DE69127042T2

DE69127042T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verdampfung einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE69127042T2
Application number: DE69127042T
Authority: DE
Inventors: Alvarez Joaquin Huercanos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: EP0480861A1; CA2055188A1; DE69127042D1; CA2055188C; US5151154A; EP0480861B1; ES2106768T3

Description

Darstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konzentrieren einer Flüssigkeit und eine Verdampfungseinheit zum Konzentrieren von Flüssigkeitslösungen sowie insbesondere ein Verfahren und eine Einheit, die eine durch die in der Lösung befindlichen Feststoffe hervorgerufene Bildung von Ansätzen an Wärmetauschoberflächen verhindern und/oder ausschlieben. Die aus der Verdampfung kommenden Dämpfe strömen von dem Verdampfungsbereich/den Verdampfungsbereichen zu dem Zuführungsbereich für die zu verdampfende Lösung, um die Vermischungsgeschwindigkeit der durch den Wärmetauschabschnitt strömenden Flüssigkeit und Dämpfe zu erhöhen und dadurch das Ausfällen von Partikeln oder die Bildung von Ablagerungen an den Wärmetauschoberflächen zu verhindern.
Das Abwärtsflußsystem entspricht einer der klassischen Verdampfungsarten. Beim Abwärtsflußsystem wird die Flüssigkeit gezwungen, an den im wesentlichen vertikalen Wärmetauschoberflächen vertikal entlangzuströmen, wobei Dampf aus der Flüssigkeit erzeugt wird, der dann mit dieser in der Strömung mitgeführt wird. Die Strömungsrichtung wird durch die Schwerkraftwirkung und durch die vorhandene Druckdifferenz zwischen dem oberen Zuführungsbereich und dem unteren Verdampfungsbereich festgelegt, wobei beide in gleicher Richtung wirken.
Die Wärmetauschoberflächen können aus Platten oder Rohren bestehen, wobei ein Wärmefluid, beispielsweise Dampf, zwischen den Wärmeübergangswänden strömt. Beispiele für die mit Rohren ausgestatteten Abwärtsfluß-Verdampfungssysteme sind ausführlich in den US-Patenten 4076576 von Mattala und 4641706 von Haynie beschrieben, die hier einfach aus Referenzgründen erwähnt werden. Das US-Patent 4586565 von Hallstrom et al, das hier ebenfalls aus Referenzgründen erwähnt wird, beschreibt ausführlich ein Abwärtsflußsystem, bei dem Platten als Wärmeübergangseinrichtungen verwendet werden.
Eines der schwerwiegendsten Probleme, die bei Verdampfungsvorrichtungen auftreten, ist die Ablagerung von Feststoffpartikeln, die an den Wärmetauschoberflächen haften bleiben. Wenn die Flüssigkeit verdampft, konzentrieren sich die gelösten Feststoffe, bis sie den Löslichkeitskoeffizienten eines jeden der Bestandteile erreichen, bei dessen Überschreitung sich dann Ausfällungen der gelösten Feststoffe in Form von Kristallen oder in amorphem Zustand oder in Form von Gummi oder Polymeren zu bilden beginnen. Je höher der Feststoffgehalt in der Lösung ist, umso höher ist andererseits die Viskosität, und wenn sich die Freisetzung von Wasser aufgrund der Verdampfung fortsetzt, neigt die Flüssigkeitslösung dazu, sich langsamer zu bewegen, und als Folge davon beginnen die ausgefällten Salze oder das ausgefällte "Gummi" an den Wänden der Wärmetauschoberflächen anzuhaften. Diese Ablagerungen an den Oberflächen werden, technisch ausgedrückt, als "Ansätze" bezeichnet.
Sobald diese ausgefällten Partikel begonnen haben, an den Wänden des Wärmetauschers anzuhaften, erfolgt die weitere Anhaftung zusätzlicher Kristalle und Partikel mit exponentieller Verunreinigungsgeschwindigkeit.
Diese Ablagerung oder Ansatzbildung entspricht einer Verringerung der nutzbaren Wärmeübergangsfläche, so daß sich der Gesamtwärmeübergang oder, in anderen Worten, die pro Zeit- und Temperatureinheit getauschte Wärmemenge für eine spezifische Übergangsfläche reduziert.
Diese Ablagerung oder Ansatzbildung kann es, bei Verringerung der Verdampfungsleistung pro Zeiteinheit, erforderlich machen, den Betrieb zu Reinigungszwecken zu unterbrechen, um dann nach erfolgter Reinigung eine Wiederinbetriebnahme durchzuführen. Daher unternehmen alle Konstrukteure und/oder Hersteller von Konzentrationsvorrichtungen große Anstrengungen, um dieses schwerwiegende Problem zu lösen.
In der FR-A-884254 (siehe Seite 2, Zeilen 65-93 und Fig. 2) sind eine Vorrichtung mit einem Wärmetau schabschnitt aus Rohren, durch die Flüssigkeit zirkuliert wird, und Einrichtungen beschrieben, die der Zirkulation der während der Verdampfung erzeugten Dämpfe dienen, so daß diese Dämpfe am Einlaßende des Wärmetauschabschnitts mit der Flüssigkeit derart vermischt werden, daß die Geschwindigkeit des Gemisches im unteren Abschnitt der Rohre erhöht wird. Die Zuführung von Dampf erzeugt in den Rohren eine aus Dampf und Flüssigkeit bestehende Emulsion.
In der FR-E-64,780 (Zusatzbescheinigung zum französischen Patent Nr. 1,081,418) ist ebenfalls die Zuführung eines Gases in die Rohre eines Wärmetauschabschnitts einer Verdampfereinheit beschrieben.
In der FR-A-2,584,939 ist eine Verdampfereinheit beschrieben, bei der der Wärmetauschabschnitt in mehrere Bereiche unterteilt ist.
Folglich besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Konzentrationseinheit oder -vorrichtung bereitzustellen, bei der die Dämpfe, die aus der einer Verdampfung unterzogenen Flüssigkeit kommen, mit ausreichender Geschwindigkeit strömen, so daß die ausgefällten Partikel daran gehindert werden, an den Wänden oder Wärmetauschoberflächen anzuhaften.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung entspricht der Bereitstellung einer Konzentrationsvorrichtung, die kontinuierlich die Bildung von Ablagerungen verhindert, so daß der Verdampfungsbetrieb der Vorrichtung nicht unterbrochen werden muß.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verdampfungseinheit bereitzustellen, mit der infolge des zur Anwendung kommenden Systems ein höherer Wärmeübergangskoeffizient als bei anderen Verdampfungseinheiten erzielt wird, die mit identischen Wänden oder Wärmetauschoberflächen ausgestattet sind.
Die erwähnten Ziele werden mittels des in den selbständigen Ansprüchen definierten Verfahrens und der darin definierten Verdampfungseinheit erreicht. - Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Weitere herausragende Ziele, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung oder werden in dieser Beschreibung erläutert, die zusammen mit den beiliegenden zeichnungen den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung verdeutlicht
Fig. 1 entspricht einer auseinandergezogenen Teilansicht einer Verdampfungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 entspricht einer perspektivischen Prinzipansicht der Verdampfungseinheit von Fig. 1, in der die Rohranordnung nicht dargestellt worden ist, um eine bessere und übersichtlichere Darstellung zu ermöglichen.
Fig. 3 entspricht einer Schnittansicht von oben entlang der Linie A-B von Fig. 1.
Fig. 4 ist eine auseinandergezogenen Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 entspricht einer auseinandergezogenen Teilansicht einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1, auf die zunächst Bezug genommen wird, zeigt eine erfindungsgemäße Verdampfungseinheit, die ein Gehäuse 12 mit einem Einlaßboden 14 am oberen Gehäuseende zur Aufnahme der zu verdampfenden Flüssigkeit; einen unterhalb des Bereichs 14 angeordneten Wärmetauscher 16, in dem die Flüssigkeit verdampft und die in der Lösung befindlichen Feststoffe als Folge davon konzentriert werden; einen unterhalb des Wärmetauschers 16 angeordneten unteren Bereich oder Unterteil 18 zur gemeinsamen Aufnahme der, abhängig von der entsprechenden Verdampfungsstufe, teilweise oder endgültig konzentrierten Lösung mit den aus der Verdampfung kommenden Dämpfen; sowie ein darunter an 18 angeschlossenes Unterteil 20 zur Abstützung der Einheit umfaßt. Die Verdampfungseinheit 10 umfaßt ebenfalls die in Fig. 2 dargestellte, für die Strömung der aus der Verdampfung kommenden Dämpfe vorgesehene.Vorrichtung 22, die, beispielsweise durch Verschweißen, starr zwischen dem oberen Bereich oder Boden 14 und dem Unterteil 18 angeschlossen ist, sowie die starr mit dem Gehäuse 12 verbundene Flüssigkeitsströmungsvorrichtung 24.
Durch die Einheit der Leitungen 22 strömen die Dämpfe, im allgemeinen Wasserdampf, die durch die Verdampfung der durch den Wärmetauscher 16 strömenden und in den Boden 14 gelangenden Flüssigkeit erzeugt werden, und vermischen sich derart mit der Flüssigkeit, daß das Gemisch mit ausreichend hoher Geschwindigkeit durch den Wärmetauscher strömt, so daß die ausgefällten Partikel daran gehindert werden, an den Wärmetauschoberflächen anzuhaften. Bei hohen Geschwindigkeiten wird die Flüssigkeit in Tropfen überführt, die mit ausreichender Energie gegen die Wärmetauschoberflächen schlagen, so daß eine Ablagerung von ausgefällten Partikeln verhindert wird, oder diese abgelöst werden.
Die Verdampfungseinheit 10 kann in einfach wirkender Ausführung arbeiten oder zusammen mit mehreren Einheiten 10 eingesetzt werden, um ein mehrfach wirkendes Verdampfungssystem zu bilden. Die Einheit 10 entspricht der Abwärtsfluß-Verdampfungsausführung.
Aus Gründen der Vereinfachung wird nachstehend lediglich eine einfach wirkende Abwärtsfluß-Ausführung ausführlich beschrieben.
Der Boden oder Zuführungsbereich 14 wird wie zuvor von einer Abdeckung 26, einem ersten Rohrboden 28 und einem Teil einer zylindrischen Wand 30 des kreisförmigen Gehäuses 12 gebildet, der sich zwischen der Abdeckung 26 und dem ersten Rohrboden 28 erstreckt.
Der Boden 14 ist, wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, durch Leitbieche 36 in vier gleichgroße Zuführungsbereiche 31, 32 33 und 34 unterteilt. Die Leitbleche 36 sind mit dem ersten Rohrboden 28 und der Abdeckung 26 starr verbunden, so daß wasserdichte Bereiche gebildet werden, mit deren Hilfe die Zuführungsflüssigkeit in jedem der Bereiche 31-34 derart von der Zuführungsflüssigkeit in den anderen Bereichen getrennt werden kann, daß sich die Flüssigkeiten nicht miteinander vermischen können. Die Zuführungsrohre 38, 39, 40 und 41 sind starr mit der Abdeckung 26 verbunden und leiten die zu konzentrierende Lösung von den Zuführungsrohren 38, 39, 40 und 41 zu den Zuführungsbereichen 31, 32, 33 bzw. 34.
Der Wärmetauscher 16 ist von einem Teil der zylindrischen Wand 30 des zylindrischen Gehäuses 12 definiert, der sich zwischen dem ersten Rohrboden 28 und einem zweiten Rohrboden 44 erstreckt. Die Wärmetauschrohre 46 sind, beispielsweise durch Verschweißen oder Aufweiten, starr miteinander verbunden und bilden wasserdichte Bereiche zwischen den Rohrböden 28 und 44, so daß eine ungehinderte Fluidkommunikation zwischen dem Einlaßbereich 14 und dem Auslaßunterteil 18 zugelassen und gleichzeitig jegliche Kommunikation untereinander zwischen dem Wärmefluid einerseits und der zu verdampfenden Lösung oder Flüssigkeit sowie den Dämpfen andererseits verhindert wird.
Im Einzelnen weist der erste Rohrboden 28 diverse Öffnungen auf, die mit dem oberen Ende einer der Wärmetauschrohranordnungen 46 fluchten, so daß die Zuführungsflüssigkeit in jedem der Bereiche 31-34 durch die Wärmetauschrohre 46 geleitet werden kann.
Ein zweiter kreisförmiger Rohrboden 44 besitzt die gleiche Anzahl von Öffnungen, die sich in gleicher geometrischer Position befinden, derart daß sie mit dem unteren Ende der Wärmetauschrohranordnung 46 fluchten und es dadurch zulassen, die konzentrierte Flüssigkeit und die Dämpfe zu dem Auslaßbereich oder Unterteil 18 abzuführen.
Der Bereich der Wärmetauschrohre 46 zwischen dem ersten Rohrboden 28 und dem zweiten Rohrboden 44 definiert den Verdampfungsbereich. Folglich ist der Verdampfungsbereich umso größer, je länger die Wärmetauschrohre 46 sind. Die Wärmetauschrohranordnung 46 ist in vier Abschnitte oder Wärmetauschrohrbereiche unterteilt. Der erste Abschnitt oder Bereich ist mit dem Flüssigkeitszuführungsbereich 31 verbunden und kommuniziert frei damit, der zweite kommuniziert frei mit dem Zuführungsbereich 32 der dritte kommuniziert frei mit dem Zuführungsbereich 33, und der vierte kommuniziert frei mit dem Zuführungsbereich 34.
Ein für das Wärmefluid vorgesehener Einlaßverteiler 48 ist fest mit der Wand des zylindrischen Außengehäuses 30 für die Zuführung des Wärmefluids, beispielsweise Frischdampf, in dem Wärmetauschabschnitt 16 verbunden, um die vier Abschnitte der Wärmetauschrohranordnung 46 zu erwärmen. Jeder der vier Abschnitte der Wärmetauschrohranordnung 46 wird durch einen Dampf oder ein Wärmefluid von nur einer oder identischer Qualität, d.h. mit gleichen thermodynamischen Eigenschaften, erwärmt. Bei Erwärmung der Rohranordnung durch das Wärmefluid wird die Wärme folglich auf die durch die Wärmetauschrohranordnung 46 strömende Flüssigkeit übertragen, um eine Konzentration der in der Lösung befindlichen Feststoffe durch Verdampfung zu erzielen und dadurch Dämpfe zu erzeugen. Der Wärmetauschabschnitt 16 ist außerdem mit einem für die nicht kondensierbaren Gase vorgesehenen Auslaßverteiler 49, der mit der zylindrischen Wand 30 verbunden und angrenzend an den ersten Rohrboden 28 angeordnet ist, um diese Gase zu dem Kondensator abzuführen; sowie mit einem Verteiler 49a ausgestattet, der mit der zylindrischen Wand 30 verbunden und angrenzend an den zweiten Rohrboden 44 angeordnet ist, um die Kondensate aus dem Dampf abzuführen
Es versteht sich, daß die Wärmetauschrohranordnung 46 aus einer anderen Ausführung von Wärmetauschoberflächen, beispielsweise Platten anstelle von Rohren, bestehen kann.
Der Auslaßbereich oder Unterteil 18 ist als ein Abschnitt der zylindrischen Wand 30 des Außengehäuses 12 definiert, der sich von einem zweiten kreisförmigen Rohrboden 44 und einer dritten kreisförmigen unteren Platte 50 erstreckt. Die Leitbleche 55 bilden vier Auslaßbereiche 51, 52, 53 und 54 innerhalb des Auslaßbereichs 18 für die erforderlichen teilweise oder endgültig konzentrierten Flüssigkeiten und Dämpfe, wobei letztere und erstere aus der Wärmetauschrohranordnung 46 kommen. Jeder der vier Bereiche 51-54 ist mit einem Auslaßverteiler 56 57 58 bzw. 59 für die Abführung der endgültig oder teilweise konzentrierten Flüssigkeiten ausgestattet. Die Bereiche 51-53 sind über die Strömungsleitungen 70, 72 bzw. 74 mit dem Dampfströmungssystem 22 fest verbunden und kommunizieren frei damit, um die Dämpfe, wie nachstehend beschrieben, aus den ersteren abzuführen.
Andererseits werden die aus dem Bereich 54 kommenden Dämpfe, die der vollständigen Verdampfung durch den Wärmetauscher entstammen, durch den Abführungsverteiler 60 zu dem Dampfabscheider 65 und von dort zur nachgeschalteten Wirkungsstufe oder über die Rohre 65a zu dem Kondensator, falls dies die letzte Wirkungsstufe darstellt, abgeblasen.
Folglich können die in der vorgeschalteten Wirkungsstufe erzeugten Dämpfe, im allgemeinen Wasserdampf, in den nachgeschalteten Wirkungsstufen als Wärmefluid genutzt werden, um die Feststoffe der Losung in der nachgeschalteten Wirkungsstufe zu konzentrieren. Anders ausgedrückt, in einem mehrfach wirkenden System ist der Einlaßverteiler 48 des Wärmefluids der zweiten Wirkungsstufe mit dem Auslaßrohr 65a des Dampfabscheiders der ersten Wirkungsstufe verbunden, so daß die durch die Verdampfung in der ersten Wirkungsstufe erzeugten Dämpfe für die Konzentration innerhalb der zweiten Wirkungsstufe genutzt werden können; in der dritten Wirkungsstufe ist der Wärmefluid-Zuführungsverteiler 48 gleichermaßen mit dem Rohr 65a der zweiten Wirkungsstufe verbunden, so daß die durch die Verdampfung in der zweiten Wirkungsstufe erzeugten Dämpfe für die Konzentration der Feststoffe in der dritten Wirkungsstufe genutzt werden können, und so weiter.
Die Flüssigkeitsströmungsvorrichtung 24 ist mit vier Abblasrohren 61, 62, 63 und 64 die mit den entsprechenden Öffnungen 56-59 des dritten Bodens oder kreisförmigen Bodens 50 starr verbunden sind, ausgestattet, um die konzentrierte Flüssigkeit aus den entsprechenden Bereichen 51-54 abzuführen und sie mit Hilfe der Pumpen 66, 67, 68 und 69 entweder zum nachgeschalteten Bereich oder zu der Lagervorrichtung für die endgültig konzentrierte Lösung oder zur nachgeschälteten Wirkungsstufe zu fördern. Genauer gesagt die Pumpe 66 dient dazu, die Flüssigkeit aus dem Abführungsbereich 51 durch das Rohr 66a und das Zuführungsrohr 39 bis zu dem Zuführungsbereich 32 zu fördern.
Die Pumpe 67 fördert die Lösung von dem Abführungsbereich 52 durch das Rohr 67a und von dem Zuführungsrohr 40 zu dem Ausrichtungsbereich 33. Genauer gesagtdie Pumpe 68 fördert die Lösung von dem Abführungsbereich 53 durch das Rohr 68a und von dem Einlaßrohr 41 zu dem Zuführungsbereich 34.
Die Pumpe 69 fördert die Lösung von dem Abführungsbereich 54 durch das Rohr 69a zu dem Lagertank für die endgültig konzentrierte Lösung oder zur nachgeschalteten Wirkungsstufe.
Das Dampfströmungssystem 22 umfaßt, wie aus den. Figuren 2 und 3 ersichtlich, drei Strömungsleitungen 70, 72 und 74 um die aus der Verdampfung kommenden Dämpfe von dem Auslaßbereich einer der Wärmetauschrohranordnungsbereiche 46 zu dem Zuführungsbereich eines anderen Wärmetauschrohranordnungsbereichs 46 zu leiten. Obwohl die Leitungen 70, 72 und 74 in den Figuren innerhalb des Gehäuses 12 dargestellt sind, versteht es sich, daß diese auch außerhalb angeordnet sein können.
Die erste Strömungsleitung 70 verläuft von dem Abführungsbereich 51 des Abführungsunterteus 18 zu dem zweiten Zuführungsbereich 32 des Bodens 14, um die Dämpfe aus dem ersten Abführungsbereich 51 zu dem zweiten Zuführungsbereich 32 zu leiten. Die Dämpfe strömen mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit, so daß ein Anhaften der ausgefällten Partikel an der Wärmetauschoberfläche des Röhrenwärmetauschers 46 verhindert wird. Bei hohen Geschwindigkeiten zerteilen die strömenden Dämpfe die Flüssigkeit in Tröpfchen, die mit hammerschlagähnlicher oder kratzender Wirkung auf die Wärmetauschoberfläche des Wärmetauschers aufprallen&sub1; so daß die an sich zur Ansatzbildung neigenden Partikel kontinuierlich an einer Ablagerung gehindert oder abgelöst werden. Insbesondere ist das untere Ende dieser ersten Leitung 70 beispielsweise durch Verschweißen, starr mit der Öffnung 76 des zweiten Rohrbodens 44 verbunden, und das obere Ende dieser Leitung ist starr mit der in dem Leitbiech 36 vorgesehenen Öffnung 78 verbunden, damit die Dämpfe von dem Auslaßbereich 51 frei mit dem Zuführungsbereich 32 kommunizieren können.
Über die zweite Strömungsleitung 72 kann der zweite Abführungsbereich 52 frei mit dem dritten Zuführungsbereich 33 kommunizieren, um die Dämpfe durch diesen Bereich zu leiten. Genauer gesagt das untere Ende dieser zweiten Leitung 72 ist, beispielsweise durch Verschweißen&sub1; starr mit der Öffnung 80 in dem zweiten Rohrboden 44 verbunden, und das obere Ende dieser Leitung ist starr mit der in dem Leitbiech 36 vorgesehenen Öffnung 82 verbunden, damit die Dämpfe von dem Auslaßbereich 52 frei mit dem Zuführungsbereich 33 kommunizieren können.
Über die dritte Strömungsleitung 74 kann der dritte Abführungsbereich 53 frei mit dem vierten Zuführungsbereich 34 kommunizieren, um die Dämpfe durch diesen Bereich zu leiten. Genauer gesagt das untere Ende dieser dritten Leitung 74 ist, beispielsweise durch Verschweißen, starr mit der Öffnung 83 in dem zweiten Rohrboden 44 verbunden, und das obere Ende dieser Leitung ist starr mit der in dem Leitbiech 36 vorgesehenen Öffnung 84 verbunden, damit die Dämpfe von dem Auslaßbereich 53 frei mit dem Zuführungsbereich 34 kommunizieren können.
Obwohl die Verdampfungseinheit 10 mit vier Bereichen in der Wärmetauschrohranordnung 46 dargestellt ist, versteht es sich, daß die Verdampfungseinheit auch weniger oder mehr Bereiche oder Abschnitte mit beliebig veränderten Anordnungen oder Ausrichtungen umfassen kann. Auch wenn die Verdampfungseinheit 10 mit Wärmetauschbereichen mit gleichen Abmessungen und gleicher Anzahl von Rohren dargestellt ist, versteht es sich außerdem, daß die Verdampfungseinheit auch Wärmetauschbereiche oder Abschnitte mit Rohranordnungen von unterschiedlicher Größe, mit einer unterschiedlichen Anzahl von Rohren in jeder dieser Rohranordnungen sowie Wärmetauschoberflächen aus unterschiedlichen Werkstoffen oder mit unterschiedlichen Wärmetauscherformen umfassen oder daß jeder Wärmetauschbereich, anstelle eines einzigen Gehäuses 12 für alle Bereiche, sein eigenes Gehäuse besitzen, anders als vertikal angeordnet oder nach anderen Aspekten ausgeführt sein kann.
Wie aus den Figuren 1 und 2, auf die nunmehr Bezug genommen wird, ersichtlich, gelangt die durch das Rohr 37 strömende Zuführungsflüssigkeit zunächst über das Zuführungsrohr 38 in dem Zuführungsbereich 31 des Bodens 14 in die Verdampfungseinheit 10. Danach strömt die Flüssigkeit durch einen ersten Bereich oder Abschnitt der Wärmetauschrohranordnung 46 die mit dem Zuführungsbereich 31 kommuniziert, und beginnt zu verdampfen, so daß Dämpfe erzeugt werden, und die Konzentration der in der Lösung oder Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe nimmt zu. Die Flüssigkeit verdampft, und durch die Wirkung des Wärmefluids, das außen durch die Wärmetauschrohre 16 zirkuliert, kommt es folglich zu einer Feststoffkonzentration, wobei eine Erwärmung der Rohre der Wärmetauschrohranordnung 46 und der durch die Wärmetauschrohranord nung 46 zirkulierenden Flüssigkeit oder Lösung erfolgt. Anschließend tritt die Flüssigkeit aus dem ersten Bereich des Röhrenwärmetauschers 46 aus und gelangt in den Abführungsbereich 51, in dem die teilweise konzentrierte Lösung und die erzeugten Dämpfe getrennt werden.
Die absolute Druckdifferenz, die zwischen den Zuführungsbereichen 31 und 32 besteht, bewirkt, daß die Dämpfe von dem Abführungsbereich 51 durch die Strömungsleitung 70 zu dem Zuführungsbereich 32 strömen.
Die teilweise konzentrierte Lösung wird mittels der Pumpe 66 durch das Abblasrohr 61 von dem Abführungsbereich 51 und durch das Zuführungsrohr 39 bis zu dem Zuführungsbereich 32 gefördert. Die Strömung der teilweise konzentrierten Flüssigkeit oder Lösung, die von dem Abführungsbereich 51 zu dem Zuführungsbereich 32 strömt, wird automatisch durch ein Regelventil 89 geregelt, das für ein konstantes Flüssigkeitsniveau innerhalb des Abführungsbereichs 51 sorgt. Die strömenden Dämpfe werden mit der teilweise konzentrierten Flüssigkeit oder Lösung in dem Zuführungsbereich 32 vermischt und anschließend mit einer Geschwindigkeit und einem Druck, die ausreichend hoch sind, um die Geschwindigkeit der teilweise konzentrierten Flüssigkeit zu erhöhen und ein Anhaften der ausgefällten Partikel oder Ablagerungen an den Wärmetauschoberflächen zu verhindern, durch den zweiten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 gefördert. Genauer gesagt das aus der teilweise konzentrierten Flüssigkeit und den Dämpfen bestehende Gemisch wird zu dem zweiten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 gefördert, der mit dem Zuführungsbereich 32 und dem Abführungsbereich 52 verbunden ist, um die gewünschte Konzentration zu erzielen und folglich durch Verdampfung zusätzliche Dämpfe zu. erzeugen.
Bei hohen Geschwindigkeiten zerteilen die strömenden Dämpfe die Flüssigkeit in Tröpfchen, die durch ihre Kratzwirkung bewirken, daß die ausgefällten Partikel und Ablagerungen, die an sich zur Ansatzbildung an den Röhrenwärmetauscheroberflächen 46 neigen, abgelöst oder solche Ablagerungen verhindert werden. Die teilweise konzentrierte Flüssigkeit und die in dem ersten und zweiten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 erzeugten Dämpfe gelangen in den Abführungsbereich 52, in dem die teilweise konzentrierte Lösung oder Flüssigkeit und die durch Verdampfung erzeugten Dämpfe getrennt werden.
Die absolute Druckdifferenz, die zwischen den Zuführungsbereichen 32 und 33 besteht, bewirkt, daß die Dämpfe von dem Abführungsbereich 52 durch die Leitung 72 bis zu dem Zuführungsbereich 33 strömen.
Die teilweise konzentrierte Lösung wird mittels der Pumpe 67 durch das Abblasrohr 62 von dem Abführungsbereich 52 und durch das Zuführungsrohr 40 bis zu dem Zuführungsbereich 33 gefördert. Die Strömung der teilweise konzentrierten Flüssigkeit oder Lösung, die von dem Abführungsbereich 52 bis zu dem Zuführungsbereich 33 strömt, wird automatisch durch ein Regelventil 90 geregelt, das für ein konstantes Flüssigkeitsniveau innerhalb des Abführungsbereichs 52 sorgt. Die strömenden Dämpfe werden mit der teilweise konzentrierten Flüssigkeit oder Lösung in dem Zuführungsbereich 33 vermischt und anschließend mit einer Geschwindigkeit und einem Druck, die ausreichend hoch sind, um die Geschwindigkeit der teilweise konzentrierten Flüssigkeit zu erhöhen und ein Anhaften der ausgefällten Partikel oder Ablagerungen an den Wärmetauschoberflächen zu verhindern, durch den dritten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 gefördert. Genauer gesagt das aus der teilweise konzentrierten Flüssigkeit und den Dämpfen bestehende Gemisch wird zu dem dritten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 gefördert, der mit dem Zuführungsbereich 33 und dem Abführungsbereich 53 verbunden ist, um die gewünschte Konzentration zu erzielen und folglich durch Verdampfung zusätzliche Dämpfe zu erzeugen.
Der dritte Bereich oder Abschnitt der Wärmetauschrohranordnung 46 wird, wie bereits vorstehend erwähnt, durch die hohe Geschwindigkeit des aus der Flüssigkeit und den rezirkulierten Dämpfen bestehenden Gemisches ansatzfrei gehalten. Die teilweise konzentrierte Flüssigkeit und die im ersten, zweiten und dritten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 erzeugten Dämpfe gelangen in den Abführungsbereich 53, in dem die teilweise konzentrierte Flüssigkeit oder Lösung und die durch Verdampfung erzeugten Dämpfe getrennt werden.
Die absolute Druckdifferenz, die zwischen den Zuführungsbereichen 33 und 34 besteht, bewirkt, daß die Dämpfe von dem Abführungsbereich 53 durch die Leitung f14 bis zu dem Zuführungsbereich 34 strömen.
Die teilweise konzentrierte Lösung wird mittels der Pumpe 68 durch das Abblasrohr 63 von dem Abführungsbereich 53 und durch das Zuführungsrohr 41 bis zu dem Zuführungsbereich 34 gefördert. Die Strömung der teilweise konzentrierten Flüssigkeit oder Lösung, die von dem Abführungsbereich 53 bis zu dem Zuführungsbereich 34 strömt, wird automatisch durch ein Regelventil 91 geregelt, das für ein konstantes Flüssigkeitsniveau innerhalb des Abführungsbereichs 53 sorgt. Die strömenden Dämpfe werden mit der teilweise konzentrierten Flüssigkeit oder Lösung in dem Zuführungsbereich 34 vermischt und anschließend mit einer Geschwindigkeit und einem Druck&sub1; die ausreichend hoch sind, um die Geschwindigkeit der teilweise konzentrierten Flüssigkeit zu erhöhen und ein Anhaften der ausgefällten Partikel oder Ablagerungen an den Wärmetauschoberflächen zu verhindern, durch den vierten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 gefördert. Genauer gesagt das aus der teilweise konzentrierten Flüssigkeit und den Dämpfen bestehende Gemisch wird zu dem vierten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 gefördert, der mit dem Zuführungsbereich 34 und dem Abführungsbereich 54 verbunden ist, um die gewünschte Konzentration zu erzielen und folglich durch Verdampfung zusätzliche Dämpfe zu erzeugen.
Der vierte Bereich oder Abschnitt der Wärmetauschrohranordnung 46 wird, wie bereits vorstehend erwähnt, durch die hohe Geschwindigkeit des aus der Flüssigkeit und den rezirkulierten Dämpfen bestehenden Gemisches ansatzfrei gehalten. Die teilweise konzentrierte Flüssigkeit und die im ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich oder Abschnitt des Röhrenwärmetauschers 46 erzeugten Dämpfe gelangen in den Abführungsbereich 54, in dem die teilweise konzentrierte Flüssigkeit oder Lösung und die durch Verdampfung erzeugten Dämpfe getrennt werden.
Die Gesamtmenge der in den vier Bereichen der Wärmetauschrohranordnung 46 erzeugten Dämpfe tritt durch den Dampfauslaß 60 aus der Verdampfungseinheit 10 aus und gelangt zu dem Abscheider 65 und von dort zur nachgeschalteten Wirkungsstufe oder zu dem Kondensator.
Unter der Einwirkung der absoluten Druckdifferenz, die zwischen dem Abscheider 65 und der nachgeschalteten Wirkungsstufe oder dem Kondensator besteht, strömen die Dämpfe von dem Abscheider 65 zur nachgeschalteten Wirkungsstufe oder zu dem Kondensator. Die konzentrierte Lösung wird mittels der Pumpe 69 durch das Abblasrohr 64 zur nachgeschalteten Wirkungsstufe gefördert.
Die Strömung der aus dem Abführungsbereich 54 kommenden konzentrierten Lösung wird automatisch durch das Niveauregelventil 92 geregelt, das innerhalb des Abführungsbereichs 54 für ein konstantes Niveau sorgt.
Fig. 4 zeigt eine Verdampfungseinheit 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Verdampfungseinheit 110 ist im wesentlichen mit der Verdampfungseinheit 10 identisch, mit den Ausnahmen, daß die Dampfströmungsvorrichtung 22 durch die Strömungsvorrichtung 122; die Flüssigkeitsströmungsvorrichtung 24 durch die Strömungsvorrichtung 124; die Zuführungsrohre 38-41 durch ein einzelnes Zuführungsrohr 138 ersetzt sind; und die Leitbleche 36 und 56 gänzlich entfallen. Daher wird hier auf die Verdampfungseinheit 110 nicht im Detail eingegangen.
Die Verdampfungseinheit 110 umfaßt ein Außengehäuse 112 mit einem im oberen Gehäuseende angeordneten Zuführungsbereich 114 zur gemeinsamen Aufnahme der zu konzentrierenden Lösung oder Flüssigkeit von einer Seite mit den rezirkulierten Dämpfen von der anderen Seite; einen unterhalb des Zuführungsbereichs 114 angeordneten Wärmetauschbereich 116 zur Konzentration der gelösten Feststoffe durch Verdampfung der durch die Wärmetauschrohranordnung 146 strömenden Flüssigkeit; einen Abführungsbereich 118 zur gemeinsamen Aufnahme der teilweise oder endgültig konzentrierten Flüssigkeit oder Lösung mit den aus der Verdampfung kommenden Dämpfen; sowie einen unterhalb des Abführungsbereichs 118 angeordneten unteren Bereich oder Unterteil 120. Die Verdampfungseinheit 110 umfaßt außerdem ein Dampfrezirkulationssystem 122 und eine Flüssigkeitsströmungsvorrichtung 124.
Die Dampfrezirkulationsvorrichtung 122 verwendet einen Kompressor 180 der bewirkt, daß die in dem Röhrenwärmetauscher 116 erzeugten Dämpfe mit der gewünschten Geschwindigkeit strömen. Der Kompressor 180 kommuniziert frei mit dem Zuführungsbereich 114 und dem Abführungsbereich 118 durch das Auslaßrohr 160, den Dampfabscheider 154 und die Strömungsleitungen 182 und 184. Der in dem Wärmetauschbereich 116 erzeugte Dampf wird mittels des Rezirkulationssystems oder Vorrichtung 122 rezirkuliert und zu dem Zuführungsbereich 114 gefördert, um dadurch die Geschwindigkeit der durch die Rohre 146 des Wärmetauschers strömenden Lösung so zu erhöhen, daß ein Anhaften der ausgefällten Partikel an den Wärmetauschoberflächen der Rohre 146 verhindert wird.
Das Rezirkulationsrohr 182 kann ein automatisches oder handbetätigtes Ventil 190 umfassen, um die von dem Kompressor 180 zugeführte Dampfströmung zu regeln.
Die Ventile, wie beispielsweise das Ventil 190, sind konventionell ausgeführt und werden daher hier nicht im Detail erörtert.
Die Flüssigkeitsströmungsvorrichtung 124 umfaßt eine mit dem Abführungsrohr 161 verbundene Pumpe 166 und ein zwischen der Pumpe 166 und dem Zuführungsrohr 138 angeschlossenes Flüssigkeitsrezirkulationsrohr 188, um die konzentrierte Lösung erneut durch den Wärmetauscher 116 zurückzuführen. Die Strömungsvorrichtung 124 kann entfallen, da die Verdampfungseinheit 110 ohne Rezirkulation betrieben werden kann.
Die Verdampfungseinheit 110 arbeitet wie folgt:
Die zu verdampfende Lösung gelangt durch das Rohr 138 in den Zuführungsbereich 114, und zwar alleine oder vermischt mit der teilweise oder endgültig konzentrierten Lösung oder Flüssigkeit. Die Flüssigkeit strömt durch die Rohranordnung 146 zu dem Wärmetauschbereich 146. Die Flüssigkeit wird verdampft, und als Folge davon werden die Feststoffe durch die Wärme konzentriert, die durch das Wärmefluid übertragen wird, das durch das Zuführungsrohr 148 in das Gehäuse 112 gelangt, so daß die Rohre 146 erwärmt werden. Die nicht kondensierbaren Gase des Wärmefluids werden durch das Auslaßrohr 149 aus dem Wärmetauschbereich 116 abgeführt und entweder der Kondensationsstation zugeführt oder ins Freie abgelassen. Die kondensierten Dämpfe des Wärmefluids werden durch das Abführungsrohr 149a aus dem Wärmetauscher 116 abgeführt. Anschließend tritt die teilweise oder endgültig konzentrierte Lösung aus der Rohranordnung 146 aus und gelangt in den Auslaßbereich 118, in dem die Dämpfe von der Flüssigkeit getrennt werden. Die Strömung der rezirkulierten Lösung wird manuell oder automatisch mittels des Ventus 196 eingeregelt; die Lösung wird mittels der Vorrichtung 124 durch das Rohr 188 rezirkuliert und mittels des Zuführungsrohrs 138 erneut zugeführt.
Der restliche Flüssigkeitsanteil, bekannt als Prozeßflüssigkeit, wird durch das gleiche System 124 über das Abführungsrohr 169a zur nachgeschalteten Prozeß- oder Wirkungsstufe abgeführt. Ein in dem Rohr 169a angeordnetes Regelventil 192 sorgt für ein konstantes Niveau in dem Auslaßbereich 118.
Andererseits werden die Dämpfe durch die Leitung 160 zu dem Dampfabscheider 165 gefördert. Die gewünschte Dampfströmung wird manuell oder automatisch durch das Ventil 190 eingeregelt und mittels der Dampfrezirkulationsvorrichtung 122 zurück zu dem Zuführungsbereich 114 gefördert. Die restlichen Dämpfe, bekannt als Prozeßdämpfe, werden durch das Rohr 189 zur nachgeschalteten Wirkungsstufe oder zu dem Kondensator gefördert.
Fig. 5 beschreibt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einer Verdampfungseinheit 210 entspricht. Diese ist im wesentlichen mit dem durch die Flüssigkeitsströmungsvorrichtung 224 ersetzten Flüssigkeitsströmungssystem 24 identisch. Daher wird die Verdampfungseinheit 210 hier nicht im Detail beschrieben.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, umfaßt die Verdampfungseinheit 210 ein Außengehäuse 212 mit einem im oberen Gehäuseende angeordneten Einlaßbereich oder Boden 214 zur Aufnahme der zu verdampfenden Lösung oder Flüssigkeit; einen unterhalb des Bodens 214 angeordneten Wärmetauschbereich 216 um die durch diesen Bereich strömende Flüssigkeit oder Lösung durch Verdampfung zu konzentrieren; einen unterhalb des Wärmetauschbereichs 216 angeordneten Abführungsbereich oder Unterteil 218 zur gemeinsamen Aufnahme der teilweise oder endgültig konzentrierten Lösung mit den aus der Verdampfung stammenden Dämpfen; sowie ein unterhalb des Abführungsbereichs 218 angeordnetes Unterteil 220 zur vertikalen Abstützung des Außengehäuses 212. Die Verdampfungseinheit 210 umfaßt gleichermaßen eine fest zwischen dem Zuführungsbereich 214 und dem Abführungsbereich 218 angeschlossene Dampfströmungsvorrichtung 222; sowie eine starr oder fest mit dem kreisförmigen Gehäuse 212 verbundene Flüssigkeitsströmungsvorrichtung oder System 224.
Die Dampfströmungsvorrichtung 222 ist mit drei Leitungen 270, 272 und 274 ausgestattet, durch die die Dämpfe von dem Abführungsbereich eines Abschnitts der Wärmetauschrohranordnung 246 bis zu dem Zuführungsbereich eines anderen Abschnitts der Wärmetauschrohranordnung 246 strömen.
Die Flüssigkeitsströmungsvorrichtung oder System 224 ist mit vier Abblasrohren 261, 262, 263 und 264, die mit den entsprechenden Auslaßöffnungen 256-259 des dritten kreisförmigen Bodens 250 fest verbunden sind, ausgestattet, um die konzentrierte Lösung aus jedem der entsprechenden Abführungsbereiche abzuführen und die konzentrierte Lösung mit Hilfe der Pumpen 266, 267, 268 und 269 entweder zum nachgeschalteten Wärmetauschbereich zu fördern oder zum gleichen Wärmetauschbereich zu rezirku lieren oder zu dem Lagertank oder zur nachgeschalteten Wirkungsstufe zu fördern. Genauer gesagt die Pumpe 266 fördert einen ersten Anteil der Flüssigkeit oder Prozeßflüssigkeit durch ein Rohr 266a von dem ersten Abführungsbereich zu dem Zuführungsrohr 239 des zweiten Zuführungsbereichs sowie einen zweiten rezirkulierten Anteil durch das Rohr 285 von dem ersten Abführungsbereich zu dem Zuführungsrohr 238 des ersten Zuführungsbereichs.
Die Pumpe 267 fördert einen ersten Anteil der Flüssigkeit oder Prozeßflüssigkeit durch das Rohr 267a von dem zweiten Abführungsbereich zu dem Zuführungsrohr 240 des dritten Zuführungsbereichs sowie einen zweiten rezirkulierten Anteil durch das Rohr 286 von dem zweiten Abführungsbereich zu dem Zuführungsrohr 239 des zweiten Zuführungsbereichs.
Die Pumpe 268 fördert einen ersten Anteil der Flüssigkeit oder Prozeßflüssigkeit durch das Rohr 268a von dem dritten Abführungsbereich zu dem Zuführungsrohr 241 des vierten Zuführungsbereichs sowie einen zweiten rezirkulierten Anteil durch das Rohr 287 von dem dritten Abführungsbereich zu dem Zuführungsrohr 240 des dritten Zuführungsbereichs.
Die Pumpe 269 fördert einen ersten Anteil der Flüssigkeit oder Prozeßflüssigkeit durch das Rohr 269a von dem vierten Abführungsbereich zu dem Lagertank oder zur nachgeschalteten Wirkungsstufe sowie einen zweiten rezirkulierten Anteil durch das Rohr 288 von dem vierten Abführungsbereich zu dem Zuführungsrohr 241 des vierten Zuführungsbereichs.
Die Lösung strömt mit der erforderlichen Strömungsregelung durch die entsprechenden Ventile 289, 290, 291 und 292 die für ein konstantes Niveau in den Abführungsbereichen der Verdampfungseinheit 210 sorgen, durch die Rohre 266a, 267a, 268a.
Der Verdampfungsbetrieb der Einheit 210 ist im wesentlichen mit demjenigen der Verdampfungseinheit 10 identisch, mit der Ausnahme, daß eine variable Flüssigkeitsströmung durch die Rohre 285-288 und die Regelventile 293-296 zu dem gleichen Zuführungsbereich rezirkuliert werden kann.
Auch wenn lediglich drei Ausführungsformen zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, wird jeder Fachmann auf diesem Gebiet verstehen, daß Anderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne dadurch über den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung, wie in den nachstehenden Ansprüchen definiert, hinauszugehen.

Claims

1. Verfahren zum Konzentrieren einer Flüssigkeit mit den Schritten:

- Fördern einer Flüssigkeit durch einen Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216) einer Verdampfungseinheit von einem Einlaßende zu einem Auslaßende dessen;

- Erwärmen der durch den Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216) geförderten Flüssigkeit zur Erzeugung von Dämpfen und zur Konzentration der Flüssigkeit;

- Zirkulieren der Dämpfe, die durch Erwärmung der Flüssigkeit in dem Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216) erzeugt werden, von dem Auslaßende des Wärmetauschabschnitts zu dem Einlaßende des Wärmetauschabschnitts für eine Vermischung der Dämpfe mit der Flüssigkeit an dem Einlaßende, um die Geschwindigkeit der Flüssigkeit zu erhöhen;

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verdampfungseinheit eine Verdampfungseinheit mit einem Abwärtsfluß ist,

- wobei die Dämpfe bei einer hohen Geschwindigkeit derart zirkuliert werden, daß die Flüssigkeit in Tropfen überführt wird, die mit genügend Energie derart gegen eine Wärmetauschoberfläche des Wärmetauschabschnitts (16, 116, 216) schlagen, daß die Ablagerung von ausgefällten Partikeln verhindert wird, oder diese abgelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauschabschnitt (16, 216) in mehrere Verdampfungsbereiche (31, 32, 33, 34) geteilt ist, wobei jeder Verdampfungsbereich (31, 32, 33, 34) ein Einlaß- und ein Auslaßende aufweist, und die Verdampfungsbereiche für eine aufeinanderfolgende Aufnahme der zu konzentrierenden Flüssigkeit miteinander gekoppelt sind; und wobei die Dämpfe von dem Auslaßende eines jeden vorangehenden Verdampfungsbereichs (31, 32, 33) zum jeweiligen Einlaßende des nächsten Verdampfungsbereichs (32, 33, 34) zirkuliert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zirkulierung der Dämpfe durch Leitungen bewirkt wird, die innerhalb des Wärmetauschabschnitts (16, 216) angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zirkulierung der Dämpfe durch Leitungen bewirkt wird, die außerhalb des Wärmetauschabschnitts (16, 216) angeordnet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Kompressor (180) für das Zirkulieren der Dämpfe von dem Auslaßende zu dem Einlaßende mit der gewünschten hohen Geschwindigkeit verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Erwärmen den Schritt der Förderung eines Wärmefluids an einen Verdampfungsbereich des Wärmetauschabschnitts (16, 116, 216) anliegend aufweist, um die zu konzentrierende Flüssigkeit indirekt zu erwärmen.

7. Verdampfungseinheit zur Konzentration von Flüssigkeiten, mit:

- einem Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216);

- Flüssigkeitseinlaßeinrichtungen (38, 39, 40, 41, 138, 238, 239, 240, 241), die mit dem Wärmetausch abschnitt (16, 116, 216) an ein Einlaßende dessen anliegend gekoppelt sind, zur Förderung der zu konzentrierenden Flüssigkeit in den Wärmetauschabschnitt;

- Flüssigkeits und Dampfauslaßeinrichtungen (51, 52, 53, 54), die mit dem Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216) an ein Auslaßende des Wärmetauschabschnitts (16, 116, 216) anliegend gekoppelt sind, zum Entfernen und Trennen von konzentrierter Flüssigkeit und Dämpfen von dem Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216);

- Erwärmungseinrichtungen, die an den Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216) zur Erwärmung der durch den Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216) geförderten Flüssigkeit anliegend angeordnet sind;

- Dampfzirkulierungseinrichtungen (70, 72, 74, 180, 182, 270, 272, 274), die an das Auslaßende und das Einlaßende gekoppelt sind, um für die Zirkulierung von Dampf von dem Auslaßende zu dem Einlaßende und für Vermischung von Dämpfen von dem Auslaßende mit Flüssigkeit an dem Einlaßende zu sorgen, so daß die Geschwindigkeit der durch den Wärmetauschabschnitt (16, 116, 216) geförderten Flüssigkeit erhöht wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verdampfungseinheit eine Verdampfungseinheit mit Abwärtsfluß ist, wobei das Einlaßende ein oberes Ende des Wärmetauschabschnitts (16, 116, 216), und das Auslaßende ein unteres Ende des Wärmetauschabschnitts (16, 116, 216) ist; und dadurch gekennzeichnet, daß

- die Dampfzirkulationseinrichtungen (70, 72, 74, 180, 182, 270, 272, 274) derart angeordnet sind, daß für eine Zirkulierung von Dämpfen während des Betriebs der Verdampfungseinheit mit einer hohen Geschwindigkeit derart gesorgt wird, daß die Flüssigkeit in Tropfen überführt wird, die mit genügened Energie derart gegen eine Wärmetauschoberfläche des Wärmetauschabschnitts (16, 116, 216) schlagen, daß die Ablagerung von ausgefällten Partikeln verhindert wird, oder diese abgelöst werden.

8. Verdampfungseinheit nach Anspruch 7, wobei der Wärmetauschabschnitt (16, 216) in mehrere Verdampfungsbereiche (31, 32, 33, 34) geteilt ist, wobei ein jeder Verdampfungsbereich (31, 32, 33, 34) ein Einlaß- und ein Auslaßende aufweist, und die Verdampfungsbereiche für eine aufeinanderfolgende Aufnahme der zu konzentrierenden Flüssigkeit miteinander gekoppelt sind; und wobei die Dampfzirkulierungseinrichtungen (70, 72, 74, 270, 272, 274) derart verbunden sind, daß Dämpfe von dem Auslaßende eines jeden vorangehenden Verdampfungsbereichs (31, 32, 33) zu dem jeweiligen Einlaßende des nächsten Verdampfungsbereichs (32, 33, 34) zirkuliert werden können.

9. Verdampfungseinheit nach Anspruch 8, wobei die Dampfzirkulierungseinrichtungen (70, 72, 74, 180, 182, 270, 272, 274) innerhalb des Wärmetauschabschnitts (16, 216) angeordnet sind.

10. Verdampfungseinheit nach Anspruch 8, wobei die Dampfzirkulierungseinrichtungen (70, 72, 74, 180, 182, 270, 272, 274) außerhalb des Wärmetauschabschnitts (16, 216) angeordnet sind.

11. Verdampfungseinheit nach Anspruch 10, wobei die Dampfzirkulierungseinrichtungen (180, 182) einen Kompressor (180) aufweisen.

12. Verdampfungseinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Einheit eine Einrichtung zum Fördern eines Wärmefluids an einen Verdampfungsbereich des Wärmetauschabschnitts (16, 116, 216) anliegend aufweist, um die zu konzentrierende Flüssigkeit indirekt zu erwärmen.