DE3419170C1 - Feed device for an apparatus for uniform liquid distribution in falling film evaporators - Google Patents

Feed device for an apparatus for uniform liquid distribution in falling film evaporators

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DE3419170C1 DE19843419170 DE3419170A DE3419170C1 DE 3419170 C1 DE3419170 C1 DE 3419170C1 DE 19843419170 DE19843419170 DE 19843419170 DE 3419170 A DE3419170 A DE 3419170A DE 3419170 C1 DE3419170 C1 DE 3419170C1
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Leopold Dipl.-Ing. 4048 Grevenbroich Briones
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BWS Technologie GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/008—Liquid distribution

Abstract

The invention relates to a feed device for a multiple-stage apparatus composed of individual channels for the uniform distribution of liquid onto the heating tubes of falling film evaporators, in particular for the sugar industry, having a central liquid feed pipe, whose outlet opening is surrounded by a calming vessel open at the top and at the bottom, below which is located a distributor cone which is surrounded at a distance by a distributor housing having a liquid outlet assigned to the top stage of the channel distributor. Here, the liquid is speedily separated from its flash vapours on a rapidly expanding surface and simultaneously its inlet energy is reduced by deflection and multiple enlargement of the inlet cross-sectional area. The actual liquid distribution takes place with a calm and wave-free liquid feed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuführungseinrichtung für eine mehrstufige, aus einzelnen Rinnen bestehende Vorrichtung zur gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung auf die Heizrohre von Fallstromverdampfern, insbesondere für die Zuckerindustrie, mit einer zentralen Flüssigkeitszuführungsleitung, deren Auslauföffnung von einem nach oben und unten geöffneten Beruhigungsgefäß umgeben ist, unter dem sich ein Verteilerkegel befindet, der mit Abstand von einem Verteilergehäuse mit einem der obersten Stufe der Rinnenverteilung zugeordneten Flüssigkeitsauslauf umgeben ist.The invention relates to a feed device for a multi-stage device consisting of individual channels for the even distribution of liquid the heating pipes of falling film evaporators, especially for the sugar industry, with a central liquid supply line, whose outlet opening is surrounded by a calming vessel that is open at the top and bottom is, under which there is a distributor cone, which is at a distance from a distributor housing with one of the the top level of the channel distribution associated liquid outlet is surrounded.

In Fallstromverdampfern durchströmt die einzudampfende Flüssigkeit die von außen her dampfbeheizten Rohre in dünner Schicht von oben nach unten. Die Flüssigkeit wird durch Wärmezufuhr über die Heizrohrwände eingedampft.In falling film evaporators, the liquid to be evaporated flows through the externally steam-heated Pipes in a thin layer from top to bottom. The liquid is caused by the supply of heat through the heating tube walls evaporated.

Damit sich kein zu dicker, die Verdampfung ungünstig beeinflussender Flüssigkeitsfilm an den Innenwänden der Heizrohre bildet, darf die den einzelnen Heizrohren zugeführte Flüssigkeitsmenge nicht zu groß sein.So that there is no too thick film of liquid on the inner walls that would adversely affect evaporation forms the heating pipes, the amount of liquid supplied to the individual heating pipes must not be too large.

Infolge der Verdampfung der Flüssigkeit bildet sich innerhalb der Heizrohre Dampf, der mit der einzudickenden Flüssigkeit nach unten wandert. Der entstehende Dampf drückt den Flüssigkeitsfilm nicht nur an die Rohrwand, sondern unterstützt auch den Fluß nach unten. Die Verdampfung bewirkt fernerhin, daß der Flüssigkeitsfilm nach unten hin dünner wird. Er darf jedoch nicht so dünn werden, daß er abreißt, was zur Überhitzung der Flüssigkeit führen würde. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, muß jedem Heizrohr die gleiche, genau vorherbestimmte Menge an einzudampfender Flüssigkeit zugeführt werden.As a result of the evaporation of the liquid, vapor forms inside the heating pipes, which is the same as the vapor to be thickened Liquid migrates downwards. The resulting vapor not only presses the liquid film against the Pipe wall, it also supports the flow downwards. The evaporation also causes the liquid film becomes thinner towards the bottom. However, it must not become so thin that it tears off, which can overheat the liquid would lead. In order to meet these requirements, each heating pipe must have the the same, precisely predetermined amount of liquid to be evaporated can be supplied.

Zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Verteilung, der in einem dicken Strahl ankommenden Flüssigkeit, auf viele kleine Einzelströme sind vielgestaltige Vorrichtungen wie Brausen, Düsen, Einhängekörper, Lochplatten usw. bekannt.To maintain an even distribution of the liquid arriving in a thick jet, on many small individual streams there are diverse devices such as showers, nozzles, suspension units, Perforated plates, etc. known.

Eine Vorrichtung zur Flüssigkeitsverteilung auf die Rohre von Fallstromverdampfern ist bekannt (DE-PS 25 54 071). Das Prinzip dieser Flüssigkeitsverteilung besteht darin, daß die in einem dicken Strahl ankommende Flüssigkeit durch Überlauf in viele kleine, dünne Einzelströme aufgeteilt wird. Dabei soll der ankommende Flüssigkeitsstrahl zunächst beruhigt werden, um somit eine gleichmäßige Verteilung nach allen Seiten zu ermöglichen. A device for distributing liquid to the tubes of falling film evaporators is known (DE-PS 25 54 071). The principle of this liquid distribution is that the arriving in a thick jet Liquid is divided into many small, thin individual streams by overflow. The incoming The liquid jet must first be calmed down in order to enable an even distribution on all sides.

Die zu verteilende Flüssigkeit, insbesondere Zuckersaft, ist meistens überhitzt, wodurch sich innerhalb der Verteilereinrichtung Brüden bilden. Diese Brüdenbildung unterstützt den unruhigen, energiereichen Zustand der großen ankommenden Flüssigkeitsmenge nach dem Verlassen der zentralen Zuführungsleitung. Das Beruhigungsgefäß in der bekannten Vorrichtung reicht für eine ausreichende Beruhigung der Flüssigkeit nicht aus. Vielmehr schießt die Flüssigkeit aufgrund ihres hohen Energiepotentials in die Auslaufrinnen. Dies hat zur Folge, daß sich die Flüssigkeit innerhalb des Verteilergehäuses ungleichmäßig auf die einzelnen Auslaufrinnen verteilt und somit den einzelnen Flüssigkeitsauslaufen nicht nur unterschiedliche Flüssigkeitsmengen zugeführt werden, sondern daß darüber hinaus die Flüssigkeit in den äußeren Durchmesserbereich der obersten Rinnenstufe strömt. Dies bedeutet, daß bereits die oberste Rinnenstufe ungleichmäßig mit Flüssigkeit beschickt wird. Diese ungleichmäßige Beschickung kann in den nachfolgenden Stufen nicht mehr ausgeglichen werden, so daß eine gleichmäßige Endverteilung auf die einzelnen Heizrohre nicht gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführungseinrichtung zu schaffen, mit der eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung gewährleistet ist, so daß alle Heizrohre mit der gleichen vorher bestimmten Menge an einzudampfender Flüssigkeit beaufschlagt werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Beruhigungsgefäß aus einem glatten Rohr gebildet ist und die Außendurchmesser des Verteilerkegels und des Verteilergehäuses größer als der äußere Durchmesser der Flüssigkeitsverteilung ausgebildet sind, wobei der Boden des Verteilergehäuses mit Abstand unterhalb des Verteilerkegels verläuft und eine dem mittleren Durchmesser der obersten Rinnenstufe angepaßte, zentrale öffnung freiläßt, an die ein Ringkanal angeschlossen ist. Mit dieser Maßnahme wird eine gleichmäßige, störungsfreie und ringförmige Flüssigkeitsaufgabe auf die oberste Rinnenstufe erreicht.The liquid to be distributed, in particular sugar juice, is mostly overheated, as a result of which vapors are formed within the distributor device. This vapor formation supports the restless, high-energy state of the large amount of incoming liquid after it has left the central supply line. The calming vessel in the known device is not sufficient for sufficient calming of the liquid. Rather, the liquid shoots into the discharge channels due to its high energy potential. As a result, the liquid within the distributor housing is unevenly distributed over the individual discharge channels and thus not only different amounts of liquid are supplied to the individual liquid outlets, but also that the liquid flows into the outer diameter area of the uppermost channel step. This means that the topmost channel step is already being charged unevenly with liquid. This uneven loading can no longer be compensated for in the subsequent stages, so that an even final distribution over the individual heating pipes is not guaranteed.
The invention is based on the object of creating a supply device with which a uniform distribution of liquid is ensured, so that the same predetermined amount of liquid to be evaporated is applied to all heating pipes.
This object is achieved in that the calming vessel is formed from a smooth tube and the outer diameter of the distributor cone and the distributor housing are larger than the outer diameter of the liquid distribution, the bottom of the distributor housing running at a distance below the distributor cone and one of the mean diameter of the uppermost channel level adapted, central opening leaves free, to which an annular channel is connected. With this measure, a uniform, trouble-free and ring-shaped liquid application to the uppermost channel step is achieved.

In dem Beruhigungsrohr und anschließend auf dem Verteilerkegel wird die Flüssigkeit auf einer sich schnell vergrößernden Oberfläche zügig von ihrem Entspan-In the calming pipe and then on the distributor cone, the liquid is rapidly spreading on one side enlarging surface quickly from its relaxation

nungsbrüden getrennt. Dabei wird der zentral zugeführte Flüssigkeitsstrom durch das leicht angehobene Beruhigungsrohr mit schwankendem Innenspiegel als Ausgleich gleichmäßig auf die Oberfläche des Verteilerkegels radial nach außen strömen. Danach wird die Eintrittsenergie der Flüssigkeit durch Umlenkung und weitere Erweiterung der Eingangsquerschnittsfläche verringert. Dabei wird der Flüssigkeitsstrom an der Innenwand des Verteilergehäuses umgelenkt und auf seinem Boden nach innen bis zu der zentralen öffnung geführt. Der Abstand des Randes des Verteilerkegels zum Boden ist fast gleich mit der Stauhöhe der Flüssigkeit in der Umlenkstelle. Diese Verengung und der darüber befindliche Kegel sorgen für ein störungsfreies, gleichmäßiges Ausströmen der Flüssigkeitsschicht aus dem Verteiler in den Ringkanal. Damit stellt sich innerhalb des Ringkanales ein beruhigter und wellenfreier Flüssigkeitszulauf ein.breeding brothers separated. Thereby the centrally supplied liquid flow is through the slightly raised calming tube with fluctuating inside mirror as compensation evenly on the surface of the distributor cone flow radially outwards. After that, the entry energy of the liquid is redirected and further Reduced expansion of the inlet cross-sectional area. The flow of liquid is against the inner wall of the distributor housing is deflected and guided inwards on its bottom to the central opening. The distance from the edge of the distributor cone to the bottom is almost the same as the level of the liquid in the Diversion point. This constriction and the cone above it ensure a smooth, trouble-free process The liquid layer flows out of the distributor into the annular channel. This arises within the ring channel a calmed and wave-free liquid inflow.

Zur Verbesserung der Umlenkströmung der zur verteilenden Flüssigkeit, ist der Boden des Verteilergehäuses zum Zentrum der Einrichtung hin geneigt ausgebildet. The bottom of the distributor housing is used to improve the deflection flow of the liquid to be distributed formed inclined towards the center of the device.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist der Ringkanal aus einem inneren und einem äußeren Rohr gebildet, wobei das innere Rohr an der Unterseite des Verteilerkegeis und das äußere Rohr im Bereich der Öffnung am Boden des Verteilergehäuses befestigt ist.For manufacturing reasons, the ring channel is formed from an inner and an outer tube, the inner tube on the underside of the distributor cone and the outer tube in the region of the opening Bottom of the distributor housing is attached.

Damit mitgeschleppte Restbrüden keine erneute Beunruhigung im Ringkanal erzeugen, ist das innere Rohr im oberen Bereich mit Gasabzugsöffnungen versehen.The inner tube is designed so that any residual vapors that are carried along do not cause renewed disquiet in the ring canal Provided with gas outlet openings in the upper area.

Zur Nivellierung der zulaufenden Flüssigkeitsmenge in den Ringkanal ist dem äußeren Rohr des Ringkanales ein in Segmenten unterteiltes, verstellbares Rohr zugeordnet, wodurch der vom Boden des Verteilergehäuses und dem Verteilerkegel gebildete Querschnitt veränderbar ist. Außerdem kann zufolge der Segmente der Einlaufquerschnitt in den Ringkanal in die Waagerechte gebracht und somit Fertigungsungenauigkeiten ausgeglichen werden.To level the amount of liquid flowing into the ring channel is the outer tube of the ring channel associated with a segmented, adjustable pipe, thereby removing the from the bottom of the distributor housing and the cross section formed in the distributor cone is variable. In addition, according to the segments of the Inlet cross-section in the ring channel brought into the horizontal and thus compensated for manufacturing inaccuracies will.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. An embodiment of the invention is shown in a drawing and is described in more detail below.

Es sind nur die Zuführungseinrichtung und die beiden obersten Stufen der Rinnenverteilung dargestellt. Auf die Darstellung des Verdampfergehäuses und die Heizrohre wurde verzichtet.Only the feed device and the top two levels of the channel distribution are shown. on the representation of the evaporator housing and the heating pipes have been omitted.

Die einzudampfende Flüssigkeit wird mittels eines Flüssigkeitszuführungsrohres 1 in ein Beruhigungsrohr 2 eingeführt, das gegenüber dem Rohr 1 einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist. Unter Freilassung eines Ausströmquerschnittes 3 ist unterhalb des Rohres ein Verteilerkegel 4 angeordnet, dessen äußerer Durchmesser größer ist als der äußere Durchmesser der obersten Rinnenstufe 14. Aufgrund eines größeren Durchmessers ist der Verteilerkegel 4 mit Abstand von einem Verteilergehäuse 5 umgeben, an das sich ein nach innen geneigter und unterhalb des Verteilerkegels 4 verlaufender Boden 6 anschließt. Dieser Boden weist eine zentrale öffnung 7 auf, an die sich ein nach unten gerichteter Ringkanal 8 anschließt. Dieser Ringkanal 8 ist aus einem inneren Rohr 9 und einem äußeren Rohr gebildet, wobei das Rohr 9 an der Unterseite des Verteilerkegels 4 und das äußere Rohr 10 am Boden 6 des Verteilergehäuses 5 befestigt ist. Der Ringkanal 8 ist so angeordnet, daß er etwa in der Mitte der obersten ringförmigen Rinnenstufe 14 verläuft und somit die einzudampfende Flüssigkeit in einem gleichmäßigen ringförmigen Strom mittig auf die kreisringförmige Rinnenstufe 14 aufgibt. Ein verstellbares Rohr 11 im Bereich des äußeren Rohres 10 ist zur Veränderung des Querschnittes 17 vorgesehen, um somit eine regelbare Flüssigkeitszufuhr über den Umlenkkanal 18 in den Ringkanal 8 zu erreichen. Und fernerhin kann der Einlaufquerschnitt in den Ringkanal 8 in eine waagerechte Lage gebracht werden, um Fertigungsungenauigkeiten auszugleichen. Unterhalb der ringförmigen obersten Rinnenstufe 14 befinden sich zwei ringförmige Rinnenstufen 15 und 16, die jeweils unter dem inneren bzw. dem äußeren Überlauf der obersten Rinnenstufe angeordnet sind. Unterhalb der Stufen 15 und 16 befinden sich weitere Stufen, die jedoch zur Vereinfachung nicht dargestellt sind.The liquid to be evaporated is fed into a calming tube by means of a liquid supply pipe 1 2 introduced, which compared to the tube 1 has a much larger diameter. Under release an outflow cross section 3, a distributor cone 4 is arranged below the pipe, the outer Diameter is larger than the outer diameter of the uppermost channel step 14. Due to a larger Diameter of the distributor cone 4 is surrounded at a distance by a distributor housing 5, to which a after internally inclined and below the distributor cone 4 extending bottom 6 connects. This ground shows a central opening 7, to which a downwardly directed annular channel 8 is connected. This ring channel 8 is formed from an inner tube 9 and an outer tube, the tube 9 at the bottom of the Distributor cone 4 and the outer tube 10 is attached to the bottom 6 of the distributor housing 5. The ring channel 8 is arranged so that it runs approximately in the middle of the uppermost annular channel step 14 and thus the one to be evaporated Liquid in an even, annular stream in the middle of the annular channel step 14 gives up. An adjustable tube 11 in the area of the outer tube 10 is for changing the cross section 17 is provided in order to thus provide a controllable supply of liquid via the deflection channel 18 into the annular channel 8 reach. And furthermore, the inlet cross-section in the annular channel 8 can be in a horizontal position be brought to compensate for manufacturing inaccuracies. Below the ring-shaped uppermost channel step 14 there are two annular trough steps 15 and 16, each under the inner and the outer overflow of the uppermost channel level are arranged. Below levels 15 and 16 there are more Levels which, however, are not shown for the sake of simplicity.

Das glatte Beruhigungsrohr 2 hat gegenüber der bekannten Einrichtung den Vorteil, daß selbst bei einem vergrößerten ankommenden Flüssigkeitsstrom keine Schwierigkeiten bei der Saftverteilung eintreten, weil der überschüssige Flüssigkeitsstrom an der Oberkante des Rohres 2 überströmen und sich somit mit dem aus dem Querschnitt 3 ausströmenden Flüssigkeitsstrom vermischen kann.The smooth calming pipe 2 has compared to the known Device has the advantage that even with an increased incoming flow of liquid none Difficulties in distributing the juice occur because of the excess liquid flow at the top of the pipe 2 and thus merge with the liquid flow flowing out of the cross section 3 can mix.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Zuführungseinrichtung für eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung auf die Heizrohre von Fallstromverdampfern, insbesondere für die Zuckerindustrie, mit einer zentralen Flüssigkeitszuführungsleitung, deren Auslauföffnung von einem nach oben und unten geöffneten Beruhigungsgefäß umgeben ist, unter dem sich ein Verteilerkegel befindet, der mit Abstand von einem Verteilergehäuse mit einem Flüssigkeitsauslauf umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Beruhigungsgefäß aus einem glatten Rohr (2) gebildet ist, und die Außendurchmesser des Verteilerkegels (4) und des Verteilergehäuses (5) größer als der äußere Durchmesser der Flüssigkeitsverteilung (14) ausgebildet sind, wobei der Boden (6) des Verteilergehäuses (5) mit Abstand unterhalb des Verteilerkegels (4) verläuft und eine dem mittleren Durchmesser der Flüssigkeitsverteilung (14) angepaßte zentrale öffnung (7) freiläßt, an die ein Ringkanal (13) angeschlossen ist.1. Feed device for a device for even distribution of liquid on the heating pipes of falling film evaporators, especially for the sugar industry, with a central liquid feed line, whose outlet opening is surrounded by a calming vessel that is open at the top and bottom and under which there is a distributor cone, which is surrounded at a distance by a distributor housing with a liquid outlet, thereby characterized in that the calming vessel is formed from a smooth tube (2), and the outer diameter of the distributor cone (4) and the distributor housing (5) larger than the outer one Diameter of the liquid distribution (14) are formed, the bottom (6) of the distributor housing (5) at a distance below the distributor cone (4) and one of the mean diameter of the Central opening (7) adapted to the liquid distribution (14), to which an annular channel (13) is connected is. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) des Verteilergehäuses (5) zum Zentrum der Einrichtung hin geneigt ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the bottom (6) of the distributor housing (5) is formed inclined towards the center of the device. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (8) aus einem inneren (9) und einem äußeren Rohr (10) gebildet ist, wobei das innere Rohr (9) an der Unterseite des Verteilerkegels (4) und das äußere Rohr (10) im Bereich der öffnung (7) am Boden (6) des Verteilergehäuses (5) befestigt ist.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the annular channel (8) consists of one inner (9) and an outer tube (10) is formed, the inner tube (9) at the bottom of the distributor cone (4) and the outer tube (10) in the area of the opening (7) on the base (6) of the distributor housing (5) is attached. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (9) im oberen Bereich mit Öffnungen (12) versehen ist.4. Device according to claim 3, characterized in that the inner tube (9) in the upper region is provided with openings (12). 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem äußeren Rohr (10) des Ringkanales (8) ein verstellbares Rohr (11) zugeordnet ist.5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the outer tube (10) of the annular channel (8) is assigned an adjustable tube (11). 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (11) in Segmente unterteilt ist.6. Device according to claim 5, characterized in that the tube (11) is divided into segments is.
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