DE3027921C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren und Steuern der Zufuhr von Fluorwasserstoffdampf zu einer chemi­ schen Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung zum Dosieren und Steuern der Zu­ fuhr von Fluorwasserstoffdampf zu einer chemischen Anlage ist allgemein bekannt und sie umfaßt gewöhnlich einen Ver­ dampfer mit einem Einlaß für den flüssigen Fluorwasserstoff und einen Auslaß für dampfförmigen Fluorwasserstoff. Es ist eine Zuführleitung mit einem Steuerventil zum Verbinden einer Quelle für den flüssigen Fluorwasserstoff mit dem Ein­ laß des Verdampfers vorhanden und schließlich ist auch eine Wärmetauscherfläche in dem Verdampfer vorhanden und eine Einrichtung zum Zuführen von Wärme zur Wärmetauscherfläche.

Aus der GB-PS 9 40 513 ist eine Anlage zur Verdampfung von flüssigem Gas bekannt, insbesondere von flüssigem Kohlen­ dioxyd unter Druck. Diese bekannte Vorrichtung enthält eben­ falls einen Verdampfer mit einem Einlaß und einem Auslaß für das dampfförmige Kohlendioxyd, wobei in einer Zuführleitung, die einen Vorratstank für das flüssige Kohlendioxyd mit dem Einlaß des Verdampfers verbindet ein Steuerventil angeord­ net ist. In dem Verdampfer selbst ist eine Heizeinrichtung in Form eines Heizstabes zum Erhitzen des flüssigen Kohlen­ dioxyds angeordnet, wobei die Wirkungsweise dieser bekannten Anordnung so ist, daß das über eine Düse zersprühte verflüs­ sigte Kohlendioxyd auf den Heizstab aufgesprüht wird und da­ durch unmittelbar verdampft, so daß dadurch in dem Verdamp­ fer selbst kein oder zumindest kein nennenswerter Pegel eines flüssigen Kohlendioxyds entsteht. Bei dieser bekannten Anlage wird eine vorgegebene Soll-Durchsatzmenge mit Hilfe eines Thermostaten und eines Relais eingestellt, wobei der Thermostat die Temperatur innerhalb des Verdampfers abtastet und ein die Stromzufuhr zum Heizstab steuerndes Relais ein­ oder ausschaltet. Dadurch kann die Durchsatzmenge im wesent­ lichen über einen längeren Zeitraum auf einem konstanten Wert gehalten werden. Eine spezifische Veränderung der Durchsatzmenge ist hierbei jedoch nicht möglich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung zum Dosieren und Steuern der Zufuhr von Fluorwasserstoffdampf zu einer chemischen Anlage der angege­ benen Gattung derart zu verbessern, daß sie bei einfacher Bedienbarkeit und hohem Wirkungsgrad an sehr verschiedene gewünschte Durchsatzmengen angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung er­ gibt sich aus dem Unteranspruch.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer die Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung enthaltenden Anlage;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie eingerahmten Verdampfers; und

Fig. 3 eine Ansicht des Verdampfers in Richtung des Pfeils III in Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte Anlage enthält einen Verdampfer 1 mit einem bis an seinen Boden reichenden Einlaß 2 und einem Auslaß 3. Der Einlaß 2 ist über eine ein Steuerventil 4 und einen Druckmeßregler 5 ent­ haltende Zufuhrleitung 2a mit einem Fallbehälter (Quelle) 8 ver­ bunden. Der Fallbehälter 8 ist mittels einer Pumpe 6 mit AHF (wasserfreiem Fluorwasserstoff) aus einem Vorratsbehälter 7 gespeist und hat einen Überlauf 8a, welcher das Konstanthalten der Stand­ höhe des AHF im Fallbehälter 8 ermöglicht.

Der Verdampfer 1 enthält eine Wärmetauscherfläche 9, welche von einem der Wärmezufuhr dienenden Dampfmantel 11 umgeben ist. Wie man im einzelnen in Fig. 2 und 3 erkennt, bildet die Wärmetauscherfläche 9 die innere Wand des Dampfmantels 11. Dieser ist in drei gleich große, sich jeweils über ein Drittel des Umfangs der Wärmetauscherfläche 9 erstreckende Teile unterteilt, welche jeweils einen Dampfeinlaß 10, einen Kondensat­ auslaß 16 und einen Entlüftungsauslaß 20 aufweisen. Der Verdampfer 1 ruht auf Stützen 22 und hat einen BodenabIaß 21.

Ferner hat der Verdampfer 1 Zapfanschlüsse 12 und 15 für einen Flüssigkeitsstandsmesser und -regler 18, welcher auf einen höchsten und einen niedrigsten Flüs­ sigkeitsstand anspricht und beim höchsten Flüssigkeits­ stand das Steuerventil 4 schließt. Am oberen Teil des Verdampfers ist ein auf einen Höchstdruck ansprechender Druckmelder 13 angeschlossen. Ferner ist am oberen Teil des Veradmpfers eine zu einer (nicht gezeigten) Notstands- Reinigungseinrichtung führende Überdruckleitung 17 ange­ schlossen. Diese enthält eine Berstscheibe 14 und ein Überdruckventil 27, welches so eingestellt ist, daß es bei einem unter dem Sicherheitsdruck des Verdampfers liegenden Druck öffnet. Ein zwischen der Berstscheibe und dem Überdruckventil angeschlossener Druckmelder 28 ermöglicht die Überwachung des Zustands der Berstscheibe.

Die Dampfzufuhr erfolgt über eine mittels eines Ventils 26 steuerbare Niederdruck-Dampfleitung 24, welche sich an einer Abzweigstelle 35 verzweigt. Der eine Zweig der Leitung führt zu einem Überhitzer 23 für den den Auslaß 3 durchströmenden Fluorwasserstoffdampf, und weiter über eine Dampffalle 32 zu einem Abfluß 37. Der andere Zweig der Leitung führt über einen Ruß- oder Sandfang 36, einen Druckregler 30, einen Druckmesser 39, ein vom Druckmelder 13 betätigbares Absperrventil 38 und einzelne Absperrventile 33 zu den Einlässen 10 des Dampfmantels 11. An den Kondensatauslässen 16 des Dampf­ mantels 11 angeschlossene Leitungen führen über ein Druckregelmanometer 31 zu einem Ablaß 29.

Im Betrieb der Anlage wird AHF vom Vorratsbehälter 7 in den Fallbehälter (Quelle) 8 gepumpt. Der Durchflußmeßregler 5 mißt die Durchströmung der Zufuhrleitung 2a, vergleicht den gemessenen Wert mit einem Sollwert und stellt das Steuerventil 4 entsprechend ein. Der Einlaß 2 reicht bis an den Boden des Verdampfers, so daß die Verdampfung an der Oberfläche der Flüssigkeit nicht durch den Zustrom von kühler Flüssigkeit gestört ist.

Über die Leitung 24 zugeführter Dampf gelangt in den Dampfmantel 11 und gibt seine Wärme an die Wärmetau­ scherfläche 9 ab, um den AHF im Verdampfer 1 zu ver­ dampfen. Mit zunehmender Standhöhe des flüssigen AHF im Verdampfer wird der Flüssigkeit fortlaufend mehr Wärme zugeführt, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, bei welchem die an der Oberfläche verdampfende und in Form von Dampf über den Auslaß 3 entwei­ chende Flüssigkeitsmenge gleich der über den Einlaß 2 zugeführten Flüssigkeitsmenge ist. Das Kon­ densat des Dampfs wird über die Auslässe 16 aus dem Dampfmantel 11 abgeführt. Die drei jeweils mit einem eigenen Dampfeinlaß 10, einem Kondensatauslaß 16 und einem Entlüftungsauslaß 20 versehenen Abschnitte des Dampf­ mantels 11 ermöglichen eine Vergrößerung oder Verklei­ nerung der Wärmekapazität des Verdampfers 1 durch Öff­ nen bzw. Schließen der Ein- und Auslässe 10 bzw. 16 jeweils eines oder zweier Abschnitte des Dampfmantels. Dadurch läßt sich der wirksame Bereich der Wärmetauscher­ fläche 9 und damit das Verhältnis zwischen der Ausdeh­ nung der wirksamen Wärmetauscherfläche und der im Ver­ dampfer vorhandenen Flüssigkeitsmenge vergrößern und verkleinern.

Der über die Leitung 24 und das Ventil 26 zugeführte Niederdruckdampf wird an der Abzweigstelle 35 in zwei Ströme geteilt. Der eine Dampfstrom dient der Über­ hitzung des über den Auslaß 3 aus dem Verdamp­ fer 1 entweichenden Fluorwasserstoffdampfs vor der Zu­ fuhr desselben als Reaktionsmittel zu einer chemischen Anlage. Dies ist deshalb notwendig, weil der aus dem Verdampfer entweichende Fluorwasserstoffdampf gesättigt ist, d. h. sich im Gleichgewicht mit dem flüssigen AHF befindet. Das aus dem Überhitzer abfließende Kondensat gelangt über die Dampffalle 32 zum Abfluß 37. Der zweite Dampfstrom gelangt über den Ruß- oder Sandfänger 36 und den Druckregler 30 in den Dampfmantel 11.

Somit schafft die Erfindung einen Verdampfer zum Ver­ dampfen von flüssigem Fluorwasserstoff, mit einer Wärme­ tauscherfläche, welche mit steigender Standhöhe der Flüssigkeit in zunehmendem Maße von dieser bedeckt ist, so daß die dem Verdampfer zugeführte Wärme derart einge­ stellt werden kam , daß der Flüssigkeitsstand im Ver­ dampfer konstant gehalten werden kann, wobei dann die Zufuhrmenge des flüssigen Fluorwasserstoffs gleich der verdampften Menge desselben ist. Auf diese Weise ist die Zufuhrmenge des Dampfs durch Dosierung und Steuerung der Zufuhrmenge der Flüssigkeit dosierbar und steuerbar.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Dosieren und Steuern der Zufuhr von Fluorwasserstoffdampf zu einer chemischen Anlage, mit einem Verdampfer (1) mit einem Einlaß (2) für den flüssigen Fluor­ wasserstoff und einem Auslaß (3) für dampfförmigen Fluorwas­ serstoff, mit einer Zuführleitung (2a) mit einem Steuer­ ventil (4) zum Verbinden einer Quelle (8) für den flüssigen Fluorwasserstoff mit dem Einlaß (2) des Verdampfers (2), mit einer Wärmetauscherfläche (9) in dem Verdampfer (1), und mit einer Einrichtung (11) zum Zuführen von Wärme zur Wärmetau­ scherfläche (9), dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Wärmetauscherfläche (9) in dem Verdampfer (1) so an­ geordnet ist, daß sie beim Anstieg des Pegels des flüs­ sigen Fluorwasserstoffes in dem Verdampfer (1) zuneh­ mend mit dem flüssigen Fluorwassrstoff bedeckt wird, und
• b) die Wärmetauscherfläche (9) und die Einrichtung für die Zufuhr von Wärme zu derselben durch einen Dampfmantel (11) gebildet sind, wobei der Dampfmantel in drei Ab­ schnitte unterteilt ist, von denen jeder einen eigenen Einlaß (10) und Auslaß (16) für den Dampf enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (30, 31) vorgesehen sind, um den Dampf in dem Dampfmantel auf einem konstanten Druckwert zu halten.