DE570359C

DE570359C - Verfahren zur stufenweisen Vakuumkuehlung von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE570359C
Application number: DEM97269D
Authority: DE
Inventors: Max Gensecke
Original assignee: Metallgesellschaft AG; Rud Otto Meyer GmbH and Co KG
Current assignee: GEA Group AG; Imtech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1926-12-04
Filing date: 1926-12-04
Publication date: 1933-02-15

Description

Verfahren zur stufenweisen Vakuumkühlung von Flüssi-keiten Es ist bekannt, die Kühlung von Flüssigkeiten, z. B. solchen, aus denen gelöste Stoffe sich bei Temperaturerniedrigung in fester Form ausscheiden, stufenweise vorzunehmen. Hierbei wurde die Flüssigkeit nacheinander durch eine Reihe von unter Vakuum stehenden Gefäßen geführt, in denen ein Teil der Flüssigkeit verdampfte. Die Kühlung erfolgte also dadurch, daß die für die Verdampfung eines Teils der Flüssigkeit erforderliche Wärme der Restflüssigkeit entzogen wurde. Die Flüssigkeitsdämpfe eines jeden Verdampfergefäßes wurden in einem zugehörigen Kondensator niedergeschlagen. In jedem nachgeschalteten Verdampfer mußte naturgemäß ein höheres Vakuum aufrechterhalten werden als in dem vorhergehenden, und demgemäß mußte auch der zu jedem nachgeschalteten Verdampfer gehörige Kondensator mit einem Kühlmittel von niedrigerer Temperatur betrieben werden als der zum vorhergehenden Verdampfer gehörige. Um an Kühlmittel zu sparen, wurde dieses nacheinander in den einzelnen Kondensatoren verwendet, derart, daß es in den Kondensator der letzten Kühlstufe zuerst eingeführt wurde, um darauf in dem der vorgeschalteten Stufen mit immer höherer Temperatur zur Anwendung zu gelangen. Diese Einrichtung hatte jedoch verschiedene Nachteile. U m ein genügendes Temperaturgefälle zwischen dem Kühlmittel und den zu kondensierenden Flüssigkeitsdämpfen aufrechtzuerhalten, war es nämlich notwendig, entweder verhältnismäßig große Kühlmittelmengen oder große Kondensatorflächen vorzusehen. Auch war diese Schaltung nicht für solche Kühlanlagen verwendbar, bei denen zwecks Erzeugung besonders niedriger Kühltemperaturen der Flüssigkeitsdampf durch einen das Vakuum im Verdampfergefäß erhöhenden Strahlapparat in den Kondensator gefördert wurde. Denn hierbei mußte der Kondensator auch den Treibdampf des Strahlapparates kondensieren, so daß das Kühlmittel des Kondensators auf höhere Temperatur als die der in das Verdampfergefäß der vorgeschalteten Stufe eintretenden Flüssigkeit erwärmt wurde, falls es nicht in wesentlich größeren Mengen, als für etwa vorgeschaltete Verdampferstufen erforderlich, angewendet wurde.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde nach einem anderen Vorschlage bei stufenweiser Vakuumkühlung der letzte Kondensator, in den der Flüssigkeitsdampf aus dem zugehörigen Verdampfer zwecks Tiefkühlung mittels Strahlapparat gefördert wurde, mit besonderem Kühlwasser betrieben, während in den Kondensatoren der vorgeschalteten Kühlstufen die von ausgeschiedenen Stoffen befreite gekühlte Flüssigkeit als Kühlmittel benutzt wurde, derart, daß sie nacheinander durch diese Kondensatoren geführt wurde und in jedem einen Teil der im zugehörigen Verdampfer entwickelten Dämpfe niederschlug, während der Rest der Dämpfe und die sich ansammelnde Luft durch Strahlapparate in einen gemeinsamen Kondensator gedrückt wurden.
Nach der Erfindung wird nun bei mehrstufigen Vakuumkühlanlagen, bei denen die in jedem Verdampfer entstehenden Flüssigkeitsdämpfe in einem zugehörigen Kondensator niedergeschlagen werden und bei denen der Flüssigkeitsdampf der letzten Stufe mittels Dampfstrahlapparat in den zugehörigen Kondensator gefördert wird, das Kondensatorkühlwasser der letzten Stufe unter Umgehung des Kondensators mindestens der vorletzten Stufe in den weiteren vorgeschalteten Stufen wieder verwendet, während der Kondensator der vorletzten Stufe bzw, die übrigen Kondensatoren mit der von den ausgeschiedenen Stoffen befreiten gekühlten Flüssigkeit betrieben werden.
Nach der Erfindung wird also ein anderes Kühlmittel als die gekühlte Endlauge in den ersten Verdampferstufen, in denen die höchste Temperatur herrscht, verwendet und bis nahe an die Anfangstemperatur der zu kühlenden Flüssigkeit vorgewärmt. Diese Wahl des Kühlmittels ermöglicht es, die insbesondere in der ersten Kühlstufe infolge der hohen Temperatur am stärksten auftretenden Korrosionserscheinungen -zu beseitigen, die bei der bekannten Benutzung der Endlauge als Kühlmittel zu der Wahl eines besonders korrosionsfesten und deshalb teuren Baustoffs für den Kondensator nötigen können.
Zur Abziehung des Kondensates und der nicht kondensierten Gase oder Dämpfe aus den Kondensatoren können Strahlapparate verwendet werden, die in bekannter Weise mit dem Kühlmittel der Kondensatoren betrieben werden können, das unter entsprechenden Druck gestellt wird. Auch kann z. B. mit Vorteil ein Teil des Kühlmittels der letzten Stufe zur Entlüftung des Kondensators einer Zwischenstufe dienen.
An Hand des in der Zeichnung dargestellten Schaltungsschemas soll die Erfindung des Näheren erläutert werden.
i, 2, ,3 sind die Vakuumgefäße der drei Kühlstufen. 4. ist ein Vorratsbehälter, aus dem die zu kühlende Flüssigkeit dem ersten Vakuumgefäß durch die Leitung 5 zufließt. 6 ist der Kondensator der ersten Stufe, der als Einspritzkondensator ausgebildet ist. 7 und 8 sind die Oberflächenkondensatoren der weiteren Stufen. g und io sind die die Vakuumgefäße i und 2 bzw.
und 3 verbindenden Leitungen für die zu kühlende Flüssigkeit. 1i, 12, 13 sind Strahlapparate, denen (las Betriebswasser durch die Leitungen 14, 15, 24. zugeführt wird. 17, 18, io sind die Kühlmittelleitungen. 2o, 21, 22 sind die Brüdenleitungen von den Vakuumgefäßen i, 2, 3 zu den betreffenden Kondensatoren. 23 ist ein Strahlapparat. 2q. ist der Kühlwasserzufluß, 25 und 26 der Kühlwasserabfluß, 27 der Abfluß der erschöpften Flüssigkeit, 28 die Leitung durch die gekühlte Flüssigkeit in die im vorliegenden Falle als rotierendes Zellenfilter 29 ausgebildeten Nutschen übergeführt wird. 30 ist ein Zerstäubungstrockner, 31 und 32 die Salzzufuhr bzw. -abfuhr aus diesem.
Der Betrieb der Anlage gestaltet sich z. B. bei der Kühlung von Glaubersalzlösungen wie folgt: Die frische Lösung wird mit ungefähr 70- C in den Vorratsbehälter q. eingeleitet, aus dem sie mit entsprechendem Temperaturabfall in das Vakuumgefäß i gelangt. Durch das durch den Einspritzkondensator 6 erzeugte Vakuum wird so viel Flüssigkeit verdampft, daß die Lauge aus dem Vakuumgefäß i mit ungefähr 23 ` C in das Vakuumgefäß 2 überströmt. Hier erleidet sie durch Vakuumkühlung einen Temperaturabfall auf z. B. 16' C und gelangt so gekühlt in die dritte Stufe, aus der sie mit der gewünschten Endtemperatur, z. B. 5 ° C,. durch die Leitung 28 in das rotierende Zellenfilter 2c) abfließt. Darin wird die Flüssigkeit von den ausgeschiedenen Stoffenbefreit. Letzterekönnen dann z. B. in einem Zerstäubungstrockner 3o von der noch anhaftenden restlichen Feuchtigkeit befreit werden.
Das Kühlwasser wird von der Fördervorrichtung 33 unter Druck durch den Strahlapparat 13 geschickt, der dazu dient, aus dem Kondensator 8 durch die Leitung 3¢ das Kondensat mit den nicht kondensierbaren Gasen und Dämpfen abzusaugen. Mit diesen gemischt gelangt es durch die Leitung 17 in den Kondensator B.
Das erforderliche Vakuum in dem Vakuumgefäß 3 wird in der Weise erzielt, daß ein mit Dampf betriebener Strahlapparat die aus der Flüssigkeit entwickelten Dämpfe in den Kondensator 8 fördert. Die Dämpfe werden durch den Strahlapparat auf einen so hohen Druck gebracht, daß in dem Kondensator 8 Kühlwasser von üblichen Temperaturen verwendet werden kann. Das Kühlwasser fließt aus dem Kondensator 8 durch die Leitung 14 ab und dient zunächst zum Betrieb des Strahlapparats ii, der den Einspritzkondensator .f evakuiert. Dann wird es als Betriebsmittel für den Kondensator 6 mit barometrischem Fallrohr 25 benutzt. Ein gegebenenfalls im Einspritzkondensator nicht verwendbarer Überschuß an Kühlwasser kann durch die Leitung 26 abgeführt werden. Im übrigen kann auch noch der Strahlapparat 12 mit einem Teil dieses Kühlwassers betrieben werden, das diesem z. B. durch die punktiert gezeichnete Leitung 37 zugeführt wird. Als Kühlmittel für den Kondensator 7 der zweiten Stufe wird die von den ausgeschiedenen festen Stoffen befreite Flüssigkeit verwendet, die durch die Fördervorrichtung 35 durch den Kondensator gedrückt wird. Nach Austritt aus dem Kondensator kann die Flüssigkeit noch zum Betrieb des Strahlapparats 12 benutzt werden, der durch die Leitung 36 das Kondensat aus dem Kondensator 7 abzieht, falls man für diesen Zweck nicht das Kühlwasser aus der Leitung 37 verwenden will.
Die im vorstehenden angegebene Schaltung läßt sich natürlich noch in bezug auf die Anzahl der Stufen, die Temperaturen in den einzelnen Stufen sowie die Bauart der Kondensatoren usw. in mannigfaltiger Weise abändern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur stufenweisen Vakuumkühlung von Flüssigkeiten, insbesondere von Lösungen, aus denen bei der Kühlung Salze ausgeschieden werden, durch teilweise Verdampfung der Flüssigkeit in mehreren hintereinandergeschalteten Gefäßen und durch Kondensation der Dämpfe eines jeden Gefäßes in einem besonderen, diesem allein zugehörigen Kondensator, der mit demselben Kühlmittel wie die Kondensatoren vor- oder nachgeschalteter Kühlstufen betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel des Kondensators der letzten Stufe, in den zur Erzeugung tiefer Kühltemperaturen die Dämpfe aus dem zugehörigen Verdampfer mittels Strahlapparat o. dgl. Fördervorrichtungen gedrückt werden, erst unter Umgehung des Kondensators mindestens der nächst vorgeschalteten Kühlstufe zur Kondensatorkühlung in den des weiteren vorgeschalteten Stufen benutzt wird, während in den übrigen Kondensatoren die von den ausgeschiedenen Stoffen befreite gekühlte Flüssigkeit als Kühlmittel dient. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß ein Teil des Kühlmittels der letzten Kühlstufe zur Entlüftung des Kondensators einer Zwischenstufe bzw. zur Entfernung des Kondensates aus diesem Kondensator dient.