DE3024927A1

DE3024927A1 - Gleichstromverdampfer

Info

Publication number: DE3024927A1
Application number: DE19803024927
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Bittner; Rolf Van Der Piepen; Gerhard Proske
Original assignee: Luwa Ltd
Current assignee: Luwa Ltd
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1980-07-01
Publication date: 1981-02-12
Also published as: BE884268A; CH642557A5; NL8004130A; US4325781A

Description

Gleichstromverdampfer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleichstromverdampfer gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 17 sowie eine Verwendung dieser Verdampfer gemäss Anspruch 23.
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Aus der CH-PS 282 725 ist ein Verdampfer bekannt, bei dem der im Innern des Verdampferrohres angeordnete Verdrängerkörper durch eine Stange gebildet ist, an der eine schraubenlinienförmig verlaufende, abstehende Rippe befestigt ist. Durch diese Rippe wird ein schraubenlinienförmig verlaufender Durchflusskanal für das Produkt festgelegt. Die Rippe ist auf die Stange aufgesetzt, wobei zwischen Rippe und Stange scharfkantige üebergänge gebildet werden, in deren Bereich sich in der Strömung eine Totzone bildet, was zur Folge hat, dass sich an diesen Stellen Verunreinigungen absetzen können. Dieselbe Erscheinung tritt an den an der Innenwand des Verdampferröhres anliegenden Kanten auf. Dieser bekannte Verdampfer neigt demzufolge zur Bildung von Ablagerungen, Anbackungen und Vertrustungen, die ein entsprechend· häufiges Reinigen erforderlich machen.

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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, diese Nachteile zu beseitigen. Es stellt sich somit die Aufgabe, einen Verdampfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei hohem Wirkungsgrad eine schonende Behandlung der Ausgangsprodukte erlaubt und der wenig anfällig gegen Verschmutzung ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Dem durch die mindestens eine schraubenlinienförmige Vertiefung fliessenden Produktestrom wird somit eine Rotationsbewegung erteilt, welche eine Erhöhung der Turbulenz und dementsprechend einen verbesserten Wärmeübergang vom beheizten Verdampferrohr zum zu behandelnden Produkt bewirkt. Infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Produktes tritt ein grosses Scherkraftgefälle auf, das die Behandlung von strukturviskosen oder thixotropen Produkten erlaubt. Da die Vertiefung im Verdiängerkörper vorzugsweise durch Verformung eines Rohres gebildet ist, weist der Verdrängerkörper an seiner Aussenseite keine eine Ablagerung begünstigende scharfe Kanten auf. Vielmehr ist der Uebergang zwischen den die Kontur des Verdrängerkörpers bestimmenden Flächen stetig, so dass keine strömungsmässige Totzonen entstehen. Der Verdrängerkörper wird somit durch das sowohl in der Vertiefung wie im Spalt zwischen Verdampferrohr und Verdrängerkörper strömende Medium auf seiner Aussenseite praktisch vollständig umspült, was wegen der hohen Strömungsgeschwindigkeit bedeutet, dass Ablagerungen ganz oder zumindest weitgehendst vermieden werden.

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Beim Verdampfer gemäss Anspruch 17 wird durch den glattwandigen Verdrängerkörper ein Durchflusskanal in der Form eines Ringspaltes gebildet, was eine Vergrösserung der Durchflussgeschwindigkeit mit sich bringt. Dadurch wird die Bildung von Ablagerungen vermieden und das Scherkraftgefälle erhöht, so dass sich auch ein solcher Verdampfer zur Behandlung von strukturviskosen oder thixotropen Produkten eignet.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Gleichstromverdampfer mit spiralig verformten Verdrängerkörpern,

Fig. 2 perspektivisch einen Teil eines Verdampferrohres mit Verdrängerkörper,

Fig. 3 in Seitenansicht eine andere Ausbildung

eines Verdampferrohres,

Fig. 4 in schematischer und perspektivischer Ansicht das obere Ende eines Verdampferrohres mit einem Trennrohr, und

Fig. 5 schematisch einen Gleichstromverdampfer

mit glattwandigen Verdrängerkörpern.

Der in Fig. 1 gezeigte Gleichstromverdampfer weist einen

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zylindrischen Behälter 1 auf, in dessen Innerem mehrere senkrecht verlaufende Verdampferrohre 2 angeordnet und auf nicht näher dargestellte Weise in ihrer Lage gehalten sind. Im Innern jedes Verdampferrohres ist ein Verdrängerkörper 3 angeordnet, der vorzugsweise zum zugeordneten Verdampferrohr 2 koaxial ist. Diese Verdrängerkörper können sich nur über einen Teil oder über die ganze Länge der Verdampferrohre 2 erstrecken, wie das in Fig. 1 gezeigt bzw. gestrichelt angedeutet ist. Jeder Verdrängerkörper 3 besteht aus einem spiralig verformten Rohr, welches auf seiner Aussenseite eine durch diese Verformung gebildete schraubenlinienförmig verlaufende Vertiefung 4 aufweist. Es ist selbstverständlich möglich, auch zwei und mehr derartiger schraubenlinienförmiger Vertiefungen 4 vorzusehen. Die Vertiefung bzw. Vertiefungen können links-oder rechtsgewunden sein, wobei die Steigung über die Länge des Verdrängerkörpers 3 gleichbleibt oder sich ändert. Diese Steigung beträgt vorzugsweise 20 - 80 .

Zwischen dem Verdrängerkörper 3 und der Innenwand des augeordneten Verdampferrohres 2 wird ein Spalt 5 mit gleichbleibender oder sich ändernder Breite gebildet. Unten ist der Behälter 1 durch einen Boden 6 abgeschlossen, der einen Eintrittsstutzen 7 für das zu behandelnde Produkt aufweist. Das durch diesen Eintrittsstutzen 7 eingespeiste Produkt fliesst, wie das noch zu beschreiben sein wird, zwischen den Verdrängerkörpern 3 und dem diese umgebenden Verdampferrohren 2 nach oben. Der Behälter 1 ist zudem mit einem Dampfeinlassstutzen 8 und einem Kondensatabflussstutzen 9 versehen. Der durch diesen Einlassstutzen 8 in den

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Innenraum la des Behälters 1 eintretende Dampf umströmt die Verdampferrohre 2 von aussen und dient auf bekannte Weise zur Beheizung dieser Verdampferrohre.

An der Oberseite des Behälters 1 ist ein Anschlussstutzen 10 befestigt, der mit einem Ausdampfgefäss 11 verbunden ist, das an sich bekannter Bauart ist. Dieses Ausdampfgefäss 11 ist oben mit einem Brüdenauslass 12 und unten mit einem Konzentratsammeiraum 13 versehen, an den ein Entnahmestutzen 14 angeschlossen ist.

Die Verdrängerkörper 3 sind an ihrem untern Ende am Boden 6 befestigt. Dieser Boden ist lösbar mit dem Behälter 1 verbunden, so dass sich durch Wegnehmen des Bodens 6 die Verdrängerkörper 3 leicht aus den Verdampferrohren 2 ausfahren lassen, was eine allenfalls notwendig werdende Reinigung sowohl der Verdampferrohre 2 als auch der Verdrän-gerkörper 3 erleichtert. Es ist auch möglich, den gemeinsamen Boden der Verdrängerkörper 3 in Längsrichtung dieser Verdrängerkörper 3 verschiebbar auszubilden, was ein Längsverschieben der Verdrängerkörper 3 im Innern der Verdampferrohre 2 und damit eine Regulierung der Durchflussmenge ermöglicht.

Wie aus der einen Teil eines Verdampferrohres 2 zeigenden Figur 2 hervorgeht, kann sich die Breite des Spaltes 5

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über die Länge des Verdampferrohres 2 ändern. Wie dargestellt, nimmt die Spaltbreite in Durchflussrichtung A zu, wie das durch die Spaltbreite a und die grössere Spaltbreite a' angegeben ist. Der Querschnitt des Durchflusskanals vergrössert sich somit in Durchflussrichtung A. Diese Vergrösserung des Durchflussquerschnittes kann wie bereits erwähnt durch eine Vergrösserung des Spaltes 5 oder aber auch durch eine Vergrösserung des Querschnittes der Vertiefung 4 erreicht werden. Bei der in Fig. 2 gezeigten Lösung wird diese Vergrösserung der Spaltbreite durch eine entsprechende Verkleinerung des Durchmessers des Verdrängerkörpers 3 erreicht. Es ist ebenfalls denkbar, bei gleichbleibendem Durchmesser des Verdrängerkörpers 3 den Durchmesser des Verdampferrohres 2 in Durchflussrichtung A zu vergrössern, um einen sich verbreiternden Spalt 5 zu erhalten. Vorzugsweise beträgt die Querschnittsvergrösserung des Durchflusskanals 20 - 60% bezogen auf den kleinsten Querschnitt. Eine solche Aenderung des Durchflussquerschnittes lässt zusammen mit der erwähnten Längsverschiebbarkeit der Verdrängerkörper 3 eine optimale, den Eigenschaften des zu behandelnden Produktes und den übrigen Prozessbedingungen entsprechende Regulierung der Durchflussmenge zu.

Die Breite des Spaltes 5 kann, wie bereits erwähnt, über die Länge des Verdampferrohres konstant gehalten werden, wobei in diesem Falle die Querschnittsfläche des Spaltes zwischen 20 und 60% der Innenquerschnittsfläche des Verdampf errohres 2 beträgt.

Das durch den Eintrittsstutzen 7 zugeführte, zu behandelnde Produkt fliesst von unten durch die Vertiefung 4 und den

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Spalt 5 nach oben. Gleich wie bei den Filmverdampfern erfolgt in den beheizten Verdampferrohren 2 eine Verdampfung. Dem durch die schraubenlinienformigen Vertiefungen 4 fliessenden Produktestrom wird eine Rotationsbewegung erteilt, durch welche die spezifisch schwereren Teile nach aussen gegen die Innenwand des Verdampferrohres geschleudert werden. An dieser Innenwand bildet sich ein Produktfilm. Durch die dem Produktestrom gegebene wirbelnde Bewegung wird eine hohe Turbulenz erzeugt, wodurch der Wärmeübergang vergrössert wird. Das oben aus dem Behälter 1 austretende vorverdampfte Produkt gelangt über den Anschlussstutzen 10 in das Ausdampfgefäss 11, in welchem eine Trennung der Brüden vom Konzentrat erfolgt. Das anfallende Konzentrat wird im Sammelraum 13 gesammelt und kann über den Entnahmestutzen 14 abgeführt werden.

Anstatt für die Verdampferrohre 2 wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt glattwandige Rohre zu verwenden, ist es auch möglich, diese Verdampferrohre ebenfalls durch spiralig verformte Rohre 2¹ zu bilden, wie das in Fig. 3 gezeigt ist. Die Verdampferrohre 2', welche somit den Verdrängerkörpern 3 konstruktionsmässig entsprechen und gegenüber diesen einen grössern Durchmesser aufweisen, sind nun ebenfalls mit einer oder mehreren Vertiefungen 15 versehen, die schraubenlinienförmig verlaufen. Diese Vertiefungen 15 und die Vertiefungen 4 können dabei gleich- oder gegensinnig gewunden sein. Gleich wie bei den Verdrängerkörpern 3 kann die Steigung der Vertiefung 15 über die Länge des Verdampferrohres 2" gleichbleiben oder sich ändern, wie das in

Fig. 3 durch die beiden unterschiedlichen Steigungswinkel β und γ" dargestellt ist. Die Steigung der Vertiefung 15 beträgt vorzugsweise 20 - 80°. Es ist möglich, die

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Steigung oC der Vertiefung 4 des Verdrängerkörpers 3 gleich oder unterschiedlich zu wählen, wie die Steigung fi bzw. y* der Vertiefung 15 des Verdrängerrohres 2'.

Werden die Verdampferrohre 2' wie in Fig. 3 gezeigt ebenfalls durch spiralig verformte Rohre gebildet, so wird in dem durch den Spalt 5, die Vertiefung 4 und die sich auf der Innenseite des Verdampferrohres 2' befindliche Vertiefung 15' fliessenden Produktestrom die Turbulenz noch weiter erhöht. Die durch die spiralige Verformung der Verdampferrohre 2 erzeugt Vergrösserung der äuss:ern Oberfläche der Verdampferrohre 2' bewirkt einen bessern Wärmeübergang von dem diese Verdampferrohre 2' umströmenden Heizdampf zu den Verdampferrohren.

Wie bereits erwähnt, hat die dem Produktestrom erteilte Rotationsbewegung zur Folge, dass die spezifisch schwereren Teilchen nach aussen gegen die Innenwand des Verdampferrohres 2 geschleudert werden, während sich die spezifisch leichteren Partikel benachbart zum Verdrängerkörper 3 befinden. Diese Erscheinung kann nun dazu benützt werden, um die spezifisch schwerere Phase von der spezifisch leichteren Phase zu trennen. Dies kann beispielsweise mittels eines Trennrohres 16 geschehen, wie das in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Dieses Trennrohr 16 greift am obern Ende des Verdampferrohres 2 in den Spalt 5 zwischen Verdampferrohr 2 und Verdrängerkörper 3 ein. Zwischen dem Verdampferrohr 2 und dem Trennrohr 16 ist ein Ringspalt 17 vorhanden, während zwischen Verdrängerkörper 3 und Trennrohr 16 ein Spalt 18 gebildet wird. Der äussere Spalt 17 mündet in einen abgeschlossenen Sammelraum 19 ein, in den ein Austrittsstutzen 20 mündet. Der Spalt 18, d.h.

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das Innere des Trennrohres 16, steht mit einem weiteren nur schematisch dargestellten Sammelraum 21 in Verbindung. Die durch den Spalt 17 austretende spezifisch schwerere Phase kann nun im Sammelraum 19 gesammelt und zur Weiterbehandlung über den Austrittsstutzen 20 weggeführt werden, während die spezifisch leichtere Phase durch das Innere des Trennrohres 16 in den Sammelraum 21 gelangt, von wo sie auf nicht dargestellte Weise für die Weiterbehandlung weggeführt werden kann.

Bei sonst gleichen Abmessungen der Verdampferrohre 2, 2' und der Verdrängerkörper 3 ist es möglich, die Heizfläche zum Erhitzen des zu behandelnden Produktes dadurch zu erhöhen, dass die Verdampferrohre 2 von Innen beheizt werden. Anstatt wie in den Figuren gezeigt die Produkteströmung bei vertikalen Verdampferrohren 2, 2' von unten nach oben zu wählen, kann die Produkteströmung auch von oben nach unten gerichtet sein, was selbstverständlich eine entsprechend anderartige Ausbildung des Verdampfers zur Folge hat. Selbstverständlich können die Verdampferrohre 2, 2¹ ausser vertikal auch waagrecht angeordnet werden, wobei es zudem auch möglich ist, den Verdampferrohren 2, 2' jede beliebige zwischen der Vertikalen und der Horizontalen liegende Richtung zu geben.

Der Verdampfer kann zusätzlich noch mit einer in den Figuren nicht gezeigten, an der Eintrittsseite der Verdampferrohre 2, 2¹ einmündenden Zuführleitung für ein Trocknungsmedium, vorzugsweise ein Inertgas, versehen sein. Dieses Trocknungsmedium dient nun dazu, die zu behandelnden Stoffe aus der flüssigen Phase zu trocknen.

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Wie bereits erwähnt, wird durch die dem Produktestrom erteilte Rotationsbewegung eine Turbulenzerhöhung bewirkt, was zur Folge hat, dass ein grosses Scherkraftgefälle vorhanden ist. Das erlaubt nun auch eine Behandlung von strukturviskosen oder thixotropen Produkten, die sich in herkömmlichen statischen Apparaten wegen des dort vorhandenen geringen Scherkraftgefälles nur unter grossen Schwierigkeiten oder garnicht behandeln lassen. Mit dem beschriebenen Verdampfer lassen sich insbesondere Stoffe behandein, die bei Prozessbedingungen eine Viskosität von bis zu 10 Pa-s aufweisen.

Da die Vertiefung 4 im Verdrängerkörper 3 bzw. die Vertiefung 15, 15* im Verdampferrohr 2' durch ein Verformen eines Rohres gebildet wird, wird die äussere bzw. innere Kontur der Verdrängerkörper 3 bzw. der Verdampferrohre 2' durch stetig gekrümmte Flächen gebildet, die ebenfalls stetig ineinander übergehen. Somit können sich keine Totzonen bilden, in denen sich Stoffe ablagern können. Die innenwand der Verdampferrohre 2, 2' und die Aussenseite der Verdrängerkörper 3 wird somit vollständig von der mit grosser Geschwindigkeit fliessenden Produkteströmung umspült, wodurch allenfalls zur Ablagerung neigende Partikel wieder mitgerissen werden. Die Verschmutzungsgefahr ist bei dem beschriebenen Verdampfer wesentlich geringer als bei bekannten Verdampfern ohne mechanisch angetriebenen Wischerblattrotoren .

Aus diesem Grund eignet sich dieser Verdampfer für die Behandlung von Krusten bildenden Produkten und vor allem für die Behandlung von salzhaltigen Flüssigkeiten, vorzugsweise von Abwässern. Wie das folgende Beispiel zeigt, kann

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bei der Behandlung einer salzhaltigen Flüssigkeit in einem erfindungsgemässen Verdampfer eine Konzentration erreicht werden, die im Dauerbetrieb mit herkömmlichen statischen Verdampfern nicht erreichbar ist. Eine salzhaltige Flüssigkeit mit einer Ausgangskonzentration von 23 Gew.-% NaCl wurde mit einer Eintrittstemperatur von 144°C unten in einen Verdampfer mit vertikalen, glattwandigen Verdampferrohren eingeführt. Die Verdampferrohre wurden auf ihrer Aussenseite mittels eines Heizraediums beheizt, das eine Eintrittstemperatur von 200 C hatte. Die im Innern der Verdampferrohre angeordneten Verdrängerkörper wurden durch spiralig verformte Rohre mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden Vertiefung gebildet. Diese Vertiefung hatte eine Steigung von 30 . Der Querschnitt des Spaltes zwischen dem Verdrängerkörper und dem diesen umgebenden Verdampferrohr betrug 54% der Innenquerschnittsflache des Verdampferrohres. Das Produkt strömte unter Normaldruck und mit einer Durchsatzleistung von 145 kg/m ^ pro Stunde von unten nach oben durch d'ie Verdampferrohre. Die Endkonzentration des Ausgangsproduktes betrug 57 Gew.-% NaCl.

Eine derartig hohe Endkonzentration ist wie bereits erwähnt bei herkömmlichen statischen Verdampfern nicht möglieh und kann lediglich in mechanisch bewegten Dünnschichtverdampfern erreicht werden.

Der erfindungsgemässe Verdampfer zeigt gegenüber den bekannten statischen Röhrenverdampfern noch den folgenden überraschenden Vorteil:

Bei allen bekannten statischen Röhrenverdampfern wird bei sonst konstanten Betriebsbedingungen eine Zunahme der End-

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konzentration nur durch eine Verringerung der Zulaufmenge erreicht. Das hat insbesondere bei geringer Flüssigkeitsbelastung den Nachteil, dass eine Entnetzung und damit eine Produktschädigung eintreten kann. 5

Demgegenüber ist beim erfindungsgemässen Verdampfer innerhalb bestimmter Grenzen und unter sonst gleichen Betriebsbedingungen eine Zunahme der Endkonzentration bei steigender Zulaufmenge festzustellen. Die erwähnten Nachteile der herkömmlichen Verdampfer sind somit nicht vorhanden.

Der vorstehend erwähnte Effekt lässt sich beim erfindungsgemässen Verdampfer durch entsprechende Ausbildung der Verdampferrohre und der Verdrängerkörper bei der Behandlung der verschiedensten Produkte erreichen.

Der in Fig. 5 gezeigte Verdampfer v/eist einen zylindrischen Behälter 101 auf, in dessen Innerem vertikale, glattwandige Verdampferrohre 102 angeordnet sind. Diese Verdampferrohre werden auf nicht näher dargestellte Weise in ihrer Lage gehalten. Im Innern dieser Verdampferrohre 102 befinden sich vorzugsweise koaxiale Verdrängerkörper 103,. die durch glattwandige Rohre gebildet werden. Diese Verdrängerkörper 10 3 erstrecken sich nur über einen Teil der Länge der Verdampferrohre 102, können sich jedoch, wie das gestrichelt dargestellt ist, über die ganze Verdampferrohrlänge erstrecken. Zwischen jedem Verdrängerkörper 103 und dem ihn umgebenden Verdampferrohr 102 wird ein Spalt 104 gebildet, dessen Breite konstant ist oder sich über die Länge des Verdrängerkörpers 10 3 ändert. Um in der von unten nach oben verlaufenden Strömungsrichtung eine Vergrösserung des Durchflussquerschnittes zu erreichen, wird die-

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ser Spalt 104 sich als in Durchflussrichtung erweiternd ausgebildet. Dies kann dadurch geschehen, dass in Durchflussrichtung sich entweder der Durchmesser des Verdrängerkörpers 103 verkleinert oder sich der Durchmesser des Verdampferrohres 102 vergrössert. Der Behälter 101 ist unten durch einen Boden 105 abgeschlossen, an dem die Verdrängerkörper 103 befestigt sind. Im Boden 105 ist ein Eintrittsstutzen 106 für das zu behandelnde Produkt angeordnet. Der Behälter 101 ist mit einem Dampfeinlassstutzen 107 und einem Kondensatzabflussstutzen 108 versehen. Der durch den Dampfeinlassstutzen 107 eintretende Heizdampf umspült die Verdampferrohre 102 auf ihrer Aussenseite und bewirkt auf bekannte Weise ein Erhitzen des im Innern der Verdampferrohre 102 fliessenden Produktes.

Auf seiner Oberseite mündet der Behälter 1 in einen Anschlussstutzen 109 ein, der zu einem Ausdampfgefäss 110 führt, das bekannter Bauart ist. Dieses Ausdampfgefäss 110 weist einen Brüdenauslass 111 und einen Sammelraum 112 für das anfallende Konzentrat auf. Dieser Sammelraum 112 ist mit einem Entnahmestutzen 113 verbunden.

Der die Verdrängerkörper 10 3 tragende Boden 105 kann leicht vom Behälter 101 getrennt werden, so dass die Verdrängerkörper 103 ohne Schwierigkeiten ausgebaut werden können, um ein Reinigen der Verdampferrohre 102 und der Verdrängerkörper 103 zu ermöglichen. Es ist auch denkbar, den allen Verdrängerkörpern 103 gemeinsamen Boden verschiebbar auszubilden, um ein Verschieben der Verdrängerkörper 103 in ihrer Längsrichtung zu ermöglichen. Durch Verschieben der Verdrängerkörper 103 kann bei sich ändernder Breite des Spaltes 104 eine Regulierung der Durchflussmenge vorgenommen werden.

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Das über den Eintrittsstutzen 106 eingespeiste Produkt strömt durch den Spalt 104 zwischen Verdrängerkörper 10 3 und Verddampferrohr 10 2. Gleich wie bei Filmverdampfern erfolgt im beheizten Verdampferrohr 102 eine Verdampfung. Dabei bildet sich an der Innenwand des Verdampferrohres 102 ein Produktfilm. Das aus den Verdampferrohren 102 auiretende vorverdampfte Produkt gelangt über den Anschlussstutzen 109 ins Ausdampfgefäss 110, in welchem die Brüden vom Konzentrat getrennt werden, welches im Sammelraum 112 gesammelt und über den Entnahmestutzen 113 abgeführt wird. Das mit grosser Geschwindigkeit durch den Spalt 104 hindurchströmende Produkt verhindert die Bildung von Ablagerungen an der Innenwand der Verdarapferrohre 102 bzw. an der Aussenwand der Verdrängerkörper 103.

Um nun bei sonst gleicher Abmessung von Verdamferrohren 102 und Verdrängerkörpern 103 eine Vergrösserung der Heizfläche zu erreichen, können die Verdrängerkörper 103 von innen beheizt werden.

Die Produkteströmung kann anstatt wie gezeigt von unten nach oben auch von oben nach unten gerichtet sein, wobei in diesem Fall die Konstruktion des Verdampfers entsprechend angepasst werden muss. Die Verdampferrohre 102 können auch eine andere als eine vertikale Richtung haben.

Die Verdampferrohre 10 2 können anstatt durch glattwandige Rohre auch durch Drallrohre begildet werden.Sol ehe Drallrohre können durch spiralige Verformung von Rohren hergestellt werden, bei denen durch diese Verformung eine oder mehrere schraubenlinienförmig verlaufende Vertiefungen gebildet werden. Die Steigung dieser Vertiefungen kann

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gleichbleiben oder sich über die Länge der Verdampferrohre 102 ändern, wie das bereits anhand der Fig. 3 erläutert wurde. Durch die Form der Wand eines derartig spiralig verformten Verdampferrohres 102 wird dem durch den Spalt 104 fliessenden Produktestrom eine wirbelnde Bewegung gegeben, was eine Turbulenzerhöhung zur Folge hat. Damit wird ein besserer Wärmeübergang erzielt und das Scherkraftgefälle erhöht. Wie der Verdampfer gemäss den Fig. 1-4 eignet sich somit der in Fig. 5 gezeigte Verdämpfer ebenfalls für die Behandlung von strukturviskosen oder thixotropen Produkten.

Da im Verdampfer gemäss Fig. 5 sich ebenfalls keine Ablagerungen bilden können, eignet sich dieser Verdampfer im weiteren zur Behandlung von Krusten bildenden Produkten, vor allem salzhaltigen Flüssigkeiten, insbesondere Abwässern.

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ZUSAMMENFASSUNG

In einem Behälter (1) sind mehrere zueinander parallele Verdampferrohre (2) angeordnet, die auf ihrer Aussenseite von in das Behälterinnere (la) eingeführtem Heizdampf umgeben sind. Im Innern der Verdampferrohre (2) ist ein koaxialer Verdrängerkörper (3) angeordnet. Zwischen dem Verdrängerkörper (10 3) und dem umgebenden Verdampferrohr (2) ist ein Spalt (5) gebildet. Die Verdrängerkörper (3) sind an einem wegnehmbar mit dem Behälter (1) verbundenen Boden (6) befestigt. Durch Entfernen des Bodens (6) lassen sich die Verdrängerkörper (3) entfernen. Das von unten eingeführte und die Verdampferrohre (2) oben verlassende vorverdampfte Produkt wird einem Ausdampfgefäss (11) zugeführt, in welchem eine Trennung von Brüden und Konzentrat erfolgt. Jeder Verdrängerkörper (3) wird durch ein Drallrohr gebildet, das durch Verformung wenigstens mit einer spiralförmig verlaufenden Vertiefung (4) versehen worden ist. Das Produkt strömt sowohl durch den Spalt (5) wie auch durch diese Vertiefung (4). Dem Produktestrom wird somit eine wirbelnde Bewegung gegeben, was eine Turbulenzerhöhung mit sich bringt. Da die Aussenseite jedes Verdrängerkörpers (3) durch stetig ineinander übergehende Flächen gebildet ist, sind keine eine Ablagerung begünstigende Totzonen vorhanden. Die Verschmutzungsge-

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fahr ist daher gering, so dass sich der Verdampfer auch zur Behandlung von salzhaltigen Flüssigkeiten eignet. Die erzielbare hohe Turbulenz macht diesen Verdampfer auch zur Behandlung von strukturviskosen oder thixotropen Produkten geeignet.

(Fig. 1)

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Claims

PATENTANSPRÜECHE

Gleichstromverdampfer mit mehreren an ihrer Aussenseite beheizbaren Verdampferrohren, in derem Inneren ein Verdrängerkörper angeordnet ist, der zusammen mit dem Verdampferrohr einen schraubenlinienförmigen Durchflusskanal festlegt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Verdrängerkörper (3) auf seiner Aussenseite mit wenigstens einer schraubenlinienförmig verlaufenden Vertiefung (4) versehen ist und mit dem umgebenden Verdampferrohr (2) einen Spalt (5) bildet.
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2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (3) durch jeweils ein durch Verformung mit der wenigstens einen Vertiefung (4) versehenes Rohr gebildet sind.
3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verdrängerkörper (3) nur über einen Teil der Länge des zugeordneten Verdampferrohres (2) erstrecken.
4. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (3) ausbaubar sind.
5. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch

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Alrfk

gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (3) im Innern der Verdampferrohre (2) längsverschiebbar sind.
6. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (3) mit ihrem einen Ende an einem gemeinsamen Träger (6) befestigt sind.
7. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (3) zwei oder mehr schraubenlinienförmige Vertiefungen (4) aufweisen.
8. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferrohre (2) eine oder mehrere vorzugsweise durch-Verformung gebildete schraubenlinienförmige Vertiefungen (15) aufweisen, wobei die Vertiefung (15) des Verdampferrohres (2) und die Vertiefung (4) des zugeordneten Verdrängerkörpers (3) gleich-oder gegensinnig gewunden sind.
9. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (4) der Verdrängerkörper (3) bzw. die Vertiefung (15) der Verdampferrohre (2) über die Länge der Verdrängerkörper (3) bzw. der Verdampferrohre (2) dieselbe oder eine sich ändernde Steigung von vorzugsweise 20 - 80 aufweist.
10. Verdampfer nach den- Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (4) der Verdrängerkörper (3) dieselbe oder eine andere Steigung aufweist als die Vertiefung (15) des zugeordneten Verdampferrohres (2).

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11. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 -10, dadurch

gekennzeichnet, dass die innen..hohl ausgebildeten Verdrängerkörper (3) auf ihrer Innenseite beheizt sind.
12. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Austrittsseite jedes Verdampferrohres (2) ein in den Spalt (5) zwischen dem Verdampferrohr (2) und dem zugeordneten Verdrängerkörper (3) eingreifendes rohrförmiges Trennelement (16) zur Phasentrennung des das Verdampferrohr (2) verlassenden Produktes vorhanden ist, wobei die sich benachbart zur Trennwand des Verdampferrohres (2) befindliche spezifisch schwerere Phase auf der Aussenseite und die spezifisch leichtere Phase auf der Innenseite des Trennelementes (16) austritt.
13. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferrohre (2) in horizontaler oder vertikaler Richtung oder einer zwischen der Horizontalen und der Vertikalen liegenden Richtung verlaufen.
14¹. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-13/ dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Spaltes (5) zwischen 20 und 60% der Innenquerschnittsflache des Verdampferrohres (2) beträgt.
15 . Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-14 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des durch die Verdampferrohre (2) und des jeweils zugeordneten Ver-

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ORIGINAL INSPECTS?

drängerkörpers (3) gebildeten Durchflusskanals über die Länge der Verdampferrohre (2) in Durchflussrichtung vergrössert, vorzugsweise um 20 - 60%, bezogen auf den kleinsten Querschnitt.
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16. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1-15, gekennzeichnet durch eine an der Eintrittsseite der Verdampferrohre (2) einmündende Zuführleitung für ein Trocknungsmedium, vorzugsweise ein Inertgas.
17. Gleichstromverdampfer mit mehreren an ihrer Aussenseite beheizbaren Verdampferrohren, in derem Inneren ein Verdrängerkörper angeordnet ist, der zusammen mit dem Verdampferrohr einen Durchflusskanal bildet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verdrängerkörper (103) _' U glattwandig ist und mit dem umgebenden Verdampferrohr (102) einen Spalt (104) mit über die Länge des Verdampferrohres (102) gleichbleibender oder sich ändernder Breite bildet.
18. Verdampfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verdrängerkörper (103) nur über einen Teil der Länge des zugeordneten Verdampferrohres (102) erstrecken.
19. Verdampfer nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (103) ausbaubar sind.
20. Verdampfer nach einem der Ansprüche 17 - 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (103) im Innern

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- 5 der Verdampferrohre (102) längsverschiebbar sind.
21. Verdampfer nach einem der Ansprüche 17 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper (103) mit ihrem einen Ende an einen gemeinsamen Träger (105) befestigt sind.
22. Verdampfer nach einem der Ansprüche 17 - 21, dadurch gekennzeichnet, dass die innen hohl ausgebildeten Verdrängerkörper (103) auf ihrer Innenseite beheizt sind.
23. Verwendung des Verdampfers nach Anspruch 1 oder zur Behandlung von zur Krustenbildung neigenden Medien, insbesondere salzhaltigen Abwässern oder zur Behandlung von strukturviskosen oder thixotropen Produkten.

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