DE2837892A1 - Verfahren und vorrichtung zum kondensieren von dampf - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kondensieren von dampf

Info

Publication number
DE2837892A1
DE2837892A1 DE19782837892 DE2837892A DE2837892A1 DE 2837892 A1 DE2837892 A1 DE 2837892A1 DE 19782837892 DE19782837892 DE 19782837892 DE 2837892 A DE2837892 A DE 2837892A DE 2837892 A1 DE2837892 A1 DE 2837892A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchange
exchange elements
steam
condensate
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19782837892
Other languages
English (en)
Other versions
DE2837892C2 (de
Inventor
Axel E Rosenblad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenblad Corp
Original Assignee
Rosenblad Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rosenblad Corp filed Critical Rosenblad Corp
Priority to DE19782837892 priority Critical patent/DE2837892C2/de
Publication of DE2837892A1 publication Critical patent/DE2837892A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2837892C2 publication Critical patent/DE2837892C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0027Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/22Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0003Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
    • B01D5/0015Plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033Other features
    • B01D5/0036Multiple-effect condensation; Fractional condensation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Kondensieren
  • von Dampf Die Erfindung bezieht sich auf die Kondensation von Dampf in industriellen Verfahren mit Hilfe eines plattenförmigen Kondensators.
  • In einigen industriellen Anwendungsfällen wird der in einem Verdampfer erzeugte Dampf nachfolgend kondensiert, um ihn aus dem Verfahren abzuscheiden, beispielsweise um Wasser wiederzugewinnen oder aus verschiedenen anderen Gründen, Beispielsweise werden in Verdampfersystemen der Holzfaser- und Papier-Industrie Oberflächenkondensatoren verwendet, die es erlauben, das warme, aus dem Wasserdampf wiedergewonnene Kondensatwasser wieder in den Verfahrensvorgang rückzuführen.
  • Wenn Wasserdampf oder anderer zu kondensierender Dampf dampfförmige Substanzen enthält, die flüchtiger sind als das Wasser oder die anderen Substanzen, die den durch Kondensation wiederzugewinnenden Hauptbestandteil des Dampfes bilden, dann besteht eine Möglichkeit zur Behandlung des Dampfes darin, alles zu kondensieren, einschließlich der hochflüchtigen Bestandteile und zwar durch Unterkühlen um ein vorbestimmtes Maß.
  • Die US-PS 37 88 954 betrifft ein Destillationsverfahren und zeigt eine Kondensationsvorrichtung, die obere und untere Kondensationskammern aufweist die durch eine horizontale Trend oder Prallwand voneinander getrennt sind, die dazu bestimmt ist, die weniger flüchtigen Komponenten von den flüchtigeren Komponenten des zu kondensierenden Dampfes zu trennen0 Die US-PS 32 61 392 zeigt einen Verdampfer mit einer vertikal angeordneten Trennwand, die einen Heizraum trennt. Ein Wärmetauscher mit plattenförmigen Wärmetauschelementen ist in der US-PS 33 32 469 beschrieben.
  • In der Wärmetauschertechnologie und speziell in der Technik der Oberflächenkondensatoren der verschiedensten Arten liegen sehr umfangreiche Erfahrungen vor, Bis jetzt gibt es jedoch noch kein voll zufriedenstellendes System zur wirksamen Trennung von Kondensat in einem plattenförmigen Wärmetauscher zu einem Konzentrat der flüchtigeren Bestandteile des zu kondensierenden Dampfes von den weniger flüchtigen Komponenten.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Systeme zu vermeiden und eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen es möglich ist, eine selektive Kondensation durchzuführen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung und ein Kondensationsverfahren mit entsprechenden Weiterbildungen sind Gegen stand weiterer Ansprüche0 Der Kondensator nach der Erfindung besteht aus einem Gehäuse, das eine Mehrzahl von Wärmetauschelementen umschließt, an deren Außenseiten eine Kühlflüssigkeit vorbeiströmt, die den in den Elementen enthaltenen Dampf kondensieren soll. Die Wärmetauschelemente bestehen vorzugsweise jeweils aus zwei breiten Platten, die an ihren Rändern bis auf je eine Öffnung am Boden und am oberen Ende dicht miteinander verbunden sind. Eine Verzweigungs oder Verteilerleitung verbindet alle Wärmetauschelemente an ihren oberen Enden miteinander, so daß der Dampf frei vom einen Element zum nächsten fließen kann0 Weiterhin ist eine bodenseitige Verzweigungsleitung vorgesehen, die sich in Jedes der Wärmetauschelemente öffnet. In dieser Verzweigungsleitung ist jedoch eine Trennwand angeordnet, die den einen Endbereich der Verzweigungsleitung vom anderen Endbereich abtrennt.
  • Der zu kondensierende Dampf wird in die Innenräume aller Wärmetausohelemente zur einen Seite der Trennwand in der Verzweigungsleitung aufgeführt, Der Dampf steigt dann in diesen Wärmetauschelementen nach oben und wird darin teilweise kondensiert. Das gebildete Kondensat enthält die leichter kondensierbaren Bestandteile des Dampfes, Die flüchtigeren Bestandteile des Dampfes werden nicht so schnell kondensiert und gelangen zur oberen Verzweigungs leitung und durch diese hindurch zu jenen Wärmetauschelementen, deren Böden sich auf der anderen Seite der Trennwand in die untere Verzweigungsleitung öffnen. Die weitere Abkühlung des Dampfes kondensiert die flüchtigeren Bestandteile, und das Kondensat, das diese Bestandteile enthält, sammelt sich am Boden des Kondensators zur anderen (zweiten) Seite der Trennwand getrennt von dem reineren Kondensat auf der ersten Seite der Trennwand. Die beiden Kondensate lassen sich auf diese Weise getrennt aus dem Wärmetauscher abziehen. Die nichtkondensierbaren Gase und die Abgase werden auf der gleichen Seite der Trennwand abgezogen> wie das verunreinigte Kondensat.
  • Die meisten Wärmetauschelemente stehen mit der Dampfeintrittsseite der unteren Verzweigungsleitung in Verbindungß und das meiste Kondensat wird auf dieser -Seite aus dem Kondensator abgezogen. Der Dampf fließt aufwärts durch die meisten Wärmetauschelemente.
  • Die geringere Zahl der Wärmetauschelemente, in denen die flüchtigeren Bestandteile kondensiert werden, führen den Dampf in Abwärtsrichtung, so daß Abgase und nichtkondensierbare Gase an den unteren Enden jener Wärmetauschelemente entweichen können. Die Abgase können anschließend kondensiert und ihr Wärme gehalt in einer nachfolgenden Behandlungsstufe wieder gewonnen werden.
  • Die obige Beschreibung hat sich nur auf die Kondensation des Dampfes bezogen, naohfolgend soll Jedoch auch die Kühlmittelströmung ort rfordno Das Kühlmittel kann als kontinuierlicher Kühlwasserstrom zugeführt werden, der aufgeheizt wird, während der Dampf kondensiert. Das Kühlwasser kann jedoch auch mit Hilfe einer Umwälzpumpe im Kreislauf geführt werden und mit Hilfe einer Verdanipfungskühlung außerhalb des beschriebenen Systems gekühlt werden, bevor es dem Kondensator als Kühlmittel wieder zugeführt wird, Das Kühlmittel kann jedoch auch eine zu verdampfende Flüssigkeit sein. In letzterem Falle, bei welchem Wasser oder eine andere zu verdampfende Flüssigkeit als Kühlmittel zur Kondensation des Dampfes in den Wärmetauschelementen verwendet wird, fließt die Kühlflüssigkeit als ein dünner Film an den Außenflächen der Wärmetauschelemente abwärts, was zu einer Verdampfung eines beträchtlichen Anteils der Kühlflüssigkeit führt. Auf diese Weise arbeiten die Innenräume der Wärmetauschelemente als Kondensatoren, während die Außenflächen der gleichen Wärmetauschelemente innerhalb des Gehäuses als Verdampfer arbeiten In Versuchsanlagen wurde Wasserdampf kondensiert, der abelriechende und einen hohen biochemischen Sauerstoffbedarf aufweisende Substanzen enthielt. Über 90 % des Kondensats werden gebildet, während der Dampf auf der Dampfeintrittsseite der Trennwand in den Wärmetauschelementen aufwärtsströmt. Das Kondensat, das hierbei gebildet wird, enthält jedoch weniger als 20 O/o der verunreinigenden Substanzen. Die verbleibenden 80 °p der verunreinigenden Substanzen gelangen auch in die abwärts gerichtete Strömung in jenen Wärmetauschelementena deren untere Enden auf der anderen Seite der Trennwand mit der unteren Verzweigungsleitung verbunden sind0 Die 20 % des Gesamt kondensats, das zur einen Seite der Trennwand gebildet und go sammelt wurde, und die Abgases die auf der schmutzig-#ondensat Seite abgezogen werden führon zusammen über 80 % der gesamten Verw#reinigungen elt eich0 Das relativ klare Kondensat, das an der Mehrheit der Wärmetauschelemente gebildet wurde, ist im wesentlichen geruchlos und kann ohne weitere Aufbereitung in einen industriellen Verfahrensvorgang rückgeführt werden.
  • Der davon getrennte Strom verunreinigten Wassers kann zur weiteren Aufbereitung in einer Abscheidesäule od.dgl. verwendet werden.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile sowie weitere vorteilhafte Merkmale sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung; Fig, 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig, 1, der diejenige Seite zeigt, in welcher sauberes Kondensat gebildet wird; Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 2, jedoch diejenige Seite der Vorrichtung, in welcher schmutziges Kondensat gebildet wird; Fig. 4 einen Qtierschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Linie 4-4; Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 1; Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtungen nach den Figuren 1 bis 5 wobei einige Teile weggebrochen sind und einige Teile nur als Phantome eingezeichnet sind, und Fig. 7 einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Herstellung verschiedener getrennter Kondensatströme.
  • Der im ganzen mit 10 bezeichnete Kondensator besteht aus einem Gehäuse 11 mit im wesentlichen vertikalen Vorder- und Rückwänden 12 und 13 und zwei Seitenwänden 14 Innerhalb des Gehäuses 11 sind mehrere Wärmetauschelemente 15 im Abstand parallel zueinander senkrechtstehend angeordneto Die Wärmetauschelemente 15 bestehen jeweils aus zwei parallel zueinander angeordneten breiten flachen Platten, die an ihren Rändern miteinander dicht verbunden sind und zwischen sich jeweils einen Hohlraum einschließen. Die Wärmetauschelemente 15 können zur Kondensation von Wasserdampf oder anderen Dämpfen verwendet werden, indem man diese Dämpfe durch die Innenräume der Wärmetauschelemente 15 leitet und einen indirekten Wärmeübergang zu einem Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, herstellt, das als dünner Film an den Außenflächen der Wärmetauschelemente 15 nach unten fließt.
  • Einrichtungen zur Zuführung der Kühlflüssigkeit in das Gehäuse 11 und zur gleichmäßigen Verteilung derselben über die Außenflächen der Wärmetauschelemente 15 gehen aus den Figuren 1 bis 3 anschaulich hervor. Ein perforierter, im wesentlichen horizontal angeordneter Trog 16 ist quer über den Innenraum des Gehäuses 11 oberhalb der Wärmetauschelemente 15 angeordnet.
  • Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit fließt durch die Perforationslöcher des Trogs 16 nach unten auf die- Außenflächen der Wärmetauschelemente' 15 und fließt an diesen herunter. Die Kühlflüssigkeit wird zweckmäßigerweise nicht direkt in den Trog 16 eingeleitet, sondern besser in einen oben offenen Überlaufbehälter 17, der oberhalb des Trogs 16 angeordnet ist und die Kühlflüssigkeit gleichmäßiger im Trog 16 verteilt0 Wenn sehr große Kühlmittelmengen verwendet werden, dann braucht man den Überlaufbehälter 17 nicht. Der Überlaufbehälter 17 wird von einer Rohrleitung 18 mit Kühlflüssigkeit gespeist.
  • Die Kühlflüssigkeit, die durch das Gehäuse 11 nach unten geflossen ist, wird am Boden des Gehäuses 11 gesammelt, wo nach innen zusammenlaufende Bodenwände 22 und 23 als Verlängerungen der Vorder- und Rückwände 12 und 13 einen Sammler 24 bilden0 Aus diesem Sammler 24 führt ein Auslaß 25 nach außen. Das Einlaßrohr 18 kann zusätzliche frische Kühlflüssigkeit je nach Bedarf dem Trog 16 zuführen. Wenn eine Rezirkulierung der Kühlflüssigkeit erfolgen soll, dann kann man eine Umwälzpumpe und Einrichtungen zum Rückkühlen der Kühlflüssigkeit vor dem Wiedereinführen in den Kondensator einsetzen.
  • Die beschriebene Anordnung zur Führung der Kühlflüssigkeit außen an den Wärmetauschelementen entlang hat eine gleichmäßige und wirksame Kühlmittelströmung an den Außenflächen -der Wärmetauschelemente 15 zur Folge, die zu einer Kondensation von Wasserdampf oder anderem Dampf innerhalb der Wärmetauschelemente 15 führt.
  • Wasser oder anderer zu kondensierender Dampf tritt durch die Vorderwand 12 des Gehäuses 11 durch eine Leitung 26 (Fig. 2, 5 und 6) ein. Eine hier nicht dargestellte Prallwand kann zur besseren Verteilung des Dampfes zusätzlich verwendet werden.
  • Die Leitung 26 ist im unteren Bereich des Kondensators 10 nahe den unteren Enden der Wärmetauschelemente 13 gelegene Die Vorderkante eines jeden Zärmetausehelements 15 hat im unteren Bereich einen Ausschnitt 27, wie besonders deutlieb aus Fig. 6 hervorgeht d.h. die länder der Platten, die jeweils ein Wärmetauschelemant 15 bilden, sind nicht überall dicht miteinander verbunden. Alternativ können Einlaß- und Auslaßkästen an -die Wärmetauschelemente 15 angeschweißt sein, es kommen jedoch auch noch andere Herstellungsverfahren infrage. Die Ausschnitte 27 verbinden die Innenräume der Wärmetauschelemente 15 mit einer bodenseitigen Verteiler- oder Verzweigungsleitung 13, die sich quer zur Front des Gehäuses 11 im Gehäuse erstreckt, wie Fig. 1 zeigt. Dieser bodenseitige Verteiler B weist eine obere Wand 28 und eine Bodenwand 29 auf. Die Vorderwand wird von der Vorderwand 12 des Gehäuses 11 gebildet. Weiterhin ist der Verteiler B von einer Rückwand 30 begrenzt, die an den Ausschnitten 27 zu den Wärmetauschelementen 15 hin geöffnet ist. Aus dem Verteiler B kann auf diese Weise nichts in den übrigen Innenraum des Gehäuses 11 austreten und umgekehrt, der Verteiler B steht nur mit den Innenräumen der Wärmetauschelemente 15 über die Ausschnitte 27 in Verbindung.
  • Der zu kondensierende Dampf tritt in den Verteiler B durch die Leitung 26 hindurch ein und gelangt dann durch die Ausschnitte 27 in die Wärmetauschelemente 15, in denen er beim Aufwärtsströmen (Fig. 2) kondensiert wird.
  • Der Verteiler B ist auf seiner gesamten Länge innerhalb des Gehäuses 11 nicht offen, sondern von einer Trennwand 31 unterbrochen, wie in den Figuren 1, 5 und 6 zu sehen ist. Der Dampf, der durch die Leitung 26 in den Verteiler B eintritt, kann direkt nur in diejenigen Wärmetauschelemente 15 eintreten, deren Ausschnitte 27 auf derjenigen Seite der Trennwand 31 liegen, auf der die Leitung 26 in den Verteiler B mündet.
  • Es wurde gefunden, daß die Trennwand 31 zweckmäßigerweise so angeordnet werden sollte, daß sie den bodenseitigen Verteiler B in einen relativ langen Abschnitt 32 und einen relativ kurzen Abschnitt 33 teilt, Dies erlaubt eine direkte Verbindung der meisten Wärmetauschelemente 15 mit dem Dampfeingang über die Zuleitung 26 über den längeren Verteilerabschnitt 32, wie die Figuren 5 und 6 zeigen.
  • Es soll nun der obere Vorderbereich der Wärmetauschelemente erläutert werden, wo eine obere Verzweigungsleitung Hangeordnet ist, die sich im Gehäuse 11 erstreckt und die oberen Vorderenden aller Wärmetauschelemente 15 miteinander verbindet.
  • Die obere Verzweigungsleitung H weist auf ihrer ganzen Länge keine Verengungen, Trennwände od.dgl. auf. Die Wärmetauschelemente 15 haben oben jeweils einen Ausschnitt 37, der sich in die Verzweigungsleitung H hinein öffnet. Mit Ausnahme an den Ausschnitten 37 ist die Verzweigungsleitung H allseitig geschlossen, und zwar durch eine Oberwand 38, eine Bodenwand 39, eine Rückwand 40 und durch die die Vorderwand bildende vordere Gehäusewand 12.
  • Der Aufbau der Verteiler- und Verzweigungsleitungen B und II, die Anordnung der Wärmetauschelemente 15 die nur an den Öffnungen bzw. Ausschnitten 27 und 37 offen sind, und die Trennwand 31 bewirken, daß der Dampf durch jene Wärmetauschelemente 15 aufwärts strömt die mit dem Verteiler B im Abschnitt 32 verbunden sind, und durch die restlichen Wärmetauschelemente 15 nach unten strömt, die mit dem Abschnitt 33 des Verteilers B auf der anderen Seite der Trennwand 31 verbunden sind. Dieser Strömungsweg geht besonders anschaulich aus den Figuren 4 bis 6 hervor.
  • Das in den Wärmetauschelementen 15 gebildete Kondensat wird durch zwei Kondensatauslässe 41 und 42 nach außen abgegeben (Fig. 2, 3 und 6). Der Kondensatzauslaß 41 führt aus dem Abschnitt 32 des bodenseitigen Verteilers B und der Kondensat auslad 4i.fuhr;t aus dem kürzeren Abschnitt 33 des bodenseitigen Verteilers B nach außen. Der Auslaß 41 liegt unterhalb der Dampfeinlaßleitung 26 und der Auslaß 42 liegt unterhalb der Auslaßleitung 36 für Abgase und nichtkondensierbare Gase. Wie Fig. 6 zeigt, kann die untere Wand des bodenseitigen Verteilers B so geformt sein, daß die Kondensatausleitung erleichtert wird.
  • Die Trennwand 31 teilt den bodenseitigen Verteiler B in zwei ungleiche Abschnitte, wie bereits erläutert wurde. Der Dampf, beispielsweise Wasserdampf, strömt deshalb durch eine größere Anzahl Wärmetauschelemente 15 nach oben und eine kleinere Anzahl Wärmetauschelemente 15 nach unten. Das Verhältnis der an die Abschnitte 32 und 33 angeschlossenen Oberflächen hangt von dem zu kondensierenden Fluid ab. Für einen Vorverdampfer für das bei der Kraftpapierherstellung anfallende Abwasser ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn 90 % der Wärmetauschelemente 15 mit dem Dampfeinlaßabschnitt 32 in direkter Verbindung stehen, während die übrigen Wärmetauschelemente 15 mit dem Abgasabschnitt 33 des bodenseitigen Verteilers B in direkter Verbindung stehen. Für andere Zwecke kann ein davon abweichendes Verhältnis vorteilhaft sein, In einem typischen all eines Vorverdampfers für das bei der Kraftpapierherstellung anfallende Abwasser, in welchem Wasserdampf kondensiert werden soll, werden etwa 90 % des Dampfes während des Aufwärtsströmens durch die größere Zahl der Wärmetauschelemente 15 kondensierts so daß nur etwa 10 c/o des Dampfes für den Weg über die obere Verzweigungsleitung H und die anderen Wärmetauschelemente 15, die mit dem Auslaß 36 in direkter Verbindung stehen, übrig bleiben0 Diese 10 O,oI des Dampfes sind jedoch reich an flüchtigen Verunreinigungssubstanzen bzw, solchen mit niedrigem Siedepunkt.
  • Das kondensats das während des Abwärtsströmens gebildet wird und durch den Auslaß 42 abgeleitet wird, ist sehr viel reicher an übelriechenden Bestandteilen und BOD-bildenden Bestandteilen, als das Kondensats das auf der Dampfeintrittsseite durch den Auslaß 41 abgeleitet wird. Probeläufe zeigten als Ergebnis einen Gehalt von weniger als 20 % an BOD und übelriechendem Kondensat in den 90 % des während des Aufwärtsströmens gebilde ten Kondensats und über 80 55 von BOD und übelriechenden Be standteilen in den übrigen 10 75 des während des Abwärtsströmens gebildeten Kondensats und den Abgasen, die an den Kondensat auslad 42 und dem Abgasauslaß 36 abgegeben werden0 Die vorangehende Beschreibung betraf die Dampfs-trömung durch die Innenräume der Wärmetauschelemente 15 und hat die Kühlflüssigkeitsströmung an den Außenflächen der Wärmetauschelemente nur im Hinblick auf die Kühlwirkung an dem zu kondensierenden Dampf behandelt. Es ist jedoch auch bedeutsam, die Verdampfung dieser Kühlflüssigkeit durch den Wärmeübergang aus dem kondensierenden Dampf in die Betrachtungen einzubeziehen.
  • Weil das Wasser bzwo eine andere Kühlflüssigkeit an den Wärmetauschelementen 15 als ein dünner Film hinunterfließt, wird ein beträchtlicher Anteil dieser Kühlflüssigkeit verdampft.
  • Dieser Effekt kann vorteilhaft dazu ausgenutzt werden, eine solche Flüssigkeit als Kühlmittel zu verwenden, die ohnehin -aus anderen Gründen - verdampft werden soll. Während die Innenräume der Wärmetauschelemente 15 also als Kondensator arbeiten, wirkt der Außenraum um die Wärmetauschelemente 15 innerhalb des Gehäuses 11 als Verdampfer.
  • Beispielsweise wird zu dem Trog 16 von der Pumpe P rezirkulierte Flüssigkeit mit der zu verdampfenden Flüssigkeit vermischt durch das Rohr 18 zugeführt und die gebildeten Dämpfe strömen von den Außenseiten der Wärmetauschelemente 15 weg, weil die Flüssigkeit vom heißen Dampf in den Wärmetauschelementen 15 aufgeheizt wird. Der gebildete Dampf steigt zum oberen Teil der Vorrichtung über dem Trog 16 auf. Fig. 6 der Zeichnungen zeigt, wie die Gehäusewand 13 von dem nächstgelegenen Wärmetauschelement 15 entfernt sein kann, damit die im Gehäuse 11 gebildeten Dämpfe ungehindert nach oben aufsteigen können. Diese Dämpfe können dann entweder durch den Zwischenraum an der Längsseite des Troges 16 oder durch eine Leitung zum Kopf des Gehäuses 11 aufsteigen, wo eine Abzugs- und Abscheideeinrichtung od.dgl.# die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, dazu verwendet werden kann, den durch Verdampfung der Kühlflüssigkeit erzeugten Dampf aufzubereiten. Die Figuren 1 bis 3 zeigen, daß das Gehäuse 11 in der Mitte am Kopf bei 50 entlüftet wird, es sei jedoch auch betont, daß an jener Stelle eine Abscheideeinrichtung vorgesehen sein kann, mit welcher vom Dampf mitgeführte Flüssigkeitströpfchen aufgefangen werden können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die selektive Kondensation zu zwei Kondensatströmen begrenzt, vielmehr läßt sie sich auch auf Kondensationsverfahren ausdehnen, bei denen drei oder mehr verschiedene Kondensatströme mit unterschiedlichem Reinheitsgrad erzeugt werden. Fig. 7 zeigt eine Anordnung zur selektiven Kondensation von Dampf zu vier Kondensatströmen, die in der Zeichnung mit I bis IV dargestellt sind. Der Kondensatstrom I besteht aus dem am schnellsten kondensierten Anteil des zugeführten Dampfes und der Kondensatstrom IV enthält die am schwierigsten kondensierbaren Substanzen.
  • Die Anordnung nach Fig. 7 weist ein dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gleiches Gehäuse auf, wobei die Gehäusewände 114 den Wänden 14 des ersten Beispiels, der Verteilertrog 116 dem Trog 16, die Wärmetauschelemente 115 den Elementen 15 entsprechen und so fort. Die Anordnung nach Fig. 7 unterscheidet sich von der zuvor erläuterten Ausführungsform dadurch, daß sie eine größere Anzahl getrennter Kondensate erzeugt. Die im Abstand parallel zueinander angeordneten Wärmetauschelemente 115 sind mit ihren unteren Ausschnitten 127 und den oberen Ausschnitten 132 in vier Gruppen unterteilt. Der zu kondensierende Dampf wird einer Kammer oder Abteilung 100 zugeführt, die mit einer Teil-Anzahl (im gezeigten Beispiel mit 7) der Wärmetauschelemente 115 an deren unteren Ausschnitten 127 in direkter Verbindung steht. Bei Aufwärtsdurchströmen der Innenräume dieser Wärmetauscher 115 wird der Dampf teilweise kondensiert. Der nichtkondensierte Dampfanteil gelangt in eine Kammer 101 am oberen Ende der ersten Gruppe der Wärmetauschelemente 115. Das in der ersten Gruppe gebildete Kondensat ist relativ arm an schwer kondensierbaren Substanzen und wird am Boden der Wärmetauschelemente 115 der ersten Gruppe als Xondensatstrom I abgeleitet.
  • Die Kammer 101 ist bis auf die Öffnungen für die Ausschnitte 137 an der ersten Gruppe der Wärmetauschelemente 115 und eine mit gestrichelten Linien eingezeichnete Leitung C 1 geschlossen, die unkondensierten Dampf von der Kammer 101 in eine Kammer 102 überführt, die sich zu einer zweiten Gruppe von Wärmetauschelementen 115 an deren unteren Ausschnitten 127 hin öffnet. Der Dampf durchströmt die Innenräume dieser zweiten Gruppe Wärmetauschelemente 115 in Aufwärtsrichtung' wobei ein weiterer Teil des Dampfes zu einem Kondensat II umgewandelt wird, während der nichtkondensierte Anteil des Dampfes an den oberen Enden der Wärmetausohelemente 115 in eine dritte Kammer 103 entweicht. Der vorbeschriebene Vorgang wiederholt sich dann, d.h. der Dampf gelangt durch eine nach unten führende Leitung C 2 in eine Kammer 104 und dann durch eine dritte Gruppe von Wärmetauschelementen 115 hindurch bei weiterer Kondensation zu einem wondensat III in eine obere Kammer 105o Von dort wird der noch immer nicht kondensierte Dampfrest durch eine Leitung ¢ 3 in die letzte untere Kammer 1 o6 geleitet und dann durch die vierte Gruppe Wärmetausohelemente 115 (im vorliegenden Bei spiel drei Elemente 115) nach oben geleitet, wobei ein Konden satstrom IV erzeugt wird, der die am schwierigsten kondensierbaren Anteile des kondensierten Dampfes enthält. Abgase und übrigbleibende unkondensierte Dämpfe entweichen aus einer Kammer 107 am oberen Ende der letzten Gruppe der Wärmetauschelemente 1155 wie oben rechts in Fig. 7 erkennbar ist0 In der vorangehenden Beschreibung sind Ausführungsformen mit zwei und vier Wärmetauschelementgruppen, entsprechend mit zwei und vier Kondensatströmen erläutert worden es ist aber selbst verständlich, daß bei entsprechender Uahl des Ausführungsbeispiels auch drei, fünf oder mehr Kondensatströme erzeugt werden können.
  • L e e r s e i t e

Claims (16)

  1. A n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zum selektiven Kondensieren von mit flüchtigen Substanzen verunreinigten Dämpfen zwecks Erzeugung eines ersten Stromes relativ sauberen Kondensats und eines zweiten Kondensa*stromesX der mehr Verunreinigungen als der erste Strom mit sich führt, gekennzeichnet durch einen mit fallendem Flüssigkeitsfilm arbeitenden Wärmetausoher s 0) mit einer Mehrzahl flächiger Wärmetauschelemente (15), in denen Dampf durch einen an der Oberfläche iierabfließenden Flüssigkeitsfilm kondensiert wird, wobei jedes der Wärmetauschelemente (15) aus zwei im Abstand parallel zueinander angeordneten Platten besteht, die an ihren Rändern im wesentlichen vollständig miteinander abgedichtet verbunden sind, eine obere Verzweigungsleitung (H), die mit allen Wärmetauschelementen (15) nahe deren oberen Enden verbunden ist,zum freien Übertritt von Dampf zwischen den oberen Abschnitten der Wärmetauschelemente (15), Einrichtungen (26,27) zum Einleiten des zu kondensierenden Dampfes in die unteren Abschnitte einer Gruppe der Wärmetauschelemente (15) zum Aufwärtsleiten des Dampfes in dieser Gruppe der Wärmetauschelemente (15), erste Kondensatauslaßeinrichtungen (41) zum Auslassen des ersten Kondensatstromes aus der ersten Gruppe der Wärmetauschelemente (15), eine zweite Gruppe von Wärmetauschelementen (15), in denen zu kondensierender Dampf nach dem erwähnten Aufwärtsströmen abwärts strömt, und fern von den ersten Auslaßeinrichtungen (41) angeordnete zweite Auslaßeinrichtungen (42) zum#Auslassen des zweiten Kondensatstromes und Einrichtungen (36) zum Auslassen von Abgasen aus den Wärmetauschelementen (1#) der zweiten Gruppe.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensatstrom ein geringeres Volumen als der erste Kondensatstrom aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer bodenseitigen Verteilereinrichtung, die mit allen Wärmetauschelementen nahe deren Boden verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bodenseitige Verteilereinrichtung (B) durch eine querverlaufende Wand (31) gesperrt ist, die den Dampfdurchtritt durch den bodenseitigen Verteiler (B) verhindert, daß die Einrichtung (26) zum Einleiten des zu kondensierenden Dampfes nur zu Wärmetauschelementen (15) auf der einen Seite der Sperrwand (31) führt, und daß die Einrichtungen (42>36) zum Auslassen des zweiten Kondensatstromes bzw. der Abgase nur von den Wärmetauschelementen (1#) auf der anderen Seite der Sperrwand (31) wegfuhrt,
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlflüssigkeit auf die Oberflächen der Wärmetauschelemente (15) durch oberhalb letzterer verlaufende Einrichtungen (16) verteilt wird und daß Einrichtungen (24) zum Auffangen der an den Wärmetauschelementen (1#) heruntergeflossenen Kühlflüssigkeit und Einrichtungen (50) zum Ablassen des aus der Kühlflüssigkeit verdampften Dampfes vorhanden sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (p) zum Rezirkulieren der aufgefangenen Kühlflüssigkeit vorgesehen sind.
  6. 6. Verfahren zum selektiven Kondensieren von mit flüchtigen Substanzen verunreinigtem Dampf, gekennzeichnet durch Einleiten des zu kondensierenden Dampfes in die unteren Abschnitte der Innenräume einer ersten Gruppe von plattenförmigen Wärmetauschelementen eines mit fallendem Flüssigkeitsfilm arbeitenden Wärmetauschers, Aufwärtsleiten des Dampfes durch die Wärmetauschelemente, Kondensieren der weniger flüchtigen Bestandteile des Dampfes während dieses Aufwärtsleitens, Ablassen des dabei erzeugten Kondensats als einen ersten Kondensatstrom, Überführen inkondensierten Dampfes als den oberen Abschnitten der Wärmetauschelemente der ersten Gruppe in die oberen Abschnitte der Innenräume einer zweiten Gruppe Wärmetauschelemente, Abwärtsleiten des Dampfes durch diese Wärmetauschelemente, Ableiten des dabei erzeugten Kondensats als einen zweiten Kondensatstrom, der mehr mit den flüchtigen Verunreinigungen angereichert ist als der erste Kondensatstrom, getrenntes Führen der beiden Kondensatströme und Abziehen unkondensierter Dämpfe aus den Wärmetauschelementen der zweiten Gruppe.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Großteil des Dampfes während des Aufwärtsleitens in den Wärmetauschelementen kondensiert wird, so daß der erste Kondensatstrom ein beträchtlich größeres Volumen aufweist als der zweite Kondensatstrom.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlflüssigkeit über alle Wärmetauschelemente von oben her verteilt wird, die Kühlflüssigkeit über alle Wärmetauschelemente nach unten fließt, die unten abtropfende Kühlflüssigkeit aufgefangen und rezirkuliert wird, 9.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet 2 daß der zu kondensierende Dampf vorwiegend Industrieabdampf ist.
  10. 10o Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der unkondensierte Dampf von den Wärmetauschelementen der zweiten Gruppe nahe deren unteren Enden abgezogen wird.
  11. 11. Mit fallendem Flüssigkeitsfilm arbeitender Wärmetauscher, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (11), eine Mehrzahl plattenförmiger Wärmetauschelemente (15) darin, Einrichtungen (16) zum Verteilen von Kühlflüssigkeit auf die Außenflächen der Wärmetauschelemente (15), eine obere querlaufende Verzweigungsleitung (H), die mit den oberen Enden aller Wärmetauschelemente (15) verbunden ist, eine untere querlaufende Verteilereinrichtung (B), die mit den unteren Enden aller Wärmetauschelemente (15) verbunden ist, eine Sperrwand (31) quer durch die untere Verteilereinrichtung (B) zum Verhindern eines Dampfdurchtritts vom Dampfeingangsabsohnitt (32) der unteren Verteilereinrichtung (B) unmittelbar zu einem Abdampfabschnitt (33) der unteren Verteilereinrichtung (B) Einrichtungen (26) zum Einleiten zu kondensierenden Dampfes in den Einlaßteil (32) der unteren Verteilereinrichtung (13), Einrichtungen (36) zum Abziehen unkondensierter Substanzen aus dem Abdampfabschnitt (33) der unteren Verteilereinrichtung (13), wobei der Dampfeintrittsabschnitt (32) der unteren Verteilereinrichtung (B) direkt nur mit einer ersten Gruppe der Wärmetauschelemente (15) und der Abdampfabschnitt (33) der unteren Verteilereinrichtung (B) direkt nur mit einer zweiten Gruppe der Wärmetauschelemente (15) verbunden sind, Einrichtungen (41) zum Auslassen von Kondensat aus der ersten Gruppe der Wärmetauschelemente (15) mit einem Auslaß aus dem Dampfeintrittsabschnitt (32) der unteren Verteilereinrichtung (13), und Einrichtungen (42) zum Auslassen von Kondensat aus der zweiten Gruppe der Wärmetauschelemente (15) mit einem Auslaß aus dem Abdampf abschnitt (33) der unteren Verteilereinrichtung (13).
  12. 12. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen (24) zum Auffangen der Kühlflüssigkeit unterhalb der Wärmetauschelemente (15) und Einrichtungen (P) zum Rezirkulieren der Kühlflüssigkeit und Einrichtungen (50) zum Abziehen des durch den Wärmeaustausch aus der Kühlflüssigkeit verdampften Dampfes aufweist.
  13. 13. Vorrichtung zum Kondensieren von mit flüchtigen Substanzen verunreinigten Dämpfen zwecks Erzeugung wenigstens zweier Kondensatströme, deren Gehalte an Verunreinigungssubstanz voneinander verschieden sind, gekennzeichnet durch einen mit fallendem Flüssigkeitsfilm arbeitenden Wärmetauscher (10) mit einer Mehrzahl plattenförmiger Wärmetauschelemente (15) in denen Dampf durch einen an den Elementaußenflächen (15) herabfließenden Flüssigkeitsstrom kondensiert wird, die aus zwei im Abstand parallel zueinander angeordneten, an ihren Rändern im wesentlichen vollständig dicht miteinander verbundenen Platten bestehen und in Gruppen angeordnet sind, die jede einen getrennten und verschiedenartigen Kondensatstrom erzeugen, und durch Einrichtungen (26,HjB) zum Durchleiten unkondensierter Dämpfe durch jede Wärmetauschelementgruppe zur weiteren Kondensation darin und Einrichtungen (36) zum Auslassen unkondensierter Substanzen aus der letzten Wärmetauschel ementgruppe,
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zu kondensierende Dampf den Innenräumen der Wärmetauschelementgruppen nahe den unteren Enden der Wärmetauschelemente zugeführt ist und unkondensierter Dampf die Wärmetauschelemente (15) nahe deren oberen Enden verläßt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen Wärmetauschelemente (15) vorgesehen sind.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Gruppen Wärmetauschelemente (15) vorgesehen sind.
DE19782837892 1978-08-30 1978-08-30 Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf Expired DE2837892C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782837892 DE2837892C2 (de) 1978-08-30 1978-08-30 Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782837892 DE2837892C2 (de) 1978-08-30 1978-08-30 Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2837892A1 true DE2837892A1 (de) 1980-03-06
DE2837892C2 DE2837892C2 (de) 1983-11-17

Family

ID=6048283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782837892 Expired DE2837892C2 (de) 1978-08-30 1978-08-30 Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2837892C2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117554A1 (de) * 1983-02-26 1984-09-05 Johs. Burmester & Co. GmbH Wärmepumpe zum Entnehmen von Wärme aus Oberflächewasser
FR2591504A1 (fr) * 1985-12-13 1987-06-19 Centre Nat Rech Scient Procede d'evaporation-condensation de films ruisselants, elements pour sa mise en oeuvre et ses applications.
EP0354866A1 (de) * 1988-07-08 1990-02-14 SCHWELM ANLAGEN- + APPARATEBAU GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von organischen Dämpfen aus Gasen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3332469A (en) * 1966-09-13 1967-07-25 Rosenblad Corp Falling film type heat exchanger

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3332469A (en) * 1966-09-13 1967-07-25 Rosenblad Corp Falling film type heat exchanger

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117554A1 (de) * 1983-02-26 1984-09-05 Johs. Burmester & Co. GmbH Wärmepumpe zum Entnehmen von Wärme aus Oberflächewasser
FR2591504A1 (fr) * 1985-12-13 1987-06-19 Centre Nat Rech Scient Procede d'evaporation-condensation de films ruisselants, elements pour sa mise en oeuvre et ses applications.
EP0354866A1 (de) * 1988-07-08 1990-02-14 SCHWELM ANLAGEN- + APPARATEBAU GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von organischen Dämpfen aus Gasen

Also Published As

Publication number Publication date
DE2837892C2 (de) 1983-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2845181C2 (de)
DE1792662C3 (de) Mehrstufige Destillationsvorichtung
DE4340745C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Brauchwasser aus verunreinigten Wässern
DE4008066A1 (de) Vorrichtung zur gewinnung einer aufbereiteten fluessigkeit in form eines kondensats aus einer aufzubereitenden fluessigkeit
DE2143330C3 (de) Mehrstufenverdampfer zum Destillieren von Lösungen, die nichtflüchtige Bestandteile enthalten
DE102013220199B4 (de) Membrandestillationsvorrichtung und Verfahren zur Membrandestillation
DE3334640A1 (de) Verfahren zum trennen eines fluessigkeitsgemisches oder einer loesung mittels einer poroesen trennwand
DE2223081C3 (de) Mehrstufenverdampfer zur Gewinnung von Süßwasser aus Salzwasser
DE2334481B2 (de) Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasser aus Seewasser
DE3884616T2 (de) Vorrichtung zur verdampfung von flüssigkeiten.
DE102016214019A1 (de) Vorrichtung zum Abtrennen von Produktwasser aus verunreinigtem Rohwasser und Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung
DE2837892C2 (de) Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf
EP0019905B1 (de) Vorrichtung zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rektifikation
WO2003068358A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von abwässern
DE19928064C5 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen bzw. Verdampfen von Flüssigkeiten
DD283943A5 (de) Prozess und anordnung zur konditionierung von luft
AT523715B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum entsalzen von lösungen
DE1030373B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gasgemischen bei niedriger Temperatur
DE1812960A1 (de) Rueckgewinnungsanlage fuer Fluessigkeiten aus Loesungen
DE2248566A1 (de) Destilliergeraet
DE2103289C3 (de) Mehrkörper-Fallfilmverdampfer
DE112015000704T5 (de) Vorrichtung zum Desublimieren oder Kondensieren eines kondensierbaren Fluids in einem geschlossenen Raum
DE19521622A1 (de) Verfahren zum Kondensieren von Dämpfen, insbesondere Brüden, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2150824A1 (de) Waermeaustauscher mit zwei Fluessigkeiten und Schlammaufbereitung
DE2141889A1 (de) Entspannungsverdampfer

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: MUELLER-BOERNER, R., DIPL.-ING., 1000 BERLIN WEY, H., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee