DE3002709A1 - Verfahren und einrichtung zur verdampfung von fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren/zur Verdampfung von Flüssigkeiten.in einem mehr

  stufigen Entspannungsverdampfer und igen Entspannungsverdampf er und Einrichnung sur Durch

  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdampfung von Flüssig keiten in einem mehrstufigen Entspannungsverdampfer, insbesondere für Entsalzungsanlagen, mit in Längsrichtung angeordneten Kondensatorrohren, bei dem die zu verdampfende Flüssigkeit im Bodenbereich herangeführt etwa in der Mitte einer Kammer über - Überlaufwehr gleichmäßig verteilt zu einer Abflußrinne strömt und von dieser der nächsten Stufe zugeführt wird und der erzeugte Dampf nach Abscheidung von mit gerissenen Tröpfchen den in Längsrichtung vorgesehenen Kondensator beaufschlagt#und die daran kondensierte Flüssigkeit in einer Rinne gesammelt und stufenweise angeführt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei der in der Verdampfungskammer unterhalb des Kondensators eine Zwischendecke angeordnet ist, die in ihren seitlichen Teilen als Tropfenabscheider mit dazwischen angeordneter Rinne ausgebildet ist und bei der unterhalb der Zwischendecke etwa in Stufezunitte ien Einlaufkanal mit aufgesetztem Wehr vorgesehen ist.
• Bei den bekannten Anlagen tritt der Nachteil auf, daß bei Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels der Dampf von einer Stufe höheren Druckes zur nächst niedrigen durchtritt, wobei dies zu Schwingungen in den Füllhöhen führt, deren Beherrschung einen großen Regelaufwand erfordert. Darüberhinaus sind die bekannten Anlagen für Verdampfungsanlagen bei niedriger Temperatur, insbesondere im Bereich von 4000 nur bei schlechtem Wirkungsgrad anwendbar.
• Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, durch eine spezielle Geometrie der Strömungsführungw der zu verdampfenden Flüssigkeit, Höhenschwankungen des flüssigkeitsspiegels zu vermeiden und der Verdampfung während der horizontalen Strömung kein Hindernis entgegenzusetzen. Dies letztere Merkmal ist besonders wichtig bei Verdampfungstemperaturen im Bereich von 4000.
• Das erfindungsgemäße VerfAhren ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu verdampfende Flüssigkeit etwa rechtwinkelig vom Wehr nach außen über die Außenseite der Decke, der als horizontale hohle Platte ausgeführten flüssigkeitszuführung geführt und von dieser über eine am Rand der hohlen Platte in einem dafür mit Leitelementen versehenen Raum etwa diagonal zur übertrittsöffnung in die nächste abgeführt wird. Insbesondere wird die Flüssigkeit beim Übergang von einer Stufe zur nächsten auf eine niedrigere geodätische Höhe gebracht.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß am Boden jeder Stufe der Verdampfungs kammer beidseitig des Einlaufkanales Hohlplatten mit aufgesetztem Wehr angeordnet sind, die an der Verdampferwandung eine Abfluß" rinne freilassen und daß etwa diagonal im unteren Hohlraum eine Trennwand zwischen dem Einlaufkanal und der Abflußrinne angeordnet ist.
• Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß durch die erfindungsgem~aße Führung der Flüssigkeit und des Dampfes Wirbelbildungen weitestgehend hintangehalten werden und daß durch die symmetrische Anordnung das Kondensatorrohrbündel beidseitig beaufschlagt wird, wodurch sich eine optimale Auslegung des Rohrbündels ergibt. Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich zur Verdampfung von Flüssigkeiten mit verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, wodurch ihr hauptsächliches Verwendungsgebiet in der Abwärmeverwertung, insbesondere für Meerwasser-Entsalzungsanlagen, zu suchen ist.
• Die Erfindung ist in den Figuren 1 bis 3 beispielsweise und schematisch dargestellt.
• Fig.1 zeigt eine Verdampfungskammer im Schrägriß, während Fig.2 einen dreistufigen Entspannungsverdampfer und Fig.3 ein Durchflußschema zu Fig.1 zeigt.
• In Fig.1 ist im Schrägriß eine Stufe eines Entspannungsverdampfers dargestellt. Die zu verdampfende Flüssigkeit strömt gemäß Pfeil 15 am Boden 1 jeder Verdampfungskammer 2 in dieselbe ein. Am Boden 1 sind beidseitig eines Einlaufkanales 3 Hohlplatten 5 angeordnet, die an der Außenseite des Innenraumes eine Abflußrinne 6 freihalten. Der Hohlraum der Hohlplatten 5 ist durch eine Trennwand 7, die etwa diagonal angeordnet ist, in zwei Teilräume unterteilt, wobei durch einen der Flüssigkeitsstrom gemäß Pfeil 15 geleitet und in Richtung des Einlaufkanales 3 abgelenkt wird. Da der Einlaufkanal 3 keine Abdeckung aufweist, steigt in diesem die Flüssigkeit, bis sie die eventuell gezackte.Krone des aufgesetzten Wehres 4 überspült und von diesem gemäß Pfeil 16 in Richtung der Abflußrinne 6 strömt. Durch die Entspannung der Flüssigkeit wird Dampf gebildet, der aufsteigt, die Zwischendecke 9 durchdringt und am Kondensator 8 kondensiert wird. Die vom Kondensator ablaufenden Tröpfchen werden in einer Rinne 11 gesammelt und aus dem Verdampfer entfernt. Zur Vermeidung des Mitreißens von Flüssigkeitströpfchen ist die Zwischendecke 9 als zweiteiliger Tröpfchenabscheider 10 ausgebildet, wobei die Rinne 11 als Verbindungsstück der beiden Tröpfohenabscheider 10 ausgebildet ist. Die nichtverdampfte Flüssigkeit strömt in die Abflußrinne 6 und von dieser in den zweiten Teilraum der Hohlplatte 5 und verläßt die Stufe des dargestellten Entspannungsverdampfers gemäß Pfeil 17.
• In Fig.2 ist ein dreistufiger Entspannungsverdsmpfer im Aufriß dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß sich der Raum oberhalb der Hohlplatten 5 und unterhalb der Zwischendecke 9 entsprechend der Stufenzahl vergrößert. Dies wird dadurch hervorgerufen, daß die zu verdampfende Flüssigkeit nach dem Durchgang einer Stufe höhenmäßig auf tieferer Ebene weitergeführt wird, wodurch einerseits eine vorgegebene Durchströmungsrichtung und anderseits durch die Siphonwirkung eine vollständige Absiegelung dampfseitig der beiden Verdampfungsstufen erreicht wird sodaß das gefürchtete Durchblasen nicht eintreten kaan.
• Wie aus Fig.1 ersichtlich, wird nach Passieren der Rinnen 6 die Flüssigkeit auf einem tieferen Niveau zum Ausgang der Stufe geführt und tritt durch die Zwischenwand 13 (Fig.2) in die nächstfolgende Stufe über. Dort wird die flüssigkeit dem Einlaufkanal der zweiten Verdampfungsstufe 2 bzw. der dritten Te>izmpfungsstufe 2" über den jeweiligen ersten Teilraum der Hohlplatte 5' bzw. 5" zugeführt. Es ist ferner ersichtlich, daß die Rinnen 11, 11' bzw. 11" unterhalb des Kondensators, der für alle Stufen gleich ist, schräg in Richtung zum Ablaufkanal 14, 14' bzw. 14" verlaufen, welche die kondensierte Flüssigkeit über die Leitungen 12, 12' bzw. 12" abführen.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die zu verdampfende flüssigkeit im Verdampfungsraum quer zur längsrichtung des Kondensators geführt wird. Der Dampf erhält über der ~Flüssigkeitsoberfläche keine Geschwindigkeitskomponente in Längsrichtung des Verdampfers und strömt den oben liegenden Kondensator ebenso quer an. Durch diese Geometrie werden unerwUnschte Turbulenzen im Dampfraum vermieden. Gegenüber den üblichen Verdampfern, die eine ebensolche gekreuzte Pthumm g der Flüssigkeitsströmnng zum Xondensator verwenden und dazu den Kondensator schlangenförmig quer durch die hintereinanderliegenden Zellen führen, hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß die aufwendigen Rohrböden vermieden werden.
• In Fig.3 ist im Aufriß ein Querschnitt durch den unteren Teil einer Verdampfungskammer 2 dargestellt. Die zu verdampfende Flüssigkeit strömt gemäß Pfeil 15 in den Apparat ein, wird infolge des Strömungsdruckes über das Wehr 4 gespült und strömt gemäß Pfeil 16 zum äußeren Rand, wo sich auf beiden Seiten die Abflußrinne 6 befindet. Von dieser strömt die Flüssigkeit längs der schrägen Wandung 7 zum nächsten Einlaufkanal, der etwas tiefer liegt. Letzten Endes strömt der Rest der zu verdampfenden Flüssigkeit gemäß Pfeil 18 in Fig.2 aus der letzten Verdampfungskammer 2" ab. Die in den einzelnen Verdampfungekammern verdampfte Flüssigkeit wird im Kondensator niedergeschlagen und in der geneigten Rinne 11 gesammelt. Durch die unterschiedliche Temperatur der Flüssigkeit, die durch den Kondensator im Gegenstrom zur verdampfenden Flüssigkeit strömt, ergibt sich in den einzelnen Verdampfungskammern ein unterschiedlicher Innendruck, sodaß das Kondensat aus jeder Kammer getrennt abgeführt wird. Das abgeführte Kondensat ist durch Pfeile mit dem gemeinsamen Bezugszeichen 12 gekennzeichnet.
• Die Durchströmungsrichtung der Kühlflüssigkeit durch den Kondensator ist durch Pfeil 19 gekennzeichnet, wobei zu entnehmen ist, daß die Strömungsrichtung im wesentlichen entgegengesetzt ist jener der zu verdampfenden Flüssigkeit gemäß Pfeil 15 bzw. 18.

Claims (7)

1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e: Verfahren zur Verdampfung von Flüssigkeiten in einem mehrt stufigen Entspannungsverdampfer, insbesondere für Ent salzungsanlagen, mit in Längsrichtung angeordneten Kondensatorrohren, bei dem die zu verdampfende Flüssigkeit im Bodenbereich heran geführt, etwa in der Mitte einer zimmer über ein Uberlaufwehr gleichmäßig verteilt zu einer Abflußrinne strömt und von dieser der nächsten Stufe zugeführt wird und der erzeugte Dampf nach Abscheidung von mitgerissenen Tröpfchen den in Längsrichtung vorgesehenen Kondensator beaufschlagt und die daran kondensiern te Flüssigkeit in einer Rinne gesammelt und stufenweise abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet9 daß die zu verdampfende FlüsM sigkeit etwa rechtwinkelig vom Wehr nach außen über die #ußenseite der Decke, der als horizontale hohle Platte ausgeführten Flüssigkeitszuführung geführt und von dieser über eine am Rand der hohlen Platte angeordnete Rinne nach abwärts abgeführt und sodann unterhalb der hohlen Platte in einem dafür mit Leitelementen versehenen Raum etwa diagonal zur übertrittsöffnung in die nächste Stufe abgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Flüssigkeit beim Übergang von einer Stufe zur nächsten Stufe auf eine niedrigere#geodätische Höhe gebracht wird0 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei der in der Verdampfungskammer unterhalb des EondenS sators eine Zwischendecke angeordnet ist, die in ihren seitlichen Teilen als Tropfenabschneider mit dazwischen angeordneter Rinne ausgebildet ist, und bei der unterhalb der Zwischendecke etwa in Stufenmitte ein Einlaufkanal mit aufgesetztem Wehr vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (1) jeder Stufe der Verdampfungskammer (2,2',2") beidseitig des Einlaufkanales (
3. 3) Hohlplatten (5,5',5") mit aufgesetztem Wehr (4) angeordnet sind, die an der Verdampferwandung eine Abflußrinne (6) freilassen und daß etwa diagonal im unteren Hohlraum eine Trennwand (7) zwischen dem Einlaufkanal (3) und der Abflußrinne (6) angeordnet ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante des Wehrs (4) und die Ablaufkante der Hohlplatte horizontal angeordnet sind und insbesondere die Oberseite des Wehrs gezackt ausgebildet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hohlplatten (5,51,511) aufeinanderfolgender Verdampfungskammern (2,2',2") auf von Stufe zu Stufe absinkendem Niveau montiert sind (Fig.2).
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Hohlplatten (5) Ablaßleitungen (12) für das gewonnene Kondensat angeordnet sind (Fig.2).
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Rinnen (11) in Richtung zur nächsten Verdampfungskammer (2,2',2") mit höherem Druck geneigt angeordnet sind und in Ablaufkanäle (14) an der Zwischenwand (13) zur Ablaßleitung (12) für das gewonnene reine Kondensat münden (Fig.2).