DE3837081C2 - Verfahren zur Entnahme von Destillat genügend heißen Zustands in mehrstufigen Destillationsvorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme von Destillat genügend heißen Zustands in mehrstufigen Destilla­ tionsvorrichtungen, in welchem Verfahren wenigstens die im Kondensat des Heizdampfes der ersten Kolonne einer mehrstu­ figen Destillationsvorrichtung enthaltene Wärmemenge rückge­ wonnen wird.

In bisher bekannten mehrstufigen Destillationsvorrich­ tungen kann der Dampfverbrauch durch Steigern der Kolonnen­ zahl verringert werden. Beispielsweise kann erwähnt werden, daß sechs Kolonnen im allgemeinen 127 bis 130 kW Energie erfor­ dern, wobei die Destillatentnahme genügend hoher Temperatur 1000 kg/h beträgt. Im allgemeinen ist eine Temperatur von ca. 95°C genügend hoch.

Im allgemeinen besteht bei mehrstufigen Destillations-Vorrichtungen die Forderung, daß die Temperatur des Destil­ lats höher oder gleich 80°C sein muß. Bei einer herkömmlichen Lösung wurde angestrebt, den Dampfverbrauch durch Steigerung der Kolonnenzahl zu reduzieren. Dies führt zu dem Nachteil, daß die Temperatur des Destillats an der Entnahme auf sogar 70°C abfällt. Um diesen Nachteil zu eliminieren, wird bei den bisher bekannten mehrstufigen Destillationsvorrichtungen zusätzlich bezahlte Energie benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbes­ serung hinsichtlich der bekannten mehrstufigen Destillations­ vorrichtungen zu schaffen. Im einzelnen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zu schaffen, das die Erhö­ hung der Kolonnenzahl ermöglicht, um den Dampfverbrauch zu reduzieren derart, daß die Entnahmetemperatur des Destillats genügend hoch bleibt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist charakteri­ stisch, daß die rückgewonnene Wärme mit dem Speisewasser zur Destillatentnahme, vorteilhaft in den Sammelraum des Destil­ lats, übertragen wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde erkannt, im allgemeinen verlorengehende Wärmequellen nutzbar zu machen. Insbesondere wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren die im Kondensat des Heizdampfes der ersten Kolonne einer mehrstu­ figen Destillationsvorrichtung enthaltene Wärmemenge nutzbar gemacht, die sogar bis zu 1/4 der ursprünglichen Gesamtwärme­ menge des Speisedampfes ausmachen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann verstärkt werden, indem die in der verunrei­ nigten Bodenströmung der letzten Kolonne einer mehrstufigen Destillationsvorrichtung enthaltene Wärmemenge rückgewonnen wird. Wenn die im Kondensat des Heizdampfes enthaltene Wärme­ menge genutzt wird, kann eine herkömmliche mehrstufige Destil­ lationsvorrichtung mit sechs Kolonnen derart variiert werden, daß diese aus 7 bis 9 Kolonnen besteht und das Destillat trotzdem genügend heiß entnommen wird. Wenn beide der in den heute bekannten Lösungen verlorengehenden Wärmemengen genutzt werden, kann eine mehrstufige Destillationsvorrichtung mit sechs Kolonnen derart variiert werden, daß diese sogar 9 Ko­ lonnen besitzt.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf eini­ ge in den Abbildungen der beigefügten Zeichnungen dargestell­ te vorteilhafte Ausführungsformen, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist, ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße mehrstufige Destillationsvorrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite erfindungs­ gemäße mehrstufige Destillationsvorrichtung.

In der Ausführung nach Fig. 1 ist die mehrstufige Destillationsvorrichtung allgemein mit Bezugszeichen 10 be­ zeichnet. In dieser Ausführung besteht die mehrstufige Destil­ lationsvorrichtung 10 aus sieben Kolonnen, die mit Bezugs­ zeichen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f und 11g bezeichnet sind. Dank dem erfindungsgemäßen Gedanken kann eine mehrstufige Destillationsvorrichtung mit sieben Kolonnen dazu gebracht werden, in entsprechender Weise zu arbeiten wie eine mehrstu­ fige Destillationsvorrichtung mit sechs Kolonnen bekannter Lösung. Mit Bezugszeichen 12 ist die Strömungsleitung des Speisewassers und mit Bezugszeichen 13 die Speiseleitung des Fabrikdampfes bezeichnet. Der unverdampfte Teil des zu destil­ lierenden Wassers wird aus der ersten Kolonne 11a durch die Leitung 14a in die zweite Kolonne 11b geleitet und dement­ sprechend durch die Leitungen 14b, 14c, 14d, 14e und 14f in die anderen Kolonnen 11c, 11d, 11e, 11f und 11g. Das Konden­ sat des Heizdampfes wird aus der ersten Kolonne 11a durch die Leitung 19 und die verunreinigte Bodenströmung der letzten Kolonne 11g durch die Entnahme 20 abgeleitet. Das Destillat kann aus jeder Kolonne 11a-11g getrennt oder wie in Fig. 1 dargestellt, derart abgeführt werden, daß das Destillat z. B. aus den Kolonnen 11b-11g durch die Leitung 15 in einen Sam­ melbehälter 16 geführt wird. Die Destillatentnahme aus dem Sammelbehälter 16 ist mit Bezugszeichen 17 bezeichnet. Aus dem Sammelbehälter 16 des Destillats führt ein Austrittsrohr 18, durch welches Gase aus dem Destillatsammelraum 16 ent­ fernt werden.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird wenigstens die im Kondensat des Heizdampfes der ersten Kolonne 11a ent­ haltene Wärmemenge im Wärmeaustauscher 24 rückgewonnen. Die­ se rückgewonnene Wärmemenge wird auf das Speisewasser übertra­ gen, wie weiter unten deutlich wird. Mit Bezugszeichen 19a ist die Leitung 19 nach dem Wärmeaustauscher 24 bezeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter verstärkt werden dadurch, daß die verunreinigte Bodenströmung 20 der letzten Kolonne 11g in einen zweiten Wärmeaustauscher 23 geleitet wird, wobei auch diese rückgewonnene Wärmemenge zur Heizung des Speisewassers verwendet wird, das durch die Lei­ tung 12 fließt. Mit Bezugszeichen 20a ist die Leitung 20 nach dem Wärmeaustauscher 23 bezeichnet.

Wie aus der Ausführungsform nach Fig. 1 hervorgeht, fließt das Speisewasser in dieser Ausführung durch die Lei­ tung 12 in den Wärmeaustauscher 23, wobei die Temperatur des Speisewassers steigt. Die Speisewasserleitung nach dem Wärme­ austauscher 23 ist mit Bezugszeichen 12a bezeichnet. Das durch die Leitung 12a fließende erwärmte Speisewasser fließt weiter in den Wärmeaustauscher 24, wobei das Speisewasser noch weiter erwärmt wird. Mit Bezugszeichen 12b ist die Strö­ mungsleitung nach dem Wärmeaustauscher 24 bezeichnet. Auf diese Weise fließt das aufgeheizte Speisewasser wie gewöhn­ lich in das Sammelgefäß 16 des Destillats und von dort in die Kolonne 11a, wo ein Teil des Speisewassers verdampft, wonach der unverdampfte Teil des Speisewassers durch die Leitung 14a in die zweite Kolonne 11b usw. fließt.

In der erfindungsgemäßen Lösung wurde also erkannt, die im allgemeinen verlorengehende Energie rückzugewinnen und diese rückgewonnene Energie mit dem Speisewasser in einen Kondensator, d. h. in den Sammelbehälter 16 des Destillats zu führen, in dem die Teildestillate und der Heizdampf der letzten Kolonne 11g gesammelt werden. In einem Kondensator 16 dieser Art herrscht in den Lösungen nach dem Stand der Tech­ nik Wärmemangel, aufgrund dessen sich Lösungen nach dem Stand der Technik in mehrstufigen Destillationsvorrichtungen, die aus 7-9 Kolonnen bestehen, nicht als solche anwenden lassen, sondern erfordern zusätzlich bezahlte Energie, wie im einlei­ tenden Teil der Beschreibung festgestellt wurde.

Die Ausführung nach Fig. 2 gleicht der Ausführung nach Fig. 1, aber in der Ausführung nach Fig. 2 fließt das Speise­ wasser durch die Leitung 12 in den Speisewasserbehälter 26, in welchen die im Heizdampf enthaltene Wärmeenergie durch den Wärmeaustauscher 24 sowie die Rohrschlange 27 geführt wird. Weiter wird die in der verunreinigten Bodenströmung 20 ent­ haltene Wärmemenge in den Raum 25 geleitet, in dem zwei Ab­ laßstutzen 20a und 20b angebracht sind, wobei durch den Ab­ laßstutzen 20a 1/4 ausströmt und dementsprechend durch den Stutzen 20b 3/4 in den Speisewasserbehälter 26 zurück und weiter in den Prozeß geführt werden. Da ein Raum 25 dieser Art in der früheren finnischen Patentanmeldung der Anmelde­ rin Nr. 873542 vorgestellt ist, wird der Raum 25 nicht aus­ führlicher beschrieben.

Die Ausführung nach Fig. 2 ermöglicht eine vom Stand der üblichen Technik her bekannte aus sechs Kolonnen beste­ hende Lösung als Variation mit acht Kolonnen 11a-11h. Die Ausführung nach Fig. 2 ist auch in einer mehrstufigen Destil­ lationsvorrichtung anwendbar, die sogar neun Kolonnen hat, d. h. nach der Kolonne 11h befindet sich eine neunte Kolonne 11i.

Im vorstehenden sind nur einige vorteilhafte Ausfüh­ rungen der Erfindung beschrieben, aber einem Fachmann der Branche ist klar, daß im Rahmen des in den beigefügten Patentansprüchen beschriebenen Gedankens der Erfindung zahlreiche Variationen möglich sind.

Claims (6)

1. Verfahren zur Entnahme von Destillat genügend heißen Zustands in einer mehrstufigen Destillationsvorrichtung (10), in welchem Verfahren wenigstens die im Kondensat des Heizdampfes der ersten Kolonne (11a) der mehrstufigen Destillationsvorrichtung (10) enthaltene Wärmemenge rückgewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die rückgewonnene Wärme mit dem Speisewasser zur Destillatentnahme (17) übertragen wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer verunreinigten Bodenströmung (20) der letzten Kolonne (11g; 11h) der mehrstufigen Destillationsvorrichtung (10) enthaltene Wärmemenge rückgewonnen und die rückgewonnene Wärmemenge mit dem Speisewasser zur Destillatentnahme (17) übertragen wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillatentnahme (17) einen Sammelraum (16) für das Destillat hat, in den die rückgewonnene Wärmemenge übertragen wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisewasser durch eine Leitung (12) in einen Speisewasserbehälter (26) geleitet wird, in den die im Heizdampf enthaltene Wärmeenergie durch einen Wärmeaustauscher (24) geführt wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisewasser durch eine Leitung (12) in den Speisewasserbehälter (26) geführt wird, in den die im Heizdampf enthaltene Wärmeenergie durch den Wärmeaustauscher (24) und eine Rohrschlange (27) geführt wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der verunreinigten Bodenströmung (20) enthaltene Wärmemenge in einen Raum (25) geführt wird, in dem zwei Ablaßstutzen (20a, 20b) derart angeordnet sind, daß durch den ersten Ablaßstutzen (20a) 1/4 ausströmt und durch den zweiten Ablaßstutzen (20b) 3/4 in den Speisewasserbehälter (26) zurück geführt wird.