DE358872C

DE358872C - Process for the evaporation of liquids

Info

Publication number: DE358872C
Application number: DEA33940D
Authority: DE
Original assignee: Kummler and Matter AG
Current assignee: Kummler and Matter AG
Priority date: 1920-08-03
Filing date: 1920-08-10
Publication date: 1922-09-15

Description

Verfahren zur Verdampfung von Flüssigkeiten.Process for the evaporation of liquids.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdampfung von Flüssigkeiten, bei dem die Brüdendämpfe in bekannter Weise abgesaugt, verdichtet und dann zur Wiederbeheizung der zu verdampfenden Lösung verwendet werden. The invention relates to a method for the evaporation of liquids, in which the exhaust vapors are sucked off in a known manner, compressed and then used for reheating of the solution to be evaporated.

Die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen beruht darauf, daß die Temperaturdifferenz zwischen rückverdichtetem Brüdendampf und verdampfender Flüssigkeit möglichst gering ist, damit der Kompressor ein Minimum an Arbeit zu leisten hat. Nur wenn dieser Forderung Genüge geleistet wird) arbeiten solche Verdampfungsanlagen wirtschaftlich befriedigend.The economy of such systems is based on the fact that the temperature difference between recompressed vapor and evaporating liquid as low as possible is so that the compressor has to do a minimum of work. Only if this one Demand is met) such evaporation systems work economically satisfactory.

Um nun diese Voraussetzung zu erfüllen, muß jede Ungleichmäßigkeit des Betriebes ausgeschaltet werden, denn schon bei geringer Veränderung in dem beschriebenen thermischen Verhältnis - komprimierterHeizdampf und uns verdampfender Flüssigkeit - kann ein Zustand eintreten, bei dem die verdichteten Brüdendämpfe .nicht mehr zur Kondensation gelangen können und der Kompressor womöglich zu pumpen anfängt. In order to meet this requirement, every irregularity must of the operation are switched off, because even with a slight change in the described thermal relationship - compressed heating steam and liquid that evaporates - A situation can arise in which the compressed vapor vapors no longer condensation can occur and the compressor may start pumping.

Um diese Gleichmäßigkeit der Verdampfung zu gewä1rleisten, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Teil der rückverdichteten Brüdendämpfe im Kreislauf durch die Heizvorrichtung geführt. Die Folge ist Gleichmäßigkeit der Kondensation und Wärmeabgabe, weil Stagnationen oder Ungleichmäßigkeiten in der Wirkungsweise des wärmeabgebenden Mittels verhindert : werden. Es resultiert Innehaltung der Gleichmäßigkeit des Temperaturgefälles zwischen Heizdampf und verdampfender Flüssigkeit, und diese führt zu gleichmäßiger Leistung des Kompressors. In order to guarantee this evaporation uniformity, according to of the present invention a part of the recompressed exhaust vapors in the circuit passed through the heater. The result is uniformity of condensation and heat dissipation because of stagnation or irregularities in the mode of operation of the exothermic agent prevented: be. The result is a pause in evenness the temperature gradient between heating steam and evaporating liquid, and this leads to even performance of the compressor.

Es wird also auf diese Weise die Grundlage für ein wirtschaftlich befriedigendes Arbeiten der Anlage geschaffen. So in this way it becomes the basis for an economical satisfactory work of the system created.

Zur Bewegung der rückverdichteten Brüdendämpfe kann eine beliebige Fördervorrichtung, z. B. eine Kolben- oder Kreisel- oder Strahlpumpe angewendet werden. To move the recompressed vapor can any conveyor device, e.g. B. a piston or centrifugal or jet pump be applied.

Wird ein mehrstufiger Kreiselverdichter für die Rückverdichtung des Dampfes angewendet, so kann von dem Kreiselverdichter wenigstens ein Teil einer Druckstufe für die Erzeugung des Kreislaufes verwendet werden. So kann z. B. Dampf aus den Heizraum vor das Laufrad irgendeiner Druckstufe geführt und im Spalt zwischen Laufrad und Diffusor wieder entnommen werden, oder es kann der dem Heizraum entnommene Dampf in den Spalt zwischen Laufrad und Diffusor eingeführt und hinter dem Diffusor, also im Druckraum dieser Stufe, entnommen und alsdann dem Heizraum wieder zugeführt werden. Selbstverständlich kann für die Erzeugung des Kreislaufes auch eine ganze Druckstufe oder deren mehrere herangezogen werden. In dem Falle, wo zur Erzeugung de ; Kreislaufes wenigstens eine ganze Druckstufe eines Kreiselverdichters benutzt wird, ist diese Stufe gegenüber den anderen Stufen fortwährend um so viel mehr belastet, als Dampf am Kreislauf teilnimmt. Dieser Mehrbelastung kann man auch bei der Bemessung der Qucrschnitte dieser Stufe in Rad und Diffusor ganz oder teilweise Rechnung tragen. In allen Fällen hat diese gleichbleibende zusätzliche Belastung dieser Stufe den günstigen Einfluß, daß bei Veränderungen der eigentlichen Belastung des Verdichters dieser Veränderungen in dieser Stufe verhältnismäßig weniger ausmachen als in den übrigen Stufen. Es sei z, B. die normale Belastung des Verdichters 100 Einheiten, im Kreislauf bewegen sich annähernd gleichbleibend 50 Einheiten, welche noch die letzte Stufe durchlaufen. Es sei denn beispielsweise dieser Mehrbelastung in der Bemessung der Querschnitte der letzten Stufe voll und ganz Rechnung getragen, so daß die normale Belastung dieser Stufe I50 Einheiten beträgt. If a multistage centrifugal compressor is used for the recompression of the Applied steam, at least a part of the centrifugal compressor Pressure stage can be used to generate the circuit. So z. B. Steam out of the boiler room in front of the impeller of any pressure level and in the gap between The impeller and diffuser can be removed again, or the one removed from the boiler room Steam introduced into the gap between the impeller and the diffuser and behind the diffuser, so in the pressure chamber of this stage, removed and then fed back to the boiler room will. Of course, a whole can also be used to generate the circuit Pressure stage or several are used. In the case where to generate de; Circuit used at least one entire pressure stage of a centrifugal compressor is, this level is constantly so much more burdened compared to the other levels, as steam participates in the cycle. This additional load can also be taken into account when dimensioning the cross-sections of this stage in the wheel and diffuser fully or partially take into account. In all cases, this constant additional burden on this level has the favorable influence that changes in the actual load on the compressor these changes are relatively less at this stage than in the other stages. For example, let the normal load on the compressor be 100 units, Approximately 50 units move in the cycle, which are still the go through the last stage. Unless, for example, this additional burden in the Dimensioning of the cross-sections of the last stage fully taken into account, see above that the normal load at this level is 150 units.

Sinkt nun die eigentliche Belastung des Verdichters auf z. B. 65 Einheiten, also 65 Prozent der Normalliste, so ist die Belastung der letzten Stufen 65 + 50 = 115 Einheiten oder 76, Prozent des normalen Betriebes dieser Stufe.If the actual load on the compressor drops to z. B. 65 units, So 65 percent of the normal list, the load on the last levels is 65 + 50 = 115 units or 76. percent of normal operation for this level.

Die Belastung von nur 65 Prozent sei 1: eispielsweise die Grenze, wo das » Pumpen (s der Räder eintritt. Diese Grenze ist denn für das letzte Rad noch nicht erreicht, und dieses Rad ist erfahrungsgemäß imstande, das »Pumpen« des ganzen Verdichters zu verhindern, selbst wenn die von außen kommende Belastung noch weiter sinkt. Dies bedeutet einen großen Vorteil für die Führung und Sicherheit des Betriebes.The burden of only 65 percent is 1: for example, the limit, where the "pumping" of the wheels occurs. This limit is then for the last wheel has not yet been achieved, and experience has shown that this wheel is capable of "pumping" the the entire compressor, even if the external load is still continues to decrease. This means a great benefit for leadership and safety of the company.

Statt den Kreiselverdichtef für die Erzeugung des Kreislaufes unmittelbar zu benutzcn, kann an demselben eine besondere Pumpe angebaut werden. In diesem Falle genügt in den meisten Fällen eine einstufige Kreiselpumpe bzw. ein einfacher Ventilator. An Stelle des Ventilators kann auch eine Strahlpumpe treten. Instead of the centrifugal compressor for generating the circuit directly To use it, a special pump can be attached to it. In this case In most cases, a single-stage centrifugal pump or a simple fan is sufficient. A jet pump can also be used instead of the fan.

Für die Aufrechterhaltung des Kreislaufes eines Teils des Heizmittels ist nur ein verhältnismäßig geringer Arbeitsaufwand erforderlich In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. For maintaining the cycle of part of the heating medium only a relatively small amount of work is required in the enclosed Some embodiments of the invention are described in the drawing.

Bei der in Abb. I dargestellten Ausführungsform findet die Verdampfung der Flüssigkeit in dem Behälter I statt. Der aus der Flüssigkeit entwickelte Dampf wird durch das Rohr 5 in einem vi erstufigen Kreiselverdichter 4 eingeführt, darin durch Verdichtung auf hoher Verflüssigungstemperatur gebracht und mittels des Rohres 6 in den Heizraum 2 des Kochers r eingeführt. Ein Teil des verdichteten Dampfes wird am unteren Ende des Heizraumes durch das Rohr 7 abgesaugt und an der Stelle 4a vor das Laufrad der vierten Druckstufe des Kreiselverdichters eingeführt, von wo er dann mit dem aus der vorangehenden Druckstufe kommenden Dampf durch das Rohr 6in den Heizraum des Verdampfungsapparates gelangt. Es findet also ein Kreislauf einer gewissen Menge des rückverdichteten Dampfes durch den Heizraum 2 statt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Kondensation und damit des Kompressorbetriebes bewirkt wird.In the embodiment shown in Fig. I, the evaporation takes place the liquid in the container I instead. The vapor evolved from the liquid is introduced through the pipe 5 in a vi-stage centrifugal compressor 4, therein brought to a high condensing temperature by compression and by means of the pipe 6 inserted into the boiler room 2 of the cooker r. Part of the compressed steam is sucked off at the lower end of the boiler room through the pipe 7 and at the point 4a introduced in front of the impeller of the fourth pressure stage of the centrifugal compressor, from where it then flows through the pipe with the steam coming from the previous pressure stage 6 enters the boiler room of the evaporation apparatus. So there is a cycle a certain amount of the recompressed steam through the boiler room 2 instead, whereby the uniformity of the condensation and thus of the compressor operation is effected.

In Abb. 2 ist gezeigt, wie der im Kreislauf zu führende Teil des Heizdampfes nicht wie nach Abb. I nach der letzten Stufe des Kreiselverdichters 8, sondern durch ein Rohr nach einem zwischen den Kreicelverdichter 8 und den Verdampfer 10 eingeschalteten, als Strahlapparat ausgebildeten Rohrstück II geführt und daselbst von dem vom Kreiselverdichter 8 kommenden Dampf mit in den Verdampfer 10 gerissen wird. Fig. 2 shows how the circulating part of the Heating steam not after the last stage of the centrifugal compressor as shown in Fig. I 8, but through a pipe after a between the centrifugal compressor 8 and the evaporator 10 turned on, designed as a jet apparatus pipe section II out and there torn into the evaporator 10 by the steam coming from the centrifugal compressor 8 will.

Die Einrichtung nach Abb. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. 2 nur dadurch, daß aus dem Heizraum des Kochers 12 der Dampf nicht zu einer Stufe des Kreiselverdichters 13, sondern durch eine Leitung 14 zu einem mit dem Kreiselverdichter 13 gekuppelten Ventilator I5 und der in diesem Ventilator auf höheren Druck gebrachte Dampf mittels des Rohres 16 in den Heizraum des Kochers zurückgeführt wird. The device according to Fig. 3 differs from that according to Fig. 2 only by the fact that the steam from the boiler room of the cooker 12 does not lead to a Stage of the centrifugal compressor 13, but through a line 14 to one with the Centrifugal compressor 13 coupled fan I5 and the fan in this higher pressure brought steam through the pipe 16 into the boiler room of the cooker is returned.

Abb. 4 stellt die Anwendung des Verfahrens auf einen Dreikammer-Verdampfer dar. Der Heizdampf gelangt durch das Rohr 25 zu den Heizräumen der drei Kochapparate I8, 19 und zo. Das Kondensat wird aus diesen Heizräumen durch die Rohre 2I, 2Iaund2Ibnachdem gemeinsamen, oben abgeschlossenen Kondenswassertopf 22 und von diesem durch das Rohr 22a weitergeleitet. An den Topf 22 ist mittels des Rohres 23 ein Kompressor 24 angeschlossen, welcher die Brüdendämpfe mittels des Rohres 25a ansaugt und mittels des Rohres 25 in den Heizraum der Verdampfer drückt. Fig. 4 shows the application of the method to a three-chamber evaporator The heating steam passes through the pipe 25 to the boiler rooms of the three cooking appliances I8, 19 and zo. The condensate is discharged from these boiler rooms through pipes 2I, 2Ia and 2Ib common, above closed condensation water pot 22 and from this through the Forwarded pipe 22a. To the pot 22 is by means of the pipe 23 a compressor 24 connected, which the exhaust vapors by means of the pipe 25a sucks in and pushes the evaporator into the boiler room by means of the pipe 25.

Die Kondensatrohre 21, 21a und 21b sind so reichlich bemessen, daß der Ventilator durch sie und den Topf 22 hindurch Dampf aus den Heizkammern der Apparate I8, 19 und 20 absaugen und durch das Rohr 25 in das Rohr I7 drücken kann.The condensate pipes 21, 21a and 21b are so generously dimensioned that the fan through it and the pot 22 through steam from the heating chambers of the Apparatus I8, 19 and 20 can be sucked off and pushed through the pipe 25 into the pipe I7.

In Abb. 5 ist der Horizontalquerschnitt durch einen vertikalen, mit Heizröhren 26 ausgestatteten Heizkörper, von oben gesehen, dargestellt. Die Brüdendämpfe werden durch den Kompressor 28a abgesaugt, verdichtet und in den Heizraum des Verdampfers zurückgeführt. Neben dem Heizkörper 27 ist ein Ventilator 28 aufgestellt (in der Zeichnung im Grundriß gesehen). Dieser Ventilator 28 saugt an zwei gegenüberliegenden Stellen 29 und 30 mittels der Rohre 3I und 32 einen Teil des die Heizröhren 26 um gebenden Dampfes ab und drückt den Dampf mittels des Rohres 33 an einer Stelle des Mantels in den Heizraum zurück. In Fig. 5 the horizontal cross-section is through a vertical, with Radiators equipped with heating tubes 26, seen from above, shown. The exhaust fumes are sucked off by the compressor 28a, compressed and into the boiler room of the evaporator returned. A fan 28 is set up next to the radiator 27 (in the Drawing seen in plan). This fan 28 sucks on two opposite one another Move 29 and 30 a part of the heating tubes 26 by means of the tubes 3I and 32 giving off steam and presses the steam by means of the pipe 33 at a point of the Coat back into the boiler room.

Abb, 6 zeigt wiederum einen Horizontal querschnitt durch einen vertikalachsigen Röhrenapparat. Der Rückverdichtung der Brüdendämpfe dient der Kompressor 36. Ein Teil des Heizdampfes wird mittels des Rohres 34 abgesaugt, geht durch den Ventilator 34al um von dort durch das Rohr 35 in den Heizraum zurückzuströmen. Fig. 6 again shows a horizontal cross section through a vertical axis Tube apparatus. The compressor 36 serves to recompress the exhaust vapors Part of the heating steam is sucked off by means of the pipe 34 and goes through the fan 34al in order to flow back from there through the pipe 35 into the boiler room.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei einem an der Peripherie eines mit kreisförmigem Querschnitt ausgestatteten Raumes in radialer Richtung eingeführter Dampf etwa an der durch den gestrichelten IEreis I bezeichneten Stelle fast oder gar vollständig zur Ruhe kommt. In Erkenntnis dieser Tatsache ist das Absaugerohr 34 nicht unmittelbar an den Mantel des Röhrenapparates angeschlossen worden, sondern es trägt das Saugrohr 34 ein nach innen gerichtetes, trompetenförmig erweitertes Saugrohrstück 37, dessen Einmündung innerhalb des Kreises I liegt. Dadurch wird verhindert, daß an dieser Stelle der Dampf zur Ruhe kommt und dadurch an seiner Wärmeabgabe gehindert wird; vielmehr wird gerade an dieser Stelle das Absaugen und damit in der weiteren Umgebung eine erhöhte Dampfgeschwindigkeit und gleichmäßigere Wärmeabgabe erwirkt. It has now been shown that with one at the periphery one with circular cross-section equipped space introduced in the radial direction Steam approximately at the point indicated by the dashed I rice I almost or comes to rest completely. Realizing this fact is the suction tube 34 was not connected directly to the jacket of the tube apparatus, but it carries the suction tube 34 an inwardly directed, trumpet-shaped widened Suction pipe section 37, the confluence of which lies within circle I. This will prevents the steam from coming to rest at this point and thereby at his Heat emission is prevented; rather, it is precisely at this point that the suction and thus in the wider area an increased steam speed and more uniform Heat dissipation achieved.

Bei der in Abb. 7 im Horizontalschnitt dargestellten Heizvorrichtung wird ein Teil des Dampfes aus der Querschnittmitte des Rohres 38 durch den Kompressor 39 abgesaugt und mittels des Rohres 40 in tangentialer Richtung in den Heizraum zurückgeführt. Dadurch nimmt der Dampf im Heizraum eine kreisende und damit gleichmäßigere Bewegung an; dafür, daß er in der Mitte nicht zur Ruhe kommt, sorgt das Absaugerolir 38. Natürlich könnte die Durchflußrichtung auch umgekehrt scin. Es könnte Dampf bei 40 abgesaugt und durch das Rohr 38 in den Heizraum zurückgedrückt werden. In the heating device shown in Fig. 7 in horizontal section becomes part of the steam from the cross-section center of the pipe 38 through the compressor 39 sucked off and by means of the pipe 40 in the tangential direction into the boiler room returned. As a result, the steam in the boiler room takes on a circular and thus more uniform Movement on; the suction roller ensures that it does not come to rest in the middle 38. Of course, the direction of flow could also be reversed. It could be steam sucked off at 40 and pushed back through the pipe 38 into the boiler room.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for evaporation of liquids, in which the exhaust vapors are compressed and used to reheat the evaporating ones Liquid are used, characterized in that part of the in the heating device recirculated exhaust vapors is passed through the same.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim I, characterized characterized in that the compressor is also designed as a pump for the circuit is.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim I, wherein a multi-stage centrifugal compressor is used as a recompressor for the steam, characterized in that at least part of a pressure stage of the compressor is used for generating the cycle.

4. Apparatus for - execution of the method according to claim I, wherein steam recompressed by means of a centrifugal compressor is used as heating medium is, characterized in that a special centrifugal pump is attached to the centrifugal compressor for the generation of the steam cycle is grown.

5. Apparatus for carrying out the method according to claim I, characterized characterized in that the pipe sucking off the steam from the radiator is trumpet-shaped at the end is expanded and opens approximately in the middle of the radiator.

6. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized characterized in that the circulation line returns the heating steam tangentially into the boiler room.

7. Apparatus for carrying out the method according to claim I, characterized characterized in that a condenser pot is switched on in the circulation line.