DE2551666C2

DE2551666C2 -

Info

Publication number: DE2551666C2
Application number: DE2551666A
Authority: DE
Inventors: Ferris Charles Greenbank Wash. Us Standiford
Original assignee: Individual
Current assignee: Spintech Industries Inc Bellevue Wash Us
Priority date: 1974-11-19
Filing date: 1975-11-18
Publication date: 1987-10-15
Also published as: NL7513452A; FR2293230A1; FR2293230B1; GB1534017A; DE2551666A1; IT1060094B; AU8674175A; AU502917B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Entspannungsverdampfungsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung und zwei Verfahren zu deren Anwendung.The invention relates to a flash evaporation plant the genus defined in the preamble of claim 1 and two methods of using them.

Bei Entspannungsverdampfungsanlagen dieser Art ist es bis her lediglich bekannt, eine mehrstufige Entspannungsverdamp fung mit Hilfe von mehreren, horizontal hintereinander ange ordneten Entspannungsverdampfern durchzuführen. Dabei kön nen die einzelnen Entspannungsverdampfer aus zylindrischen Gefäßen mit horizontaler oder vertikaler Achse bestehen (US-PS 37 17 554), die als Ganzes mit einer so hohen Dreh zahl in Umdrehungen versetzt werden, daß die zu reinigende Flüssigkeit in ihnen durch die entsprechenden Zentrifugal kräfte radial nach außen gedrängt und im Bereich der Gefäß wand eine Dampf/Flüssigkeit-Grenzfläche gebildet wird, längs derer eine Trennung in Dampf und Restflüssigkeit möglich ist.With flash evaporation plants of this type, it is up to ago only known, a multi-stage flash evaporator with the help of several, arranged horizontally one after the other ordered flash evaporators to perform. You can the individual flash evaporators made of cylindrical Containers with a horizontal or vertical axis (US-PS 37 17 554), as a whole with such a high rotation number in revolutions that the to be cleaned Liquid in them through the appropriate centrifugal forces are pushed radially outwards and in the area of the vessel a vapor / liquid interface is formed, along which a separation into vapor and residual liquid is possible.

Bei Anwendung von anderen Entspannungsverdampfern (US-PS 35 67 591) ist es auch bereits bekannt, die ver schiedenen Entspannungsverdampfungsstufen vertikal über einander anzuordnen und das Destillat mit Hilfe von Schau felräder aufweisenden Pumpen von Stufe zu Stufe und von unten nach oben zu transportieren. Ein derartiger Flüssig keitstransport ist bei Anwendung der Entspannungsverdamp fungsanlage der eingangs bezeichneten Gattung jedoch nicht ohne weiteres anwendbar, weil hierdurch das erforderliche Gleichgewicht zwischen Entspannung und Dampf einerseits bzw. Flüssigkeit und Dampf andererseits beeinträchtigt würde. Infolgedessen ist die von mehrstufigen Entspannungs verdampfungsanlagen der eingangs bezeichneten Gattung in Anspruch genommene Fläche unerwünscht groß.When using other flash evaporators (US-PS 35 67 591) it is also already known, the ver different flash evaporation levels vertically arrange each other and the distillate with the help of show Pumps from stage to stage and from to be transported from bottom to top. Such a liquid Speed transport is when using the flash evaporation However, the plant of the type described at the outset is not readily applicable, because this makes the necessary Balance between relaxation and steam on the one hand or liquid and vapor on the other hand impaired would. As a result, that is of multi-stage relaxation evaporation plants of the type mentioned in Occupied area undesirably large.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entspannungs verdampfungsanlage der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, die auf kleiner Fläche aus einer Vielzahl von vertikal übereinander angeordneten Entspannungsverdampfern zusammengesetzt werden kann, ohne daß sich hierdurch Nach teile im Hinblick auf den Flüssigkeits- oder Dampftransport und die Abscheidungseigenschaften ergeben. Außerdem sollen zwei Verfahren zur Anwendung dieser Entspannungsverdampfungs anlage angegeben werden.The invention has for its object a relaxation Evaporation plant of the type mentioned at the beginning create that in a small area from a variety of flash evaporators arranged vertically one above the other can be put together without this parts related to liquid or vapor transport and give the deposition properties. In addition, should two methods of using this flash evaporation plant can be specified.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 6 und 9 vorgesehen.To solve this problem, the characteristic features of claims 1, 6 and 9 provided.

Die Erfindung bringt mehrere Vorteile mit sich. Zunächst ergibt sich als Hauptvorteil, daß die gesamte Anlage nur eine vergleichsweise kleine Fläche beansprucht. Vorteilhaft ist ferner, daß ein Rohr, in dem die zu reinigende Flüsig keit als Fallfilm herabströmt, gleichzeitig zur zonenweisen Vorwärmung der Flüssigkeit und zur zonenweisen Kondensation der gewonnen Dämpfe dienen kann, so daß keine zusätzli chen Maßnahmen vorgesehen werden brauchen, um die in den einzelnen Zonen erzeugten Dämpfe durch die vertikal über einander angeordneten Kondensationskammern zu transportie ren. Weiterhin weist die Entspannungsverdampfungsanlage gute Abscheidungseigenschaften auf, weil sich durch Aus wahl der verschiedenen Parameter auf einfache Weise ein hohes Gleichgewicht zwischen den die Entspannungsverdamp ferstufen verlassenden Flüssigkeiten und Dämpfen herstel len läßt. Schließlich bringt die erfindungsgemäße Entspan nungsverdampfungsanlage in baulicher Hinsicht eine wesent liche Vereinfachung mit sich, da sie einen kompakten Auf bau ermöglicht und zusätzliche Leitungen zum Transport von Flüssigkeiten oder Dämpfen weitgehend überflüssig sind.The invention has several advantages. First The main advantage is that the entire system only occupies a comparatively small area. Advantageous is also that a pipe in which the liquid to be cleaned flowing down as a falling film, at the same time as zones Preheating the liquid and for zone-by-zone condensation the vapors obtained can serve so that no additional Chen measures need to be provided to the in the vapors generated by the vertical zones above to transport each other arranged condensation chambers ren. Furthermore, the flash evaporation system good deposition properties, because by Aus simple selection of the various parameters high balance between the the flash evaporator liquids and vapors len leaves. Finally, the relaxation according to the invention brings evaporative evaporation plant from a structural point of view simplification with itself, since it has a compact opening construction enables and additional lines for transport of liquids or vapors are largely unnecessary.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläu tert. Es zeigt The invention is hereinafter in connection with the Drawing in more detail using exemplary embodiments tert. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Entspan nungsverdampfungsanlage mit schematisch dargestell ten Entspannungsverdampfern; Fig. 1 shows a section through an expansion evaporation system according to the invention with schematically illustrated expansion evaporators;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine be vorzugte Ausführungsform des Entspannungsverdampfers; Figure 2 is a partially sectioned plan view of a preferred embodiment of the flash evaporator be.

Fig. 3 einen Schnitt des Entspannungsverdampfers entlang der Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. 3 is a sectional view of the flasher along the line 3-3 of Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein vorzugsweise in Verbindung mit dem Entspannungsverdampfer nach Fig. 2 einge setztes Schaufelrad, das sich insbesondere bei der Verarbeitung von schäumenden Flüssigkeiten eignet; Fig. 4 is a plan view of a preferably in connection with the flash evaporator of Figure 2 set paddle wheel, which is particularly suitable in the processing of foaming liquids;

Fig. 5 eine alternative Anwendung der erfindungsgemäßen Entspannungsverdampfungsanlage zum Austausch von Wärme zwischen zwei Flüssigkeiten durch direkte Berührung von Dampf und Flüssigkeit; Figure 5 shows an alternative application of the flash evaporation system according to the invention for exchanging heat between two fluids by direct contact of vapor and liquid.

Fig. 6 einen Schnitt durch ein Schaufelrad längs der Linie 5-5 der Fig. 4; Fig. 6 is a sectional view of an impeller taken along the line 5-5 of Fig. 4;

Fig. 7 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Entspannungsverdampfers, bei dem die Schaufeln des Schaufelrades und die Gehäusewände aus einem Stück bestehen; Fig. 7 is a section through a further embodiment of the flash evaporator, in which the blades of the impeller and the housing walls are made of one piece;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 7; Fig. 8 is a section along the line 8-8 of Fig. 7;

Fig. 9 einen Schnitt duch eine bevorzugte Ausführungsform eines Stapels von Entspannungsverdampfern, der in Verbindung mit den Anlagen nach Fig. 1 und 5 ver wendet werden kann; . Duch a section, a preferred embodiment of a stack of flash evaporators, the ver applies in connection with the systems of Figures 1 and 5 can be Fig. 9;

Fig. 10 einen Schnitt durch einen der Entspannungsverdamp fer nach Fig. 9; FIG. 10 shows a section through one of the expansion evaporators according to FIG. 9;

Fig. 11 eine Draufsicht auf den oberen Deckel eines Ent spannungsverdampfers nach Fig. 9 von unten längs der Linie 11-11 der Fig. 10; Fig. 11 is a plan view of the top cover of a voltage evaporator Ent of Figure 9 from below along the line 11-11 of Fig. 10.

Fig. 12 einen Schnitt durch das Bodenteil eines Entspan nungsverdampfers nach Fig. 9 längs der Linie 12-12 der Fig. 10; und Fig. 12 is a section through the bottom part of a relaxation evaporator according to FIG 9 along the line 12-12 of Fig. 10 . ; and

Fig. 13 und 14 Draufsichten auf die Schaufelräder eines Entspannungsverdampfers nach Fig. 9 von oben und von unten. Fig. 13 and 14 are plan views of the blade wheels of a flash evaporator of Fig. 9 from above and from below.

Nach Fig. 1 bildet ein Bündel von vertikalen Rohren 1 eine Heizfläche, die in einem Gehäuse 2 eingeschlossen ist, das durch horizontale Zwischenwände 3 in eine Anzahl von getrennten Kondensationskammern 4 bzw. 7 unterteilt ist. Die Rohre 1 können aus normalen Rohren oder auch aus doppelt genuteten Rohren bestehen, wenn eine bessere Wärme übertragung erwünscht ist. Obwohl normalerweise eine gute Wärmeübertragung durch diese Rohre für den Fall angenommen wird, daß die nach Art eines fallenden Films (Fallfilm) aufgrund ihrer Schwerkraft durchströmende Flüssigkeit kocht, hat sich gezeigt, daß eine nahezu gleich gute Wärmeübertragung auch erreicht wird, wenn die Rohre nur zum merklichen Erhitzen der Flüssigkeit verwendet werden, wie dies für die hier beschriebenen Entspannungsverdampfungs anlage zutrifft. Die Rohre 1 werden an ihren oberen Enden durch irgendeine Einrichtung zur Herstellung eines Ober flächenfilms gespeist, z. B. durch eine Spritzdüse oder einfach durch Schwerkraftzufuhr von einem Vorratsbecken 5 aus unter Einschaltung von Verteilern 6, die in die oberen Enden der Rohre 1 eingesetzt sind. Die Flüssigkeit wird beim Herabströmen an den Rohrwänden erhitzt, wobei die Hitze dadurch erzeugt wird, daß an der Außenseite der Rohre Dampf kondensiert wird, der eine immer größere Temperatur besitzt, je tiefer die Flüssigkeit absinkt. According to Fig. 1, a bundle of vertical tubes forming a heating surface 1, which is enclosed in a housing 2, which is divided by horizontal partition walls 3 in a number of separate condensation chambers 4 and 7, respectively. The tubes 1 can consist of normal tubes or double-grooved tubes if better heat transfer is desired. Although normally a good heat transfer through these pipes is assumed in the event that the liquid flowing through in the manner of a falling film (falling film) due to its gravity boils, it has been shown that an almost equally good heat transfer is also achieved if the pipes are used only for noticeable heating of the liquid can be used, as is the case for the flash evaporation system described here. The tubes 1 are fed at their upper ends by some means for producing a surface film, e.g. B. by a spray nozzle or simply by gravity from a reservoir 5 with the involvement of distributors 6 which are inserted into the upper ends of the tubes 1 . The liquid is heated as it flows down the pipe walls, the heat being generated by condensing steam on the outside of the pipes, which has an increasingly higher temperature the lower the liquid sinks.

Der Flüssigkeit wird eine letzte Temperaturerhöhung durch Wärme vermittelt, die einer äußeren Quelle entnommen wird, indem z. B. eine externe Heizvorrichtung vorgesehen oder der untersten Kondensationskammer 7 über die Leitung 9 der in einem Dampfkessel 8 erzeugte Dampf zugeführt wird, des sen Kondensat über eine Leitung 10 in den Dampfkessel 8 zurückgeführt werden kann. Die in den Rohren 1 erhitzte Flüssigkeit wird in einem unterhalb der Rohre angeordne ten Sammelbecken 11 gesammelt und dann durch eine Leitung 12 Entspannungsverdampfern 13 zugeführt. Für den Fall, daß eine externe Heizvorrichtung vorgesehen ist, wird diese in der Leitung 12 zwischen dem Sammelbecken 11 und dem untersten Entspannungsverdampfer 13 angeordnet.The liquid is given a final temperature increase by heat, which is taken from an external source by z. B. an external heating device is provided or the lowest condensation chamber 7 is fed via line 9 to the steam generated in a steam boiler 8 , the condensate sen can be returned via a line 10 into the steam boiler 8 . The heated in the tubes 1 liquid is collected in a th of the tubes arranged below the tubes 11 and then supplied through a line 12 flash evaporators 13 . In the event that an external heating device is provided, this is arranged in line 12 between the collecting basin 11 and the lowermost flash evaporator 13 .

Die Entspannungsverdampfer 13 bestehen aus je einem Gefäß, das entweder selbst rotiert oder ein rotierendes Schaufel rad aufweist, wobei die Schaufelräder einer Reihe von über einander angeordneten Entspannungsverdampfern 13 durch eine gemeinsame, z. B. mit einem Motor 15 verbundene Welle 14 an getrieben werden. Die Rotation drückt die zu entspannende Flüssigkeit an die Außenwände der Entspannungsverdampfer und ermöglicht das Entweichen von Dampf 16 nach oben, der, im wesentlichen frei von eingeschlossener Flüsigkeit, als Heizmittel für die Rohre 1 dient und in dem Maße nach und nach geringere Temperaturen besitzt, wie sich ent spannte Flüssigkeit nach oben hin in aufeinanderfolgenden Entspannungsverdampfern abkühlt.The flash evaporators 13 each consist of a vessel that either rotates itself or has a rotating blade wheel, the blade wheels of a series of flash evaporators 13 arranged one above the other by a common, for. B. with a motor 15 connected shaft 14 to be driven. The rotation presses the liquid to be expanded against the outer walls of the flash evaporators and enables the vapor 16 to escape upward, which, essentially free of trapped liquid, serves as a heating medium for the tubes 1 and gradually has lower temperatures, such as Ent relaxed liquid cools downwards in successive flash evaporators.

Die durch die Rotation der Flüssigkeit in jedem Entspan nungsverdampfer erzeugte, vom Mittelpunkt fortstrebende Säule und die aus der Abkühlung beim Entspannen resultie renden Dampfdruckunterschiede reichen aus, um die Flüssig keit durch Verbindungsleitungen 17 von einer Entspannungs stufe zur nächsten anzuheben. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit, wenn sie durch die Entspannung abkühlt, im Gehäuse 2 nach oben befördert, wobei ihr Dampf an den Stellen abgegeben wird, an denen er kondensiert werden soll. Der oberste Entspannungsverdampfer 18 gibt Dampf an die oberste Kondensationskammer ab, wo er zum Erwärmen der kältesten Flüssigkeit, z. B. Meerwasser, an deren Einlauf stelle in die Rohre dient. Die Flüssigkeit wird vom ober sten Entspannungsverdampfer 18 dagegen übe eine Leitung 19 zu einer Pumpe 20 abgezogen, von der sie dann entweder über eine Leitung 21 als Abfall weggeführt oder durch eine Lei tung 22 teilweise wieder in den Kreislauf gegeben wird, wobei über eine Leitung 23 oder 24 Speisewasser zugeführt werden kann. Die Anordnung zur Zufuhr, Beseitigung und Rückführung ist in Fig. 1 nur schematisch dargestellt und dient sowohl zur Beseitigung der z. B. mittels des Dampf kessels 8 dem System zugeführten Nutzwärme als auch zum Absetzen der im Speisewasser befindlichen Verunreinigungen. Andere Einrichtungen zur Verbindung von Zu- und Abfuhr sowie zum Zurückwerfen von Verlustwärme sind bekannt und können ebenfalls eingesetzt werden.The generated by the rotation of the liquid in each expansion evaporator, striving from the center column and the resulting from the cooling during expansion resulting vapor pressure differences are sufficient to raise the liquid speed through connecting lines 17 from one expansion stage to the next. In this way, when the liquid cools down due to the expansion, it is transported upwards in the housing 2 , its vapor being released at the points at which it is to be condensed. The top flash evaporator 18 emits steam to the top condensation chamber where it is used to heat the coldest liquid, e.g. B. sea water, at the inlet point serves in the pipes. The liquid is withdrawn from the uppermost flash evaporator 18, on the other hand, via a line 19 to a pump 20 , from which it is then either discharged via a line 21 as waste or is partially returned to the circuit through a line 22 , with a line 23 or 24 feed water can be supplied. The arrangement for supply, removal and return is shown only schematically in Fig. 1 and is used both for removing the z. B. by means of the steam boiler 8 usable heat supplied to the system and for settling the contaminants located in the feed water. Other devices for connecting supply and discharge as well as for throwing back lost heat are known and can also be used.

Der aus dem Entspannungsverdampfer nach Fig. 1 entweichende Dampf wird an den Rohren 1 kondensiert und das dabei entste hende Kondensat kann gesammelt werden, indem das Kondensat nacheinander in den darüberliegenden Kondensationskammern mit geringerem Druck entspannt wird. Hierzu werden am ein fachsten in jeder Kondensationskammer 4 Abzugsgase zum Anhe ben des angesammelten Kondensates in die nächste höhere Kondensationskammer verwendet, wozu beispielsweise Lei tungen 25 vorgesehen sind, die dicht über dem Boden einer Kondensationskammer beginnen und über dem Boden der nächst höheren Kondensationskammer enden. Die Leitungen 25 können in ihrem Durchmesser so dimensioniert sein oder mit solchen Öffnungen versehen werden, daß das gesamte Kondensat sowie das erwünschte Volumen an Abzugsgas aus einer Kondensations kammer in die nächste befördert wird. Alternativ können die Entspannungsverdampfer auch in leicht abgeänderter Form dazu verwendet werden, das Kondensat zu sammeln und auf etwas direkterem Weg, unabhängig von strömenden Abzugsgasen, von einer Kondensationskammer in die nächste zu befördern. In jedem Fall wird das angesammelte Kondensat oder Destillat in gekühltem Zustand in der obersten Kondensationskammer gesammelt und von dort mittels einer Pumpe 27 durch eine Leitung 26 abgezogen. Auch das Abzugsgas wird in der ober sten Kondensationskammer gesammelt, jedoch mittels einer Vakuumpumpe 29 durch eine Leitung 28 abgezogen. Wenn das zugeführte Wasser zeitweilig hart ist, kann der Abstrom der Vakuumpumpe 29 durch eine Leitung 30 zum Sammelbecken 11 geleitet werden, um das in den Gasen befindliche CO₂ ganz oder teilweise mit dem zugeführten Wasser in Berührung zu bringen, wenn dieses in den Rohren 1 erwärmt wird, und da durch Kesselsteinablagerungen vermieden werden.The steam escaping from the flash evaporator according to FIG. 1 is condensed on the tubes 1 and the resulting condensate can be collected by successively depressurizing the condensate in the overlying condensation chambers at a lower pressure. For this purpose, 4 fume gases are used most simply in each condensation chamber for lifting the accumulated condensate into the next higher condensation chamber, for which purpose lines 25 are provided, for example, which start closely above the bottom of a condensation chamber and end above the bottom of the next higher condensation chamber. The lines 25 can be dimensioned in diameter or provided with such openings that the entire condensate and the desired volume of exhaust gas is transported from one condensation chamber to the next. Alternatively, the flash evaporators can also be used in a slightly modified form to collect the condensate and to transport it from one condensation chamber to the next in a somewhat more direct way, regardless of the flowing exhaust gases. In any case, the accumulated condensate or distillate is collected in the cooled state in the uppermost condensation chamber and drawn off from there by means of a pump 27 through a line 26 . The exhaust gas is collected in the upper most condensation chamber, but is withdrawn by means of a vacuum pump 29 through a line 28 . If the supplied water is temporarily hard, the outflow of the vacuum pump 29 can be passed through a line 30 to the collecting basin 11 in order to bring all or part of the CO ₂ in the gases into contact with the supplied water when it is in the pipes 1 is heated, and because scale deposits can be avoided.

Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungs form eines Entspannungsverdampfers 13 nach Fig. 1. Ein Entspannungsverdampfer enthält ein ortsfestes, annähernd zylindrisches Gefäß 31, das am Boden bis auf wenigstens eine Einlaßleitung 32 für die zu entspannende Flüssigkeit und eine enge Paßdichtung oder Lagerung 33 für eine rotie rende Welle 34 geschlossen ist. Eine Ablenkscheibe 35 und Schaufeln 36 sind auf der Welle 34 befestigt und drehen sich mit ihr, wobei die Schaufeln 36 dazu dienen, die zu entspannende Flüsigkeit in Rotation zu versetzen und da durch an die Außenwand des Gefäßes 31 zu drücken und eine Dampf/Flüssigkeits-Grenzfläche 37 zu bilden. Die Freigabe von Dampf erfolgt hauptsächlich an dieser Grenzfläche, und der Dampf entweicht durch eine Öffnung 38, durch die er in den Raum, in dem er verwendet werden soll, z. B. in eine Kondensationskammer 4 nach Fig. 1, geleitet werden kann. Nahe dem oberen Ende des Gefäßes 31 ist eine Scheideplat te 39 angeordnet, deren äußerer Rand mit der Innenwand des Gefäßes 31 einen Spalt bildet, duch den nur die Flüssig keit entweichen kann, die dann in einem Raum 40 gesammelt und durch wenigstens eine Leitung 41 abgezogen und dem nach folgenden Entspannungsverdampfer zugeführt oder aus dem System entfernt wird. Fig. 2 and 3 show details of a preferred execution form of a flash evaporator 13 of FIG. 1. A flash evaporator includes a stationary, approximately cylindrical vessel 31 which at the bottom up to at least an inlet conduit 32 for the to relaxing liquid and a narrow Paßdichtung or storage 33 is closed for a rotating shaft 34 . A baffle plate 35 and vanes 36 are attached to and rotate with the shaft 34 , the vanes 36 serving to set the liquid to be relaxed in rotation and thereby to press against the outer wall of the vessel 31 and to generate a vapor / liquid To form interface 37 . The release of steam occurs primarily at this interface, and the steam escapes through an opening 38 through which it enters the space in which it is to be used, e.g. B. can be passed into a condensation chamber 4 according to FIG. 1. Near the upper end of the vessel 31 a Scheideplat 39 is arranged, the outer edge of which forms a gap with the inner wall of the vessel 31 , through which only the liquid can escape, which is then collected in a space 40 and drawn off by at least one line 41 and is supplied to the following flash evaporator or removed from the system.

Gemäß Fig. 3 wird die zum Übertragen der Flüssigkeit von einem in den nächsten Entspannungsverdampfer benötigte Schicht durch die von der Mittelachse fortstrebende Flüss keitssäul im Gefäß 31 gebildet. Diese Flüssigkeitssäule hängt von der Drehzahl, dem Durchmesser des Gefäßes 31 und der Tiefe der Flüssigkeitsschicht zwischen der Grenz fläche 37 und der Innenwand des Gefäßes 31 ab. Es kann nahezu jede Kombination dieses Parameter gewählt werden, um die zum übertragen der Flüssigkeit von einem in den nächsten Entspannungsverdampfer des Systems erwünschte Flüssigkeitssäule zu entwickeln. Die bei der Dimensionie rung zu beachtenden Faktoren lassen sich leicht aus allge meinen Prinzipien ableiten und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. In Verbindung mit einer Entspannungsverdampfungsanlage geringer Kapazität mit 28 Stufen entsprechend Fig. 1 hat sich beispielsweise er geben, daß eine Gefäßgröße und eine Drehzahl, die eine etwa der dreißigfachen Schwerkraft entsprechende Flieh kraft entwickeln, zu einem sehr kompakten Entspannungs verdampfer führen, der eine ausgezeichnete Trennung des Dampfes von der entspannten Flüssigkeit bewirkt und eine Flüssigkeitssäule liefert, die zur Übertragung der Flüssig keit von einem in den nachfolgenden Entspannungsverdampfer geeignet ist. Obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, darf - wenn eine nahezu ideale Dimensionierung des Entspannungsverdampfers angestrebt wird - die Tiefe der Grenzfläche 37 nicht so groß sein, daß die Öffnung 38 für den Dampf während der Anlaufphase überflutet wird, wenn zwischen den Entspannungsverdampfern noch keine Dampfdruck differenzen zur Verstärkung der entwickelten zentrifugalen Kräfte vorhanden sind, oder daß die Grenzfläche 37, wenn diese Druckdifferenzen aufgebaut werden, den äußeren Rand der Scheideplatte 39 erreicht, was ein Entweichen von Dampf in den nächsten Entspannungsverdampfer zur Folge hätte. Diese beiden extremen Zustände lassen sich durch geeignete Wahl des Durchmessers des Gefäßes 31 und der Drehzahl sowie durch geeignete Dimensionierung der von der Scheideplatte 39 gebildeten Lücke bzw. Verengung und der Leitungen 41 unter Berücksichtigung des Druckabfalls der Flüssigkeit vermeiden. Weitere Verbesserungen umfassen die Hinzufügung von Diffusor schaufeln in den Räumen 40, um die rotierende Flüssigkeitsbe wegung in eine Flüssigkeitssäule umzuwandeln, und die Anbrin gung von kleinen Vorsprüngen an den Spitzen der Schaufeln 36, die so angeordnet sind, daß sie durch die am äußeren Rand der Scheideplatte 39 gebildete Verengung streifen und diese von Festkörpern freihalten, die sich in der sich entspannen den Flüssigkeit befinden können.According to FIG. 3, the layer required for transferring the liquid from a layer into the next flash evaporator is formed by the column of liquid in the vessel 31, which column strives from the central axis. This liquid column depends on the speed, the diameter of the vessel 31 and the depth of the liquid layer between the boundary surface 37 and the inner wall of the vessel 31 . Almost any combination of these parameters can be chosen to develop the liquid column desired to transfer the liquid from one to the next flash evaporator of the system. The factors to be taken into account when dimensioning can easily be derived from general principles and therefore do not need to be described in detail. In connection with a flash evaporation system of low capacity with 28 stages according to FIG. 1, for example, he has given that a vessel size and a speed which develop a centrifugal force corresponding to approximately thirty times the force of gravity lead to a very compact flash evaporator which has an excellent separation causes the vapor from the relaxed liquid and provides a liquid column that is suitable for transferring the liquid from one in the subsequent flash evaporator. Although the invention is not limited to this, if an almost ideal dimensioning of the flash evaporator is desired, the depth of the interface 37 must not be so large that the opening 38 for the steam is flooded during the start-up phase if there is still no steam pressure between the flash evaporators there are differences to increase the developed centrifugal forces, or that the interface 37 , when these pressure differences are built up, reaches the outer edge of the cutting plate 39 , which would result in a steam escape into the next flash evaporator. These two extreme conditions can be avoided by a suitable choice of the diameter of the vessel 31 and the speed as well as by a suitable dimensioning of the gap or narrowing formed by the cutting plate 39 and the lines 41 , taking into account the pressure drop of the liquid. Other improvements include the addition of diffuser vanes in the spaces 40 to convert the rotating liquid motion to a liquid column, and the attachment of small protrusions to the tips of the vanes 36 which are arranged to be passed through the outer edge of the Strip the restriction plate 39 formed constriction and keep it free of solids, which can be in the relaxing liquid.

Innerhalb des Gefäßes 31 nach Fig. 2 kann nahezu jede Art von Schaufelrad verwendet werden, um der Flüssigkeit die erforderliche Drehbewegung zu erteilen. Die in Fig. 4 und 6 dargestellten Schaufelräder eignen sich insbesondere in Ver bindung mit schäumenden Flüssigkeiten. Sie besitzen Schau feln 42, die derart gekrümmt sind, daß der freigegebene Dampf, um zu entweichen, mit einer Geschwindigkeit abwan dern muß, die größer als die Drehgeschwindigkeit ist, und daß die Anlaßfläche der Schaufeln dazu neigt, die Wasser spritzen zu sammeln. Eine Ablenkplatte 43 mit konvexer Form bzw. mit der Form eines umgekehrten Tellers gemäß Fig. 6 dient dazu, die Schaufeln 42 mit einer Welle 44 zu verbinden und die eintretende Flüssigkeit in Richtung der äußeren Wand des Gefäßes 31 umzulenken, bevor irgendeine Trennung von Dampf und Flüssigkeit stattfinden kann. Bei Verwendung eines derartigen Schaufelrades in Verbindung mit einem Gefäß, das einen Durchmesser von ca. 7,1 cm und eine Höhe von nur ca. 3,8 cm aufweist, konnten bei einer Drehzahl von 1000 U. p. M. ca. 113 l/min Luft von ca. 15,1 l/min schäumender Flüssigkeit (Reinigungsmittel/Wasser-Lösung) getrennt werden, was unter statischen Bedingungen mit einem Gefäß nicht erreicht werden kann, dessen Grundfläche zehn mal größer ist. Almost any type of paddle wheel can be used within the vessel 31 according to FIG. 2 in order to impart the required rotational movement to the liquid. The paddle wheels shown in FIGS . 4 and 6 are particularly suitable in connection with foaming liquids. They have blades 42 which are curved such that the released steam, in order to escape, must change at a speed greater than the speed of rotation, and that the pad surface tends to collect the water splash. A baffle plate 43 with a convex shape or with the shape of an inverted plate according to FIG. 6 serves to connect the blades 42 to a shaft 44 and to deflect the incoming liquid towards the outer wall of the vessel 31 before any separation of steam and Liquid can take place. When using such a paddle wheel in connection with a vessel that has a diameter of approx. 7.1 cm and a height of only approx. 3.8 cm, at a speed of 1000 rev. Approx. 113 l / min of air are separated from approx. 15.1 l / min of foaming liquid (cleaning agent / water solution), which under static conditions cannot be achieved with a vessel whose base area is ten times larger.

Zur Erzielung der erfindungsgemäßen Dampf/Flüssigkeits-Tren nung und Pumpwirkung können auch andere Ausführungsformen der Entspannungsverdampfer vorgesehen werden. Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform rotieren sowohl Ge fäße 45, um die erforderlichen zentrifugalen Säulen zu entwickeln, als auch Leitungen 46 zur Übertragung der Flüssigkeiten zwischen den Entspannungsverdampfern. Bei dieser Ausführungsform brauchen weder Schaufelräder noch durch die verschiedenen Entspannungsverdampfer ragende Antriebswellen vorgesehen werden. Der Entspannungsraum innerhalb der Gefäße 45 kann vollständig leer sein oder den Schaufeln 42 nach Fig. 4 und 6 ähnliche Schaufeln 47 enthalten, die eine bessere Trennung von Dampf und Flüsig keit ermöglichen und in diesem Fall direkt an den Wänden der Gefäße befestigt sind. Zum Entweichen des Dampfes die nen hierbei Öffnungen 38 A und Scheideplaten 39 A. Die Ge fäße werden auf einer gemeinsamen Welle gedreht und sind zwecks Drehung auf den Zwischenwänden gemäß Fig. 1 ähnli chen Stützplatten 49 abgestützt. Da die Gefäße in geeigne ten Öffnungen dieser Stützplatten rotieren, sind sie gegen die letzteren durch geeignete O-Ringe 48 abgedichtet (Fig. 7). Fig. 8 zeigt insbesondere die relative Lage der Schaufeln 47, die ähnlich den Schaufeln 42 nach Fig. 4 und 6 sind. Außer dem zeigt Fig. 8 die relative Anordnung der Öffnungen 38 A für den Dampf mit Bezug auf die am äußeren Umfang angeord neten Leitungen 46 für die Übertragung der Flüssigkeit.To achieve the vapor / liquid separation and pumping effect according to the invention, other embodiments of the flash evaporator can also be provided. In the embodiment shown in FIG. 7, both vessels 45 rotate to develop the required centrifugal columns, as well as lines 46 for transferring the liquids between the flash evaporators. In this embodiment, neither paddle wheels nor drive shafts projecting through the various flash evaporators need be provided. The relaxation space within the vessels 45 can be completely empty or contain the blades 42 according to FIGS. 4 and 6 similar blades 47 , which enable better separation of vapor and liquid and in this case are attached directly to the walls of the vessels. To escape the steam, the openings 38 A and 39 A cutting plates. The Ge vessels are rotated on a common shaft and are supported for the purpose of rotation on the partition walls according to FIG. 1 similar supporting plates 49 . Since the vessels rotate in suitable openings of these support plates, they are sealed against the latter by suitable O-rings 48 ( Fig. 7). Fig. 8 shows in particular the relative position of the blades 47, similar to the vanes 42 of Fig. 4 and 6. In addition, Fig. 8 shows the relative arrangement of the openings 38 A for the steam with respect to the lines 46 arranged on the outer periphery for the transmission of the liquid.

Die grundsätzlichen Vorteile des Entspannungsverdampfers nach Fig. 7 im Vergleich zu den Entspannungsverdampfern nach Fig. 1 bis 6 sind in der einfachen Konstruktion und der verringerten Leistungsaufnahme zu sehen, die sich aus dem Umstand ergibt, daß die Drehgeschwindigkeit der Flüssig keit nicht in jedem Entspannungsverdampfer neu aufgebaut werden braucht. Dagegen bereitet es Schwierigkeiten, zu vermeiden, daß in der Flüssigkeit suspendierte Festkörper nach außen an die Gefäßwände geschleudert werden, während im übrigen die Dichtungsringe 48 zwischen den Entspannungs stufen an größere Durchmesser und daher größere Oberflächen geschwindigkeiten angepaßt werden müssen.The basic advantages of the flash evaporator according to FIG. 7 in comparison to the flash evaporators according to FIGS. 1 to 6 can be seen in the simple construction and the reduced power consumption resulting from the fact that the speed of rotation of the liquid is not new in every flash evaporator needs to be built. In contrast, it is difficult to avoid that suspended solids in the liquid are thrown outward to the vessel walls, while the sealing rings 48 between the relaxation stages to larger diameters and therefore larger surface speeds must be adapted.

Gemäß Fig. 9 werden in Anlagen, die anhand Fig. 1 und 5 nur schematisch beschrieben werden, gestapelte Entspannungs verdampfer verwendet, wobei eine Reihe von überlagerten Ge fäßen A, B und X zur Aufnahme von Schaufelrädern vorgesehen ist. Die beim Gefäß B gezeichnete gebrochene Linie soll an zeigen, daß eine beliebige Anzahl weiterer Gefäße (nach Fig. 1 z. B. sechs) zwischengeschaltet sein kann, die sämtlich die selbe Konstruktion besitzen. Jedem Gefäß mit Ausnahme des obersten Gefäßes A ist ein der Zwischenwand 3 entsprechendes Zwischenwandelement 75 zugeordnet, das mittels eines Flan sches 80 und eines O-Rings 81 gegen die Gefäße abgedichtet ist.According to FIG. 9 are used in systems which will only be described schematically with reference to FIGS. 1 and 5, stacked relaxation used evaporator, wherein a number of superimposed Ge Faessen A, B and X is provided for receiving the blade wheels. The broken line drawn at vessel B is intended to show that any number of additional vessels (for example six according to FIG. 1) can be interposed, all of which have the same construction. Each jar except for the uppermost container A is assigned a 3 of the intermediate wall corresponding to intermediate wall member 75 by means of a ULTRASONIC Flan 80 and an O-ring 81 is sealed against the vessels.

Das oberste Gefäß A besitzt im wesentlichen dieselbe Form wie die Gefäße B und X der übrigen Entspannungsverdampfer, dient jedoch hauptsächlich zur Montage eines Antriebsmecha nismus 85 und zum Abziehen von Restflüssigkeit aus der An lage mit Hilfe von Durchbrechungen 108, die in einen ring förmigen Raum zwischen einem äußeren Gehäuse 84 und einem nach unten ragenden Ringflansch 82 münden, der mit einem Auslaßrohr 83 verbunden ist. Das Gefäß A ist außerdem nicht nur in seinem oberen Teil mit demselben O-Ring 81 wie die Gefäße B und X, sondern auch in seinem unteren Teil mit einem O-Ring 81′ abgedichtet, um ein Ausströmen der Flüssig keit in die Dampf aufnehmenden Kondensationskammern zwischen den Zwischenwandelementen 75 zu verhindern.The uppermost vessel A has essentially the same shape as the vessels B and X of the other flash evaporators, but is mainly used for mounting a drive mechanism 85 and for withdrawing residual liquid from the system with the aid of openings 108 which are in an annular space between an outer housing 84 and a downwardly projecting annular flange 82 which is connected to an outlet pipe 83 . The vessel A is also sealed not only in its upper part with the same O-ring 81 as the vessels B and X , but also in its lower part with an O-ring 81 'in order to allow the liquid to flow into the vapor-absorbing condensation chambers to prevent between the intermediate wall elements 75 .

Die im mittleren Teil der Anlage befindlichen Gefäße B und das unterste Gefäß C besitzen im wesentlichen dieselbe Form und weisen Einlaß- und Auslaßöffnungen für die Flüssigkeit auf, die außerhalb und konzentrisch zu einer Nabe bzw. Welle angeordnet sind, auf der die Schaufelräder rotieren. The vessels B in the central part of the system and the lowest vessel C have essentially the same shape and have inlet and outlet openings for the liquid which are arranged outside and concentrically with a hub or shaft on which the paddle wheels rotate.

Alle Schaufelräder sitzen zwecks gleichzeitiger Drehung auf einem nach oben ragenden, kreisförmigen Flansch bzw. einer Buchse 79 (Fig. 9) auf, die mit der Bodenplate 78 jedes zugehörigen Schaufelradgehäuses aus einem Stück bestehen kann.For the purpose of simultaneous rotation, all the paddle wheels are seated on an upwardly projecting circular flange or a bushing 79 ( FIG. 9), which can consist of one piece with the base plate 78 of each associated paddle wheel housing.

Die Schaufelräder sind weiterhin so miteinander verbunden, daß sie gemeinsam gedreht werden können. Hierzu ist zunächst ein Gehäuse 85 für eine geeignete Treibriemenanordnung vorgesehen, das mittels Schrauben 88 mit einer Deckelplatte 77 des obersten Gehäuses A verschraubt ist. Zum Antrieb der Schaufelräder dient ein Antriebsrad 90, das mit einer Antriebswelle 91 verkeilt ist. Im Gehäuse 85 ist in Form einer vertikalen und radialen Drehmomentkombination eine Antifriktionsanordnung vorge sehen. Die Antriebswelle 91 weist an ihrem unteren Ende eine Innenbohrung, beispielsweise eine Sechskantbohrung, auf, die ein Verbindungsstück 97 entsprechender Größe aufnimmt, das beispielsweise ein Wellenstummel am oberen Ende einer Nabe 98 des ersten Schaufelrades 100 innerhalb des Gehäuses A ist. Die Nabe 98 ist innerhalb einer geeigneten Buchse 99 angeordnet, die durch einen Sprengring 102 in ihrer Lage gehalten ist. Die Wellen bzw. Buchsen 98 der übrigen Gefäße B und X sind in ähn licher Weise gelagert, so daß durch Einsetzen jedes Verbindungs stücks 97 in eine Sechskantbohrung der darüber befindlichen Schaufelradnabe alle Schaufelräder zwecks gemeinsamer Drehung drehfest miteinander verbunden sind.The paddle wheels are still connected to each other so that they can be rotated together. For this purpose, a housing 85 is first provided for a suitable drive belt arrangement, which is screwed to a cover plate 77 of the uppermost housing A by means of screws 88 . A drive wheel 90 , which is keyed to a drive shaft 91, is used to drive the paddle wheels. In the housing 85 , an anti-friction arrangement is seen in the form of a vertical and radial torque combination. The drive shaft 91 has at its lower end an inner bore, for example a hexagonal bore, which receives a connector 97 of corresponding size, which is, for example, a stub shaft at the upper end of a hub 98 of the first impeller 100 within the housing A. The hub 98 is arranged within a suitable bushing 99 , which is held in place by a snap ring 102 . The shafts or bushings 98 of the other vessels B and X are mounted in a similar manner, so that by inserting each connecting piece 97 into a hexagonal bore of the bucket wheel hub above it, all the bucket wheels are connected to one another in a rotationally fixed manner for the purpose of common rotation.

Entsprechend Fig. 9 wird die Flüssigkeit dem untersten Gefäß X durch die mit Pfeilen gekennzeichneten Einlaßöffnungen 105 (Fig. 10) zugeführt. Die Flüssigkeit steigt dann während des Betriebs stufenweise nach oben, wobei sie jeweils durch kon zentrisch angebrachte Öffnungen 110, die in den Deckelplatten der Gefäße ausgebildet sind, in das nächsthöhere Gefäß gelangt. Aus dem obersten Gefäß A wird die Flüssigkeit durch die Durch brechungen 108 und die Leitung 83 in Pfeilrichtung abgezogen. Die Gefäße B und X sind außerdem mit Öffnungen 115 zur Abgabe des Dampfes versehen, welche die Nabe 98 des jeweiligen Schau felrades 100 umgeben. Die Öffnungen 115 lassen den Dampf jeweils in den Raum zwischen je zwei Zwischenwandelementen 75 entweichen. Aus Fig. 10 ist die relative Lage der Einlaßöffnungen 105 und der Öffnung 115 eines Gefäßes B ersichtlich. According to FIG. 9, the liquid is fed to the lowermost vessel X through the inlet openings 105 ( FIG. 10) identified by arrows. The liquid then rises gradually during operation, whereby it reaches the next higher vessel through openings 110 which are formed in the center and which are formed in the cover plates of the vessels. From the uppermost vessel A , the liquid is withdrawn through the openings 108 and the line 83 in the direction of the arrow. The vessels B and X are also provided with openings 115 for discharging the steam, which surround the hub 98 of the respective rocker wheel 100 . The openings 115 allow the steam to escape into the space between two intermediate wall elements 75 . From Fig. 10, the relative position of the inlet openings 105 and the opening 115 is seen a vessel B.

Das unterste Gefäß X enthält auch das unterste Schaufelrad (Fig. 9), das in diesem Fall ebenfalls auf einer nach oben ragenden Buchse 79 aufsitzt, jedoch mit der Bodenplatte des Gefäßes X durch eine Schraube 126 fest verbunden ist, die in die Nabe 98 des unter sten Schaufelrades 100 geschraubt ist.The lowermost vessel X also contains the lowermost paddle wheel ( FIG. 9), which in this case is also seated on an upwardly projecting bushing 79 , but is firmly connected to the base plate of the vessel X by a screw 126 which is inserted into the hub 98 of the is screwed under the most paddle wheel 100 .

In Fig. 10 ist der Dampfstrom durch die Öffnung 115 durch Pfeile gekennzeichnet. Die durch die Einlaßöffnungen 105 eintretende Flüssigkeit strömt an einer Schneideplatte 116 (Fig. 9) zu den Öffnungen 110, die die Form von kurzen Rohren haben. Außerdem sind in Fig. 10 und 11 gewisse Kanäle 117 in der Deckelplatte dargestellt, die dazu dienen, die von den Schaufelrädern beweg te Flüssigkeit leichter in die Öffnung 110 zu treiben und aus vier konvergierenden, durch Wände 118 in der Deckelplatte gebil deten Kanälen 117 bestehen. Die Kanäle 117 wirken somit gewis sermaßen als Trichter, die die geschleuderte Flüssigkeit in die Öffnungen 110 treiben. Die radialen äußeren Enden der Wände 118 enden in unmittelbarer Nähe der Innenwände der Gefäße und bilden dort Rinnen 119, in denen Schaber 125 gleiten, die an den Enden von Schaufeln 120 der Schaufelräder 100 angebracht sind (Fig. 13 und 14). Die Schaber 125 haben die Aufgabe, Ablagerungen von festen Ma terialien zu entfernen, die sich in diesem Bereich beim Dauerbe trieb absetzen können.In Fig. 10, the steam flow through the opening 115 is indicated by arrows. The liquid entering through the inlet openings 105 flows on a cutting plate 116 ( FIG. 9) to the openings 110 , which are in the form of short tubes. In addition, in Fig. 10 and 11 certain channels 117 are shown in the cover plate, which serve to drive the liquid from the paddle wheels te easier to drive into the opening 110 and consist of four converging, formed by walls 118 in the cover plate channels 117 formed . The channels 117 thus act to a certain extent as funnels that drive the spun liquid into the openings 110 . The radial outer ends of the walls 118 terminate in the immediate vicinity of the inner walls of the vessels and there form channels 119 in which scrapers 125 slide, which are attached to the ends of blades 120 of the blade wheels 100 ( FIGS. 13 and 14). The scraper 125 have the task of removing deposits from solid materials that can settle in this area during continuous operation.

Fig. 13 und 14 zeigen die spezielle Ausbildung der Schaufelräder 100 in Draufsichten von oben bzw. unten. Eine konvexe bzw. halb kugelförmige Ablenkscheibe 122 bildet die Grenze zwischen oberen und unteren Abschnitten der Schaufeln 120. Gemäß Fig. 13 ist zwi schen den oberen Abschnitten der Schaufeln 120 jeweils ein Zwischen raum 123 vorgesehen, der eine Öffnung zum Durchtritt des durch einen Pfeil gekennzeichneten Dampfes darstellt. Die Form der Schaufeln in vertikaler Richtung ist im wesentlichen überall gleich, wobei jedoch gemäß Fig. 14 die inneren Enden der Schaufeln zu einem ge schlossenen Ringflansch 124 verlängert sind, der drehbar auf der zugehörigen nach oben ragenden Buchse 79 gelagert ist. Hierdurch sind die Schaufeln 120 an ihrem unteren, mittleren Ende abgedich tet, so daß das Flüssigkeit/Dampf-Gemisch unterhalb der Ablenk platte 122 zunächst nach außen und dann über deren äußeren Rand nach oben gegen die Gefäßwand strömt, an der sich eine dünne Flüssigkeitsschicht ausbildet. FIGS. 13 and 14 show the special design of the paddle wheels 100 in plan views from above and below. A convex or semi-spherical baffle 122 forms the boundary between the upper and lower portions of the blades 120 . According to Fig. 13 the upper portions of the blades 120 is provided in each case an intermediate space 123 Zvi rule, which is an opening for the passage of steam indicated by an arrow. The shape of the blades in the vertical direction is essentially the same everywhere, however, according to FIG. 14, the inner ends of the blades are extended to form a closed annular flange 124 which is rotatably mounted on the associated upwardly projecting bushing 79 . As a result, the blades 120 are sealed at their lower, middle end, so that the liquid / steam mixture below the baffle plate 122 first flows outward and then flows upward over the outer edge thereof against the vessel wall, on which a thin layer of liquid forms .

Obgleich der Hauptvorteil der Erfindung in einer Entspan nungsverdampfungsanlage besteht, in der die verdampfende und sich entspannende Flüssigkeit unter kontrollierten Bedin gungen stufenweise auf höher liegende Niveaus befördern kann, weist die Erfindung noch weitere vorteilhafte Merkmale auf. Eines dieser Vorteile besteht darin, daß das von den Entspan nungsverdampfern eingenommene Volumen nur einen kleinen Teil (etwa 10 bis 20%) des von konventionellen Entspannungsver dampfern benötigten Volumens ausmacht. Dies ist hauptsächlich eine Folge der wesentlich verringerten, durch die Entwicklung einer zentrifugalen Flüssigkeitssäule ermöglichten Tiefe der in den Entspannungsverdampfern befindlichen Flüssigkeit und des wesentlich geringeren Raumbedarfs über der Flüssigkeit bei der Trennung von Flüssigkeit und Dampf. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß die auf die Flüssig keit wirkende Zentrifugalkraft wesentlich größer als die Schwerkraft sein kann. Dies ermöglicht sogar die Verwendung von Entspannungsverdampfern in horizontaler Anordnung und macht die Entspannungsverdampfer unempfindlich gegen zusätz liche Bewegungen, wie sie beispielsweise auf Schiffen auf treten können. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfin dung ist darin zu sehen, daß die Entspannungsverdampfer eine Verdampfung in größerer Nähe der Gleichgewichtstemperatur des Dampfraumes ermöglichen. Bei konventionellen Entspannungs verdampfern für die mehrstufige Entspannungsverdampfung be trägt die Flüssigkeitstiefe dreißig Zentimeter und mehr, so daß die Druckzunahme innerhalb der Flüssigkeit die nahe dem Boden befindliche Flüssigkeitsschicht daran hindert, bei dem im Dampfraum befindlichen Druck zu verdampfen. Beim erfin dungsgemäßen Entspannungsverdampfer wird dagegen zwar der wirksame hydrostatische Druck durch die Zentrifugalkraft noch vergrößert, doch ist die Tiefe der Flüssigkeit normaler weise so gering, daß sich die Flüssigkeit an der Gefäßwand auf einem wesentlich niedrigeren Druck als eine Flüssigkeit am Boden eines normalen Entspannungsverdampfers befindet. Außerdem bewirken die Schaufeln, falls sie verwendet werden, eine starke Turbulenz, die es ermöglichen, daß alle Teile der Flüssigkeit wiederholt dem geringsten Druck an der Flüssig keitsoberfläche ausgesetzt werden, wodurch ebenfalls ein besseres Gleichgewicht sichergestellt wird.Although the main advantage of the invention is in a relaxation evaporation plant in which the evaporating and relaxing fluid under controlled conditions can gradually move services to higher levels, the invention has further advantageous features. One of these advantages is that the relaxation volume evaporators only a small part (about 10 to 20%) of that of conventional Relaxungsver volume required. This is mostly a consequence of the much reduced, through development a centrifugal liquid column allowed depth of the liquid in the flash evaporators and the much smaller space requirement above the liquid when separating liquid and vapor. Another one advantageous feature is that the liquid centrifugal force acting much larger than that Gravity can be. This even enables use of flash evaporators in a horizontal arrangement and makes the flash evaporator insensitive to additional movements such as those found on ships can kick. Another beneficial feature of the Erfin can be seen in the fact that the flash evaporator is a Evaporation near the equilibrium temperature allow the steam room. With conventional relaxation evaporators for multi-stage flash evaporation carries the liquid depth thirty centimeters and more, so that the pressure increase within the liquid is close to that Prevents liquid layer located at the bottom evaporate the pressure in the steam room. When invented However, the flash evaporator according to the invention is the effective hydrostatic pressure by centrifugal force still enlarged, but the depth of the liquid is more normal so low that the liquid on the wall of the vessel at a much lower pressure than a liquid located on the bottom of a normal flash evaporator. In addition, the blades, if used, cause a strong turbulence that would allow all parts of the Liquid repeats the slightest pressure on the liquid be exposed to the surface, which also causes a better balance is ensured.

Außer der mehrstufigen Entspannungsverdampfung gibt es zahl reiche weitere Anwendungsfälle für die erfindungsgemäße Entspannungsverdampfungsanlage. Ein Beispiel hierfür stellt die mehrstufige Eindampfung der in Zellstoffwerken anfallen den Kochlaugen zwecks Verdickung dar. Bei dieser Art Verdamp fung wird die verdickte Ablauge heiß von der auf höchster Temperatur befindlichen Stufe abgegeben. Ihr Wärmeinhalt kann durch Verdampfung auf tiefere Temperaturen wiederge wonnen werden. Hierzu werden bisher konventionelle ortsfeste Entspannungsverdampfer verwendet, doch ermöglichen diese nur die Wiedergewinnung eines kleinen Teils des Wärmeinhalts auf grund des Umstandes, daß die Ablauge viskos ist und stark schäumt, so daß nur wenige Verdampferstufen hintereinander geschaltet werden können. Mit den hier verwendeten Entspan nungsverdampfern, die weit weniger Raum benötigen und außer dem eine leichtere Kontrolle des Schaums ermöglichen, kann die Ablauge dagegen in einer Vielzahl von Stufen verdampft und dadurch die Wärme zu einem weit größeren Teil wieder gewonnen werden.In addition to the multi-stage flash evaporation, there are numbers rich other applications for the invention Flash evaporation plant. An example of this is the multi-stage evaporation in pulp mills the cooking liquors for the purpose of thickening. In this type of vaporization the thickened waste liquor becomes hot from the highest to the highest Given temperature. Your heat content can be evaporated to lower temperatures be won. So far, conventional stationary Flash evaporator used, but only allow the recovery of a small part of the heat content due to the fact that the waste liquor is viscous and strong foams so that only a few evaporator stages in a row can be switched. With the relaxation used here vaporizers that take up much less space and save which can allow easier control of the foam the waste liquor, however, evaporates in a variety of stages and thereby the heat to a large extent again be won.

Ein anderes Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäßen Entspannungsverdampfungsanlagen ist die direkte Kontakter wärmung einer anderen Flüssigkeit, die nur im Kontakt mit dem kondensierenden Dampf erwärmt werden kann oder darf. Als Beispiel hierfür sei die mehrstufige Erwärmung einer Kesselstein bildenden Flüssigkeit erwähnt, die in einem normalen Wärmeaustauscher mit metallischen Heizflächen nicht erwärmt werden kann.Another application example for the invention Flash evaporator is the direct contact heating another liquid that is only in contact with the condensing steam can or may be heated. Multi-stage heating is an example of this The scale-forming liquid mentioned in a normal heat exchanger with metallic heating surfaces cannot be heated.

Fig. 5 zeigt schematisch die Anwendung der erfindungsgemäßen Entspannungsverdampfungsanlage zum Erhitzen einer mit CaSO₄ gesättigten Flüssigkeit, was vor der Einführung der Flüssig keit in einen mit Keimen versehenen Verdampfer zwecks weiterer Konzentration oder zur Beseitigung des CaSO₄-Gehaltes durch thermische Ausfällung erforderlich sein kann und die Umwandlung einen hauptsächlichen CaSO₄ als Verunreinigung enthaltenden Wassers in Trinkwasser oder für andere Zwecke geeignetes Wasser ermöglicht, weil mit CaSO₄ gesättigtes Wasser bei Zimmertemperatur etwa 2000 Teile CaSO₄ pro eine Million Teile Wasser und damit wesentlich mehr als die normalerweise für Trinkwasser zugelassenen 500 Teile aller gelösten Festkörperbestandteile pro eine Million Teile Was ser enthält, während es bei Erwärmung auf etwa 148°C im Sätti gungszustand nur etwa 200 Teile CaSO₄ auf eine Million Teile enthält. Gemäß Fig. 5 wird das durch eine Leitung 50 zugeführte Wasser in einer Vielzahl von Stufen durch direkten Kontakt mit durch Leitungen 52 zugeführtem, stufenweise auf höherer Tempe ratur und höherem Druck befindlichen Dampf erhitzt. Die Über führung der Flüssigkeit zwischen den Stufen kann mit Hilfe konventioneller Pumpen, auf hydrostatischem Wege oder gemäß Fig. 5 mit Hilfe von Flügelrädern 53 erfolgen, die sich in Kammern 54 drehen, die an einer Seite nach oben und an einer anderen Seite nach unten hin geöffnet und zwecks Übergang der Flüssigkeit von einer Stufe zur nächsten Stufe zum Eintritt der Flüssigkeit eine Öffnung 55 und zum Austritt der Flüssigkeit eine Öffnung 56 aufweisen. Die "leere" Seite des Flügelrades, die von der Öff nung 56 zur Öffnung 55 zurückkehrt, füllt sich mit Dampf von einer Stufe mit höherem Druck und überführt diesen zur nächsten, auf ge ringerem Druck befindlichen Stufe und wirkt so als Lüfter für die nicht kondensierbaren Gase jeder Stufe. Die angesammelten Gase werden schließlich mittels einer Vakuumpumpe 58 durch eine Lei tung 57 abgezogen. Alle Flügelräder können mittels einer gemein samen Welle 59 durch einen Motor 60 angetrieben werden, wobei nur ein Motor 60 mit geringer Leistung erforderlich ist, weil die zur Überführung der Flüssigkeit von einer Stufe geringen Drucks zu einer Stufe hohen Drucks benötigten Energie hauptsächlich aus der Überführung von Gasen und Dampf von Stufen mit höherem Druck zu Stufen mit niedrigerem Druck abgeleitet wird. Obgleich die Flüssigkeit beim Erhitzen mit CaSO₄ übersättigt wird, steht zum Absetzen von CaSO₄ nur wenig Zeit und wenig Fläche zur Verfügung. Ablenkplatten 61 in den Kondensationsräumen, die dazu dienen, den Flüssigkeitsstrom auseinanderzureißen und mehr Kontaktfläche zwischen Flüssigkeit und Dampf zu schaffen, können mit Elasto meren beschichtet sein oder aus einem flexiblen Metall bestehen. Fig. 5 shows schematically the application of the flash evaporation system according to the invention for heating a liquid saturated with CaSO ₄ , which may be necessary before the introduction of the liquid in a germ-equipped evaporator for the purpose of further concentration or for the removal of the CaSO ₄ content by thermal precipitation and the conversion of a water containing mainly CaSO ₄ as an impurity into drinking water or water suitable for other purposes enables, because with CaSO ₄ saturated water at room temperature about 2000 parts CaSO ₄ per million parts water and thus considerably more than the 500 parts normally approved for drinking water of all dissolved solid components per million parts of water, while when heated to about 148 ° C in the saturated state it contains only about 200 parts of CaSO ₄ per million parts. According to Fig. 5 supplied through a line 50 water is heated in a plurality of stages by direct contact with supplied through lines 52, stepwise temperature at a higher and higher pressure steam Tempe located. The transfer of the liquid between the stages can be carried out with the aid of conventional pumps, by hydrostatic means or, as shown in FIG. 5, with impellers 53 , which rotate in chambers 54 , which on one side upwards and on another side downwards opened and have an opening 55 for the transition of the liquid from one stage to the next stage for the entry of the liquid and an opening 56 for the exit of the liquid. The "empty" side of the impeller, which returns from the opening 56 to the opening 55 , fills with steam from one stage at a higher pressure and transfers it to the next stage at a lower pressure, thus acting as a fan for the non-condensable Gases of any level. The accumulated gases are finally drawn off by means of a vacuum pump 58 through a line 57 . All impellers can be driven by a common shaft 59 by a motor 60 , with only a low power motor 60 being required because the energy required to transfer the liquid from a low pressure stage to a high pressure stage mainly from the transfer of Gases and steam are derived from higher pressure stages to lower pressure stages. Although the liquid becomes supersaturated when heated with CaSO ₄ , little time and little space is available to settle CaSO ₄ . Deflection plates 61 in the condensation spaces, which serve to tear apart the liquid flow and create more contact surface between liquid and steam, can be coated with elastomers or consist of a flexible metal.

Nach dem Ausströmen aus der letzten Kontaktheizstufe 63 wird die auf einer Temperatur von etwa 148°C befindliche Flüssig keit einem Kristallisator 64 zugeführt, der wasserfreie CaSO₄-Keime enthält, welche die Entübersättigung des eintretenden heißen Was sers begünstigen. Das sich im Kristallisator 64 ansammelnde CaSO₄ kann mittels einer Leitung 65 entfernt werden. Die Zufuhr von Nutz wärme zum System, die zum Herstellen der thermischen Antriebskraft für den Betrieb des Vorwärmsystems erforderlich ist, kann durch dem Heizer 66 des Kristallisators zugeführten Dampf oder durch Zufuhr von Zusatzdampf anstelle von durch Verdampfung gebildeten Dampf zur untersten Kontaktheizstufe 63 zugefügt werden. Das heiße Wasser wird, wenn es sich mit den Keimen im Gleichgewicht befindet, vorzugsweise mittels eines im Kristallisator 64 ange ordneten Klärgerätes 67 von den Feststoffen befreit und dann einer Kette von erfindungsgemäßen Entspannungsverdampfern 68 zugeführt, die dazu dienen, Dampf durch Leitungen 52 in die Kontaktheizstufen einzugeben. Die von dem obersten Entspannungs verdampfer durchgelassene Flüssigkeit wird durch eine Leitung 69 als von der Anlage hergestelltes gereinigtes Waser abgezogen.After flowing out of the last contact heating stage 63 , the liquid located at a temperature of about 148 ° C. is fed to a crystallizer 64 which contains anhydrous CaSO ₄ nuclei, which promote the de-saturation of the entering hot water. The CaSO ₄ accumulating in the crystallizer 64 can be removed by means of a line 65 . The supply of useful heat to the system, which is required to produce the thermal driving force for the operation of the preheating system, can be supplied to the lowest contact heating stage 63 by steam supplied to the crystallizer heater 66 or by supplying additional steam instead of steam formed by evaporation. The hot water, if it is in equilibrium with the germs, is preferably freed from the solids by means of a clarifier 67 arranged in the crystallizer 64 and then fed to a chain of flash evaporators 68 according to the invention, which serve to pass steam through lines 52 into the contact heating stages to enter. The liquid let through from the uppermost flash evaporator is drawn off through a line 69 as purified water produced by the system.

Die Vorteile der Entspannungsverdampfer in dieser Anlage sind im wesentlichen dieselben wie in Verbindung mit der mehrstufigen, mit einem fallenden Flüssigkeitsfilm arbeitenden Entspannungs verdampfungsanlage. Ein Vorteil der zuletzt beschriebenen Ge samtanlage besteht außerdem darin, daß man Trinkwasser aus dem zugeführten Wasser mit weniger als einem Viertel des Wärmever brauchs im Vergleich zu einer herkömmlichen Entspannungsverdamp fungsanlage herstellen kann, die im übrigen wegen der Kesselstein probleme in keinem Fall angewendet werden könnte. Bei der be schriebenen Anlage sind nur dreizehn Stufen erforderlich, um einen Wirkungsgrad von 40 zu erzielen, was einem Wärmeverbrauch von nur 13,9 kcal pro Kilogramm hergestellten Wassers entspricht. Derartige Anlagen eignen sich daher nicht nur zur Herstellung von Trinkwasser, sondern auch zur Entfernung von CaSO₄ aus Was ser, das beispielsweise in Kühltürmen von Kraftwerken zu Kühl zwecken verwendet werden soll.The advantages of the flash evaporator in this system are essentially the same as in connection with the multi-stage flash evaporation system working with a falling liquid film. An advantage of the Ge system described last is also that you can produce drinking water from the supplied water with less than a quarter of the heat consumption compared to a conventional expansion evaporative system, which could not be used in any case because of the scale problems. In the system described be only thirteen stages are required to achieve an efficiency of 40, which corresponds to a heat consumption of only 13.9 kcal per kilogram of water produced. Such systems are therefore not only suitable for the production of drinking water, but also for the removal of CaSO ₄ from water, which is to be used, for example, in cooling towers of power plants for cooling purposes.

Claims

1. flash evaporation plant for multi-stage cleaning of liquids by flash evaporation, with at least one condensation chamber, at least one expansion evaporator in the form of a cylindrical vessel in which the liquid can be set in rotation and thereby to form a vapor / liquid interface in the area of the vessel wall by centrifugal force is displaceable radially outwards and the at least one inlet opening at its bottom for the liquid, at least one steam outlet opening near its axis for the vapor formed and a coaxial sheath plate with a smaller diameter compared to the vessel diameter, which has a constriction with the cylindrical vessel wall Passage of the liquid forms, with a Sam melbecken for the liquid and with at least one Einrich device for withdrawing the vapor formed, characterized in that a number of vertically one above the other, by partition walls ( 3, 49, 75th ) separate condensation chambers ( 4 ) and a corresponding number of coaxially and vertically arranged one above the other, in the intermediate walls ( 3, 49, 75 ) sealed flash evaporators ( 13, 68 ) to a multi-stage, vertically arranged flash evaporation system are combined that the vessels ( 31, 45 A, B, X) are either connected to a common rotary drive or each have a rotatable paddle wheel ( 100 ) connected to a common drive ( 15, 70 ), and that the collecting basin ( 11 ) is connected by a line ( 12 ) is connected to the lowermost expansion evaporator, the steam outlet openings ( 38, 38 A , 115 ) each open into an associated condensation chamber ( 4 ) and each flash evaporator through the constriction and a line ( 17 ) connected to it with the flash evaporator located above it connected is.

2. flash evaporation plant according to claim 1, characterized in that at the upper end of the flash evaporation plant a reservoir ( 5 ) for the liquid is angeord net by at least one of the partitions ( 3, 49, 75 ) vertically protruding to pass the liquid in Form of a falling film specific tube ( 1 ) with the collecting tank ( 11 ) is connected.

3. flash evaporation plant according to claim 1, characterized in that in each partition ( 3, 49, 75 ) with the exception of the bottom partition, a vertically arranged line ( 25 ) for exhaust gas is used, each of a condensation chamber ( 4 ) to the next Kondationskam mer ( 4 ) and through which the exhaust gas for withdrawing the condensate flows from a lower through all overlying Lichen into the uppermost condensation chamber ( 4 ), and that the device ( 26, 27 ) for withdrawing the condensate with the uppermost condensation chamber ( 4 ) is connected.

4. flash evaporation plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reservoir ( 5 ) with a connected to the uppermost flash evaporator closed feedback device ( 22 ) for the impure liquid is the verbun.

5. flash evaporation plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that with the lowest condensation chamber ( 7 ) a heating device ( 8, 9, 10 ) is connected.

6. A method for using a flash evaporation system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the liquid to be cleaned is preheated by the outer wall of the tube ( 1 ) as the liquid flows down as a falling film along the tube inner wall by condensation in the one above the other Arranged flash evaporators ( 13 ) gradually warmed up to increasing pressure steam, that the liquid is then collected in the collecting basin ( 11 ), from there successively passed through the flash evaporator arranged one above the other and subjected to such a large centrifugal force that sen it collects on the vessel walls and gradually more and more is expanded or evaporated repeatedly at an ever decreasing pressure, and that the respective residual liquid speed is drawn off through the constrictions formed by the vaginal plates to the next higher flash evaporator, during which d Vapor formed by pressure reduction is withdrawn through the respective steam outlet opening as the temperature decreases from stage to stage and brought into contact with the outer wall of the tube in the associated condensation chamber and is thereby condensed.

7. The method according to claim 6, characterized in that the fully relaxed but not evaporated residual liquid collected in the top flash evaporator and from this Will get removed.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the residual liquid is at least partially re-supplied to the inner wall of the tube ( 1 ).

9. Method of using flash evaporation System according to one of claims 1 to 5, for contact heating a first liquid by means of the gradual Ent voltage evaporation obtained from a second liquid Steam, characterized in that the first liquid from top to bottom by a number of direct, match other arranged contact heating stages conducted and in these by condensing be at increasingly higher temperatures is heated vapors that these vapors by Ent voltage evaporation of the second liquid gradually be witnessed while these are from the bottom up through the knockout flash evaporators arranged axially one above the other increases, with each flash evaporator approximately in the same Height like the contact heating level that absorbs steam is ordered, and that the heated first liquid from the lowest contact heating level and the second liquid is withdrawn from the top flash evaporator.