasserdampf und das inerte Gas beispielsweise Luft oder Stickstoff.The method according to the invention can be carried out in relatively cheap heat exchange devices and leads to their stable operation. An "inert gas" is to be understood as any gas that has does not react chemically to the heating steam. The most common heating steam is steam and the inert gas for example air or nitrogen.

In einer bevorzugten Verfahrensausgestaltung wird die dem Heizdampf beigegebene Menge inerten Gases proportional mit der zunehmenden Verschmutzung des Wärmetauschers verringert. Hierdurch wird der Wärmefluß in die zu verdampfende Flüssigkeit trotz Verschmutzung des Wärmetauschers konstant gehalten.In a preferred embodiment of the method, the amount of inert gas added to the heating steam is used proportionally decreases with the increasing pollution of the heat exchanger. This will increase the heat flow kept constant in the liquid to be evaporated despite contamination of the heat exchanger.

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird der Heizdampf kontinuierlich in einem geschlossenen Behälter aus einem ' leizmedium erzeugt und die zu verdampfende Flüssigkeit durch Wärmetauscherrohre geleitet, die über dem Spiegel des Heizmediums liegen. Dabei wird eine bestimmte Menge des inerten Gases von vornherein in den geschlossenen Behälter eingebracht. In another embodiment of the method, the heating steam is continuously in a closed Container from a 'leizmedium generated and the liquid to be evaporated through heat exchanger tubes which are above the level of the heating medium. A certain amount of the inert gas is used Introduced into the closed container from the start.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform, bei der der Heizdampf kontinuierlich durch einen Raum, z. B. den Mantelraum eines Wärmetauschers geführt wird, dessen anderer Raum von der zu verdampfenden Flüssigkeit durchströmt wird, wird erfindungsgemäß dem Heizdampf vor Eintritt in den Wärmetauscher eine bestimmte Menge inerten Gases pro Zeiteinheit beigemischt.In another advantageous embodiment, in which the heating steam continuously flows through a room, z. B. the shell space of a heat exchanger is performed, the other space of the to be evaporated Liquid is flowed through, according to the invention is the heating steam before entering the heat exchanger A certain amount of inert gas is added per unit of time.

Ausführungsbeispiele zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigtExemplary embodiments for carrying out the method according to the invention are given below with reference to of the drawings. In the drawings shows

F i g. 1 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung, die einen teilweise im Querschnitt gezeigten Dampfgeneratc7 enthält,F i g. 1 shows a system for carrying out the method according to the invention in a schematic representation, the contains a steam generator 7 shown partially in cross section,

F i g. 2 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung, die einen teilweise im Schnitt gezeigten Wärmetauscher umfaßt, undF i g. 2 shows a system for carrying out the method according to the invention in a schematic representation, the comprises a heat exchanger shown partially in section, and

F i g. 3 eine Kurve, die die Beziehung zwischen der Menge an inertem Gas, die in einem zur Verdampfung flüssigen Propans verwendeten Heizdampf enthalten ist, und dem Wärmefluß in das flüssige Propan veranschaulicht. F i g. 3 is a graph showing the relationship between the amount of inert gas that is present in a gas for evaporation The heating steam used in liquid propane is included, and illustrates the flow of heat in the liquid propane.

Die in Fig. 1 gezeigte Anlage umfaßt einen Dampferzeuger 12, in dem eine Heizschlange 16 montiert ist Der Heizschlange 16 wird ein Strom zu verdampfender Flüssigkeit durch eine Leitung 14 zugeführt Beim Durchströmen der Heizschlange 16 wird die Flüssigkeit erhitzt und verdampft und der entstehende Dampf wird durch eine Leitung 18 einem Verbraucher zugeführt Der Dampferzeuger 12 enthält weiterhin einen Gasbrenner 36, dem über eine Leitung 22 mit einem Brenngas-Steuerventil 24 Brenngas zugeführt wird. Das Brenngas-Steuerventil 24 ist durch ein Temperaturüberwachungsgerät 26 gesteuert, das den Zustrom an Brenngas überwacht, um den Dampf in der Leitung 18 auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Der Gasbrenner 36 ist an eine Brennkammer 38 in Form eines U-Rohres angebaut, die sich in einem geschlossenen Behälter 28 befindet und einen Rauchabzug 40 aufweist Der Behälter 28 besitzt einen Wasseranschluß 30 und ein Belüftungsventil 32 an der Oberseite sowie ein Wasserauslaßventil 34.The system shown in FIG. 1 comprises a steam generator 12 in which a heating coil 16 The heating coil 16 is a stream of liquid to be evaporated through a line 14 fed When flowing through the heating coil 16, the liquid is heated and evaporated and the The resulting steam is fed through a line 18 to a consumer. The steam generator 12 contains furthermore a gas burner 36 to which fuel gas is fed via a line 22 with a fuel gas control valve 24 is fed. The fuel gas control valve 24 is controlled by a temperature monitor 26, the monitors the flow of fuel gas to keep the steam in line 18 at a desired temperature keep. The gas burner 36 is attached to a combustion chamber 38 in the form of a U-tube, which is in a is closed container 28 and has a smoke outlet 40. The container 28 has a Water connection 30 and a ventilation valve 32 on the top as well as a water outlet valve 34.

Die Heizschlange 16 besteht aus einer Mehrzahl von hintereinander angeschlossenen Heizrohren 42 und ist im oberen Teil des Behälters 28 angeordnet. Die Enden der Heizschlange 16 durchsetzen eine Stirnseite des Behälters 28 und sind dort dicht verschweißt.The heating coil 16 consists of a plurality of heating tubes 42 connected in series and is arranged in the upper part of the container 28. The ends of the heating coil 16 pass through an end face of the Container 28 and are welded tight there.

In dem Behälter 28 befindet sich Wasser 48 unter den Heizrohren 42 der Heizschlange 16, das die Brennkammer 38 vollständig bedeckt. Eine Leitung 50, die an eine Quelle für inertes Gas, z. B. Stickstoff, angeschlossen ist. führt in den oberen Teil des Behälters 28 und enthält ein Ventil 52In the container 28 is water 48 under the Heating tubes 42 of the heating coil 16, which completely covers the combustion chamber 38. A line 50 connected to a Inert gas source, e.g. B. nitrogen is connected. leads into the upper part of the container 28 and contains a Valve 52

Im Betrieb wird ein Teil des Wasser? 48 durch das im Brenner 36 verbrannte Brenngas erhitzt und verdampft, so daß der Oampf um die Heizrohre 42 aufsteigt. Nach dem Inbetriebsetzen der Anlage 12 wird aus dem Behälter 28 Luft durch öffnen aes Belüftungsventiles 32 entfernt. Sobald alle Luft aus dem Behälter 28 abgelassen ist, wird das Belüftungsventil 32 wieder geschlossen.In operation is part of the water? 48 through the im Burner 36 burned fuel gas heated and evaporated, so that the steam rises around the heating pipes 42. To When the system 12 is started up, air is produced from the container 28 by opening a ventilation valve 32 removed. Once all of the air is deflated from the container 28, the vent valve 32 is again closed.

Ein Strom von zu verdampfender Flüssigkeit wird durch die Leitung 14 den Heizrohren 42 zugeführt, uort erhitzt und verdampft. Der entstehende Dampf verläßt die Heizschlange 16 und gelangt in die Leitung 18, aus der er zu einem Verbraucher abgeführt wird. Gleichzeitig wird kontinuierlich aus dem Wasser 48 Heizdampf erzeugt, der an der Heizschlange 16 kondensiert und wieder in das Wasser 48 zurückfließt. Aufgrund dessen, daß der Wärmeübergang zwischen dem kondensierenden Heizdampf ander Außenseite dei Heizrohre 42 und der siedenden Flüssigkeit innerhalb der Heizrohre 42 erfolgt, ist der Widerstand gegen den Wärmostrom sehr niedrig und es wird eine hohe Wärmemenge je Zeiteinheit in die zu verdampfende Flüssigkeit übertragen. Z. B. ist der Wärmefluß von kondensierendem Dampf zu siedendem Propan sehr hoch, so daß sehr leicht ein Filmsieden in der siedenden Flüssigkeit auftrittA stream of liquid to be evaporated is fed through line 14 to heating tubes 42, uort heated and evaporated. The resulting steam leaves the heating coil 16 and enters the line 18 from which he is taken to a consumer. At the same time, the water 48 is continuously turned into heating steam generated, which condenses on the heating coil 16 and flows back into the water 48. Because of that the heat transfer between the condensing heating steam on the outside of the heating tubes 42 and the boiling liquid takes place within the heating tubes 42, the resistance to the heat flow is very high low and a high amount of heat per unit of time is transferred into the liquid to be evaporated. For example, the heat flux from condensing steam to boiling propane is very high, so very film boiling easily occurs in the boiling liquid

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Wärmefluß in die siedende Flüssigkeit reduziert und auf einen Wert eingesteuert, der gerade unterhalb des Wertes liegt, bei dem das Filmsieden auftritt. Dies erfolgt durch Verdünnung des Heizdampfes mit einem inerten Gas, durch die der Widerstand gegen den Wärmeübergang an der Außenseite der Heizrohre erhöht wird. In anderer Weise formuliert besagt dies, daß der Wärmefluß von dem kondensierenden Heizdampf durch die Gegenwart einer bestimmten Menge an inertem Gas um die Heizrohre reduziert wird.The method according to the invention reduces and increases the flow of heat into the boiling liquid controlled a value that is just below the value at which the film boiling occurs. this takes place by diluting the heating steam with an inert gas, through which the resistance to the Heat transfer on the outside of the heating pipes is increased. In other words, this means that the heat flow from the condensing heating steam by the presence of a certain amount of inert gas is reduced around the heating pipes.

In der Anordnung gemäß Fig. 1 wird nach der Inbetriebnahme der Anlage 10 das Ventil 52 geöffnet, so daß eine ausreichende Menge an inertem Gas in den geschlossenen Behälter 28 eingeblasen wird, um den Wärmeübergang von dem kondensierenden Dampf an die siedende Flüssigkeit auf einen Wert einzustellen, der gerade unter dem Wert liegt, bei dem ein Filmsieden auftritt. Dann wird das Ventil 52 wieder geschlossen.In the arrangement according to FIG. 1, after the start-up of the system 10, the valve 52 is opened, see above that a sufficient amount of inert gas is blown into the closed container 28 to the Adjust the heat transfer from the condensing vapor to the boiling liquid to a value that is just below the value at which film boiling occurs. Then the valve 52 is closed again.

Eine bevorzugte Technik zur Bestimmung der richtigen Menge an inertem Gas, die in den Behälter 28 eingcblasen werden muß, besteht in folgendem: Nachdem die Luft aus dem Behältei 28 der Anlage 12 entzogen worden ist, wird eine geringe Menge an inertem Gas in den Behälter 28 eingeblasen. Dann wird die Anlage in Betrieb gesetzt, so daß der die Anlage 12 durchsetzende Flüssigkeitsstrom verdampft und auf eine gewünschte Temperatur überhitzt wird. Die? bedeutet, daß das Temperaturüberwachungsgerät 26 auf eine Temperatur eingestellt wird, die mindestens mehrere Grad über der Sattdampftemperatur der zu verdampfenden Flüssigkeit bei dt.n in der Anlage herrschenden Druck liegt. Daraufhin wird die Stabilität des Verdampfungsvorganges beobachtet. Wenn die Temperatur des die Leitung 18 durchströmenden Dampfes merklich schwankt oder wenn der Flüssigkeitsstrom nicht vollständig verdampft wird, steht fest, daß ein Filmsieden vorliegt. 1st dies Jer Fall, wird weiteres inertes Gas in den Behälter 28 »ingeleitet und die Beobachtung erneut aufgenommen. Inertes Gas wird dann so lange eingeblasen, bis der Be'.rieb stabil wird und der Flüssigkeitsstrom vollständig verdampft und auf die gewünschte Temperatur überhitzt wird.A preferred technique for determining the correct amount of inert gas to be contained in container 28 must be blown in consists of the following: After the air from the Behäli 28 of the system 12 has been withdrawn, a small amount of inert gas is blown into the container 28. Then it will be the system is put into operation, so that the liquid flow passing through the system 12 evaporates and opens a desired temperature is superheated. The? means that the temperature monitoring device 26 is set to a temperature which is at least several degrees above the saturated steam temperature of the to evaporating liquid is at the pressure prevailing in the system. Thereupon the stability the evaporation process observed. When the temperature of the line 18 flowing through Vapor fluctuates noticeably or if the liquid flow is not completely evaporated, it is certain that there is film boiling. If this is the case, further inert gas is introduced into the container 28 and the observation resumed. Inert gas is then blown in until operation is stable and the liquid stream is completely evaporated and superheated to the desired temperature.

Wird die Wärmetauscheranlage eine gewisse Zeit betrieben, so setzen sich die Wandungen der Heizrohre mit Schmutz und sonstigen Verunreinigungen zu. Dieses Zusetzen erfolgt durch Ablagerung sowohl an der Innen- als auch an der Außenseite der Rohrwandungen, und es entsteht ein Schmutzfilm, der dem Wärmedurchgang einen Widerstand entgegensetzt. Erfindungsgemäß wird mit zunehmendem Zusetzen der Heizrohre 42 in der Anlage 12 die Menge an inertem Gas, das in dem Behälter 28 vorhanden ist, herabgesetzt, um den durch das Zusetzen bedingten Effekt auszugleichen und den Wärmefluß in die zu verdampfende Flüssigkeit konstant zu halten. Dies erfolgt durch öffnen des Belüftungsventiles 32, so daß ein Teil des inerten Gases in die Atmosphäre entweicht.If the heat exchanger system is operated for a certain time, the walls of the heating pipes settle with dirt and other contaminants too. This clogging takes place by deposition on both the Inside as well as on the outside of the pipe walls, and a film of dirt is created that prevents heat from passing through opposes a resistance. According to the invention, with increasing clogging of the heating tubes 42 in the system 12, the amount of inert gas that is present in the container 28, reduced to the through to compensate for the clogging-related effect and to keep the heat flow in the liquid to be evaporated constant to keep. This is done by opening the vent valve 32 so that some of the inert gas in the Atmosphere escapes.

Fig. 2 zeigt eine andere Anlage mit einem Mantel-Röhren-Wärmetauscher 62, in dem der zu verdampfende Flüssigkeitsstrom die Röhren und Heizdampf, den Mantel durchströmt. Der Wärmetauscher 62 besteht folglich aus einem geschlossenen Mantel 63, in demFig. 2 shows another system with a shell-and-tube heat exchanger 62, in which the liquid to be evaporated flows through the tubes and heating steam flows through the jacket. The heat exchanger 62 consists consequently from a closed jacket 63 in which

Heizröhren 64 angeordnet sind. Die zu verdampfende Flüssigkeit strömt innerhalb der Heizrohre, die von außen durch Heizdampf beaufschlagt sind. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, können beispielsweise die Heizrohren zueinander parallel geschaltet zwischen einem Paar von Röhreüböden 66 und 68 angeordnet sein. Die Röhren 64 durchsetzen die Röhrenböden 66 und 68 und sind mit diesen dicht verschweißt. Die Röhrenböden sind ihrerseits mit der Innenseite des Mantels 63 dampfdicht verschweißt. An einer Stirnseite des Mantels 63 ist eine Anschlußleitung 72 für den Flüssigkeitsstrom und an der gegenüberliegenden Seite eine Dampfauslaßleitung 76 vorgesehen. Für den Heizdampf sind ein Einlaß 80 und ein Auslaß 84 vorgesehen, so daß der Dampf die Röhren 64 umströmt. wobei Umlenkbleche 65 dazu dienen, den Dampf in innigen Kontakt mit den Außenwandungen der Heizrohren 64 zu bringen. An cien Anschluß 80 schließt eine Leitung 86 an, die eine Verbindung zu einer Quelle für inertes Gas herstellt und ein Ventil 87 enthält.Heating tubes 64 are arranged. The liquid to be evaporated flows inside the heating tubes, which are from are exposed to the outside by heating steam. As can be seen from Fig. 2, for example, the heating pipes be arranged between a pair of tube floors 66 and 68 connected in parallel to one another. the Tubes 64 pass through the tube bottoms 66 and 68 and are tightly welded to them. The tube bottoms are in turn welded to the inside of the jacket 63 in a vapor-tight manner. At one end of the Jacket 63 is a connection line 72 for the flow of liquid and on the opposite side a steam outlet line 76 is provided. There is an inlet 80 and an outlet 84 for the heating steam provided so that the steam flows around the tubes 64. with baffles 65 serving to keep the steam in to bring intimate contact with the outer walls of the heating tubes 64. At cien connection 80 closes a line 86 connecting to a source of inert gas and containing a valve 87.

Im Betrieb dieser Anlage wird ein Heizdampfstrom. z. B. gesättigter Dampf, über den Anschluß 80 in den Mantelraum des Wärmetauschers 62 eingeleitet und durch den Auslaß 84 wieder abgezogen. Der Flüssigkeitsstrom tritt in den Wärmetauscher bei 72 ein und wird durch die latente Wärme verdampft, die beim Kondensieren eines Teiles des Heizdampfes auf den Röhren frei wird. Das Kondensat verläßt den Wärmetauscher ebenfalls über die Leitung 84.When this system is in operation, there is a flow of heating steam. z. B. saturated steam, via the port 80 in the The jacket space of the heat exchanger 62 is introduced and withdrawn again through the outlet 84. The flow of liquid enters the heat exchanger at 72 and is evaporated by the latent heat generated at Condensation of part of the heating steam is released on the tubes. The condensate leaves the heat exchanger also via line 84.

Um ein Filmsieden der siedenden, die Röhren 64 durchströmenden Flüssigkeit zu vermeiden, wird mit dem Heizdampf über den Anschluß 86 ein Strom inerten Gases eingeleitet. Wie zuvor schon erläutert, bewirkt die Gegenwart des mit dem Heizdampf vermischten inerten Gases eine Reduzierung des Wärmeflusses in die Flüssigkeit. Im vorliegenden Fall muß ein kontinuierlicher Strom des inerten Gases mit dem den Wärmetauscher 62 durchströmenden Heizdampf vermischt werden. Die erforderliche Zumischmenge an inertem Gas wird auf gleiche Weise wie vorstehend erläutert bestimmt Das heißt, der Durchsatz an inertem Gas wird so lange erhöht, bis die erkennbaren Anzeichen eines Filmsiedens im Wärmetauscher 62 verschwinden. Wenn einmal die korrekte Durchsatzmenge bestimmt ist, wird ein kontinuierlicher Strom des inerten Gases eingestellt und mit dem Heizdampfstrom gemischt, so daß kein Filmsieden mehr auftritt.In order to avoid a film boiling of the boiling liquid flowing through the tubes 64, with A stream of inert gas is introduced into the heating steam via connection 86. As previously explained, causes the presence of the inert gas mixed with the heating steam reduces the heat flow in the liquid. In the present case, a continuous flow of the inert gas with the Heat exchanger 62 flowing through heating steam are mixed. The required amount to be added inert gas is determined in the same manner as explained above. That is, the flow rate of inert gas The gas is increased until there are recognizable signs of film boiling in the heat exchanger 62 disappear. Once the correct flow rate is determined, a continuous flow of the Set inert gas and mixed with the heating steam flow so that no more film boiling occurs.

Auch hier setzen sich die Heizröhren 64 im Wärmetauscher 62 mit der Zeit zu, so daß zweckmäßigerweise der Durchsatz an inertem Gas, das mit dem Heizdampf gemischt wird, herabgesetzt wird, um den Wärmefluß auf einem konstanten Wert zu halten.Here too, the heating tubes 64 sit in the Heat exchanger 62 over time, so that expediently the throughput of inert gas with the Heating steam is mixed, is reduced in order to keep the heat flow at a constant value.

Als Folge des erfindungsgemäßen Vorschlages kann die Heizröhrenoberfläche, die in den entsprechenden Einrichtungen benötigt wird, im allgemeinen kleiner gehalten werden als dies erforderlich wäre, um vergleichbare bekannte Verfahren durchzuführen. Von größerer Bedeutung ist aber, daß sich durch das, erfindungsgemäße Verfahren infolge der Ausschaltung des Filmsiedens stabile Betriebsbedingungen erzielen lassen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zwar eine größere Heizröhrenoberfläche zur Verdampfung eines bestimmten Flüssigkeitsstromes als die theoretisch notwendige Oberfläche benötigt, da eine Herabsetzung des Wärmeflusses erfolgt. Da aber die bei den bekannten Verfahren zusätzlich erforderliche Röhrenoberfläche, die vorgesehen wird, um das Filmsieden und das Zusetzen des Wärmetauschers zu berücksichtigen, wegfallen kann, ergibt sich insgesamt eine Verkleinerung der Gesamtfläche gegenüber den Wärmetauschern, die bei bekannten Verfahren eingesetzt werden.As a result of the proposal according to the invention, the heating tube surface, which in the corresponding Facilities required are generally kept smaller than would be required to carry out comparable known procedures. Of greater importance, however, is that Process according to the invention achieve stable operating conditions as a result of the elimination of film boiling leave. In the method according to the invention, a larger heating tube surface is used for evaporation of a certain liquid flow as the theoretically necessary surface area, since a Reduction of the heat flow takes place. Since, however, the additionally required in the known methods Tube surface that is provided for film boiling and clogging of the heat exchanger take into account, can be omitted, there is an overall reduction in the total area compared to the Heat exchangers that are used in known processes.

Bei der Ermittlung der für einen besonderen Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Oberfläche lassen sich herkömmliche Berechnungsmethoden zugrunde legen, wobei ein Wert verwendet wird, der in der einschlägigen Technik als »Teilkondensierungs-Wärmeübergangskoeffizient« bezeichnet wird. Dieser Koeffizient läßt sich für ein bestimmtes Wärmetauschermedium, das mit verschiedenen Mengen von inertem Gas kombiniert ist. ebenso wie der Wärmefluß an einen bestimmten zu verdampfenden Flüssigkeitsstrom bestimmen. In dem Schaubild gemäß F i g. 3 ist auf der Abszisse der Wärmefluß beim Verdampfen von Propan und auf der Ordinate das Gewichtsverhältnis von Stickstoff zu gesättigtem Heizdampf im Heizmedium aufgetragen. Aus dieser Fig. 3 läßt sich erkennen, daß der Wärmefluß in das Propan mit zunehmender Verdünnung des Heizdampfe! mittels Stickstoff abnimmt.When determining the for a particular application of the method according to the invention necessary surface can be based on conventional calculation methods, with a value is used, which is referred to in the relevant technology as the "partial condensation heat transfer coefficient" will. This coefficient can be used for a specific heat exchange medium with different Amounts of inert gas combined. just like the flow of heat to a particular one to be evaporated Determine the liquid flow. In the diagram according to FIG. 3 is on the abscissa the heat flow at Evaporation of propane and, on the ordinate, the weight ratio of nitrogen to saturated Heating steam applied in the heating medium. From this Fig. 3 it can be seen that the heat flow in the Propane with increasing dilution of the heating steam! decreases by means of nitrogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

. 1. Process for steam generation in which the liquid to be evaporated is passed through a heat exchanger flows, which is heated by heating steam, at least part of the heating steam condensed, characterized in that an inert gas is added to the heating steam in a controlled amount in order to increase the heat flow to control from the condensing heating steam to the liquid to be evaporated and below the value at which film boiling of the liquid occurs.

2. The method according to claim 1, characterized in that the added to the heating steam Amount of inert gas proportional to the increasing pollution of the heat exchanger (12, 62) is decreased.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the heating steam continuously in a closed Container generated from a heating medium and the liquid to be evaporated through heat exchanger tubes is passed, which are above the level of the heating medium, characterized in that a certain amount of the inert gas is initially introduced into the closed container (28).

4. The method according to claim 1 or 2, wherein the heating steam continuously through a room, e.g. B. the shell space, a heat exchanger is performed, the other space of the to be evaporated Liquid is flowed through, characterized in that the heating steam before entering the Heat exchanger (62) is admixed with a certain amount of inert gas per unit of time.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that steam is used as heating steam is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the inert gas is air or nitrogen is used.