DE411801C - Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten mittels ungesättigter oder teilweise gesättigter Gase beliebiger Temperatur.
• Es ist bereits bekannt, die beim Verdampfen von Flüssigkeiten durch den Dampf mitfortgeschleppte Wärme mehrere Male zum Verdampfen neuer Flüssigkeitsmengen zu benutzen. Jedoch werden hierbei nur Dämpfe, keine Gase benutzt.
• Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Flüssigkeiten mittels die Feuchtigkeit aufnehmenden Gasen einzudämpfen, jedoch wird dabei zur Trocknung des die Verdunstung bewirkenden Gases eine besondere, dieFeuchtigkeit absorbierende Flüssigkeit benutzt. Dahei wird also nur mit einer Stufe gearbeitet, d. h. das mit der Feuchtigkeit in Berührung gcl,rachte und dadurch feucht gewordene Gas wird durch eine besondere Flüssigkeit ge trocknet und dann aufs neue durch die Vorrichtung geschickt.
• Das vorliegende Verfahren dagegen arbeitet mit mehreren Stufen, wobei die Benutzung einer besonderen Flüssigkeit zum Trocknen des feuchten Gases überflüssig wird.
• Zu diesem Zwecke werden die zur Dampfaufnahme benutzten Gase ein oder mehrere £\Male in beliebigen Grenzen mit Feuchtigkeit mehr oder weniger gesättigt und wiederum entsättigt unter Ausscheidung von Kondensat, wobei die Verdunstung und somit die Sättigung der Gase an der einen Seite von die Wärme gut leitenden Blechen, die ganze oder teilweise Entsättigung der Gase jedoch an der Rückseite dieser Bleche vorgenommen wird. Die Wärmeaustauschfläche wird also nur auf der einen Seite zwangläufig mit Flüssigkeit, und zwar mit der zu verdunstenden bzw. einzudickenden Flüssigkeit benetzt.
• Gegenüber den bekannten Verfahren, bei denen beide Seiten der Wärmeaustauschfläche zwangläufig mit Flüssigkeit benetzt werden, hat das neue Verfahren den Vorteil, daß nur mit einer Flüssigkeit, nämlich mit der einzudickenden, gearbeitet zu werden braucht und daß das feuchte Gas unmittelbar mit der XVärmeaustauschfläche in Berührung kommt, so daß die bei der Kondensation frei werdende Wärme auf kürzestem Wege zum Trocknen ausgenutzt wird.
• Die Erfindung kann bei Trockenvorgängen angewandt werden und zur Ausnutzung der Feuerungsgase dienen. Dabei können die Gase vor Eintritt in den Verdampfer oder aber auch in demselben von Begleitstoffen, wie z. B. Flugasche, oder von einem oder mehreren Bestandteilen der Gasmischung befreit werden.
• Das benutzte Gas wird mehrere Male in. beliebigen Grenzen mit Feucht1gkeit mehr oder weniger ge- und entsättigt, d. h., wie oben gesagt, es wird in mehreren Stufen gearbeitet.
• Selbstverständlich wird dabei in den einzelnen Stufen nicht so viel Flüssigkeit verdunstet wie bei den bekannten nur mit einer Stufe arbeitenden Verfahren, jedoch bietet sich bei der Erfindung, selbst wenn mit mehreren Stufen nur so viel Flüssigkeit wie sonst mit einer verdunstet wird, der Vorteil, daß keine Trockentlüssigkeit verwendet zu werden braucht.
• Zur möglichst schnellen Temperatursenkung oder vqllständigen Sättigung oder Reinigung des Gases kann nach Bedarf in den Gasstrom auch Flüssigkeit eingesprüht werden, oder aber die Gase können durch die Flüssigkeit selbst hindurchgeleitet werden.
• Naturlich muß stets dafur gesorgt werden, daß das anfallende Kondensat nicht wieder in die einzudampfende Flüssigkeit gelangt.
• Eine Vorrichtung für eine Ausführungsart des neuen Verfahrens ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
• Abb. I zeigt die Vorrichtung in einem senkrechten Schnitt; Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie A-B bzw.
• C-D der Abb. I.
• In dem Behälter e befindet sich die einzudampfende Flüssigkeit. Der Behälter e ist durch Wände f, f1, f2, f3, f4 in die Kammerne e1, e2, e3, e4, e5 unterteilt, von denen ein Teil, nämlich e,, e3, e ;, zur Aufnahme der einzudamptenden Flüssigkeit dient und daher zweckmäßig einen gemeinsamen Raum bildet oder z. IS. nur durch hanaleg1, g2 miteinander in Verbindung steht. Das hat den Vorteil, daß ein möglichst großer Raum für die zu verdampfende Flüssigkeit entsteht und nur eine Zirkulationspumpe erforderlich ist. Für manche Fälle kann man aber auch absichtlich von einer Kommunikation der Räume e,, e3, e5 absehen, wodurch man die Möglichkeit erhält, in demselben Apparat gleichzeitig mit verschiedenen Flüssigkeiten sowie mit verschiedenen Konzentrationen arbeiten und z. B. das Eindampfen kontinuierlich gestalten zu können; auch könnte man z. B. in dem Raum e5 Flugasche abscheiden, z. B. niederbrausen. Die Räume e2, e4 dienen zur Bildung und Aufnahme des Kondensates und können ebenfalls miteinander in Verbindung stehen oder nicht. Die Oberkanten der Wänden, fl, f2, f3, f4 denen zweckmäßig gleichzieting zur Lagerung der Heizflächen h, h1, h2, h3, h4, die man natürlich auch an der Decke oder auf Konsolen oder Rippen oder sonstwo lagern könnte. Rohr h5 ist hier z. B. auf einem Gestell o gelagert.
• Durch das Rohr h3 denke man sich die Gase, z. B. heiße Rauchgase, eingeführt, die alsdann über die durch die Heizflächen 11, h1, 2, h3,h4 gebildeten Räume el, e2, e3, e4, e5 die Vorrichtung durchlaufen, um z. B. über Raum e6-und bei Abzug e7 auzutreten. Auch an anderen Stellen können Gase zugeführt oder erneut zugemischt werden. Ein Teil der Heizflächen, z. B. h1,h3,h5, muß dabei gegenüber dem Deckeli einen Abschluß bilden und anderseits Öffnungen l1, l2 zum Durchlassen der Gase bzw. des Dampfgemisches besitzen.
• Zur Durchführung des Verfahrens werden während der Beschickung mit Gas die die Verdampferräume e1, e3, e5 $umschließenden Seiten der Heizflächen mit der zu verdampf enden Flüssigkeit benetzt, wozu die Pumpe m5 mit den Spritzleitungen m1, m2, m3 benutzt werden kann. Pumpe S5 würde also durch die Saugleitung m6 über die Druckleitung 1114 die einzudampfende Flüssigkeit umwälzen und die angegebenen Heizflächenseiten mit einer entsprechenden Flüssigkeitsschicht in beliebiger Weise, z. B. mit schräg gerichteten, sich überdeckenden Strahlen benetzen. Infolge dieser Anordnung wird die Verdampfung an den genannten Heizflächen erzwungen, wobei die nicht verdampfte Flüssigkeit in den Behälter e zurückläuft, um den Kreislauf von neuem zu beginnen.
• Die Anordnung der Spritzleitungen kann so sein, daß die Gase beim Verlassen der Sättigungsräume die Einspritzflüssigkeit durchlaufen, also eine nachträgliche Sättigung erfahren können. Die mehr oder weniger gesättigten Gase werden ferner jeweils an den nicht mit der zu verdampfenden Flüssigkeit benetzten Heizflächenwänden vorbeigeführt, wobei die Gase infolge eintretender Dampfkondensation wieder mehr oder weniger entsättigt werden. Dieser Vorgang findet hier an den die Räume e2, e4, r6 umschließenden Seiten der Heizwände statt. Die Kondensate können z. B. durch die Leitung abgezogen werden.
• Die Lagerung der Heizflächen h, ll, 113, h3, h4 auf den Wänden f, f1, f2, f3, f4 muß so vorgenommen werden, daß die einzudampfende Flüssigkeit sowie das ausgeschiedene Kondensat nicht wieder zusammenlaufen können.
• Auch die Öffnungen 11, 12 müssen dieselbe Bedingung erfüllen. Zu diesem Zweck werden die Öffnungen 11, 12 mit Einsätzen versehen, welche die an den Wänden herablaufende Flüssigkeit um die Öffnungen herumleiten, und die Heizfläden werden an ihrer Lagerung so gestaltet, daß sie ihre Lagerung beiderseits umspannen. Die Gase könnte man natürlich auch von außen nach innen durch die Vorrichtung führen.
• Das beschriebene Verfahren kann z. B. bei Verwendung von Feuergasen zum Eindampfes von Ablauge der Celluloseindustrie usw. benutzt werden. Flugasche ist dabei nicht störend, sofern die eingedickte Lauge verbrannt wird. In anderen hallen kann sie entfernt werden. Die ileizilächen können belieblg gestaltet, z. B. auch gewellt oder gerippt sein, damit gute Wärmeubertragung stattfindet. Die Räume e2, e4, e6 können Leitvorrichtungen er halten, welche die Gase dicht an die Helztlächen heranleiten.
• Das neue Verfahren gewährt den Vorteil, daß die gleiche Gasmenge wiederholt zur Dampfbildung benutzt werden kann und daß sie berm Verlassen der Vorrichtung nochmals entsprechend ihrer Temperatuer Feuchtigkeit enttuhrt. Höchst erreichbare Verdamptung ist die Folge. Auch die mittlere Temperatur der zu verdampfenden Flüssigkeit stellt sich durch die Wärmerückgewinnung höher ein, als wenn mit einfacher Sättigung der Gase ohne Wämerückgewinnung gearbeitet wird.
• Da aber die Gase um so mehr Feuchtigkeit aufnehmen und entführen können, je hoher ihre Temperantur ist, so bewirkt auch eine höhere Temperatur der Flüssigkeit eine größere Leistungsfähigkeit der Vorrichtung.

Claims (7)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten mittels ungesättigter oder teilweise gesättigter Gase, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase in mehrfacher Wiederholung, d. h. in mehreren Stufen, auf der einen Seite von Wärme gut leitenden Wänden, die mit der zu verdunstenden Flüssigkeit benetzt werden, mit Feuchtigkeit ganz oder teilweise gesättigt werden und dann an der Wandrückseite, die nicht mit Flüssigkeit, weder zu verdunstender noch trocknender, benetzt wird, entlanggeführt, zur mehr oder weniger weitgehenden Abgabe der Feuchtigkeit gezwungen werden.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kammern zum Verdunsten der Flüssigkeit und zum Trocknen des Gases derart wechselweise hintereinander angeordnet sind, daß der Gasstrom in den erdunstungskammern mit der zu verdunstenden Flüssigkeit in Berührung gebracht und in der darauffolgenden Trockenkammer, in die keine Flüssigkeit eingeleitet wird, von der Feuchtigkeit befrelt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekemizeichnet, daß die Wände zwischen den Verdunstungs und Trockenkammern aus gut wärmeleitendem Material bestehen, so daß die bei der Kondensation unmittelbar an diesen Wänden frei werdende Wärme an die Flüssigkeit in der Nebenkammer auf kürzestem Wege abgegeben wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zur Sättigung und Entsättigung der Gase durch ineinandergestellte Heiziiächen gebildet werden, die abwechselnd oben und unten Durchlässe für den Cias-bzw. Gas Dampfstrom besitzen, und wobei gleichzeitig die Sättigungsräume mit dem Sammelraum der zu verdunstenden Flüssig keit, die Entsättigungsräume mit dem Kondensatsmmelraum in Verbindung stehen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nicht miteinander in Verbindung stehende Sammelräume für zu verdampfende Flüssigkeit und mehrere nicht miteinander in Verbindung stehende Sammelräume für Kondensate vorhanden sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Heizflächen befindlichen Öffnungen zum Durchlaß des Gases bzw. Gas-Dampfgemisches Einsätze besitzen zum Herumleiten an den Heizwänden herablaufender Flüssigkeit um die Öffnungen, so daß durch die Öffnungen hindurch kein Zusammenlaufen bereits getrennter Flüssigkeiten entsteht.
7. 7. VGorrichtung nach Anspruch 4. bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen an ihren Lagerungsstellen derart ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig ihre Lagerungsstellen beiderseits umfassen, so daß an den Lagerungsstellen kein Zusammenlaufen bereits getrennter Flüssigkeiten entsteht.