DE718948C

DE718948C - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Gemischen aus Dampf und Fluessigkeit

Info

Publication number: DE718948C
Application number: DEI64152D
Authority: DE
Inventors: Dr Helmuth Speyerer; Dipl-Ing Ernst Wittmann
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1939-03-22
Filing date: 1939-03-22
Publication date: 1942-03-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Gemischen aus Dampf und Flüssigkeit Wenn Flüssigkeiten, sei es bei Drucksenkung oder bei Wärmezufuhr, um Sieden kommen, dabei in ein Gemisch von Dampf und Flüssigkeit übergehen und das Gemisch getrennt werden soll, kann man dies so bewirken, daß man das Gemisch in einen Abscheider fördert, in dem sich unterhalb der seitlich angeordneten Zuführungsstelle de Flüssigkeit und darüber der entwickelte Dampf sammelt. Diese Arbeitsweise baut den Nachteil, daß das Gemisch stets auf die gleiche Höhe gefördert werden muß und ein Absinken des Förderdruckes nicht ,eintreten darf. Außerdem darf die Flüssigkeit im Abscheider nicht über die Eintrittsöffnung steigen} da sonst das eingeleitete Gemisch durch die Flüssigkeit im Abscheider strömen muß.
Dies hat eine Störung der Trennung durch Mitreißen yon Dampf in die Ahlaufleitung der Flüssigkeit und von Flüssigkeit in die Abführungsleitung des Dampfes zur Folge.
Es wurde nun gefunden, daß die Flüssigkeit nicht stets auf die gleiche Höhe gefördert werden muß und ein Schwanken des Förderdruckes unschädlich gemacht werden kann, so daß keine Störung der Trennung eintritt, wenn man das Gemisch dem Abscheider an mehreren verschieden hoch gelegenen Stellen mittels einer Steigleitung zuführt, die mit mehreren Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe versehen ist. Das Gemisch strömt dabei im wesentlichen durch diejenige Eintrittsöffnung in den Abscheider, welche sich am nächsten über der Flüssigkeitsoberfläche befindet. Fällt der Stand der Flüssigkeit im Abscheider so weit, daß die nächste tiefer gelegene Eintrittsöffnung freigegeben wird, so strömt das Gemisch nunmehr durch diese Öffnung in den Abscheider.
Einige zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen seien beispielsweise für ein verdampfendes Kältemittel beschrieben. Die Abb. 1 zeigt einen Abscheider a zur Trennung des dampfförmigen vom flüssigen Anteil des Kältemittels, einen Ver dampfer b, in dem das flüssige Kältemittel mit zu kühlenden Mittelt in Wärmeaustausch tritt, ein vor den Eintrittsöffnungen der Gemische im Abscheider a angeordnetes Leitblech c, welches die Durchwirbelung des Flüssigkeitsinhalts im Abscheider durch das zugeführte Gemisch einschränkt, ein Ventil 1 zur Regelung des Förderdruckes, ein Steigleitung 2 mit Austrittsöffnungen in verschieden er Höhe, drei an diese angeschlossene Leitungen 3, 4 und 5, welche die Steigleitung mit dem Abscheider verbinden un!d nicht unbedingt waagerecht liegen müssen, eine am Boden des Abscheiders a angebrachte Ablaufleitung 6 für das flüssige Kältemittel, die zum Verdampfer b führt, eine Steigleitung 7, durch welche das Gemisch von Dampf und Flüssigkeit vom Verdampfer b in den Abscheider a zurückgeführt wird, un.d eine oben am Abscheider a angebrachte Leitung 8 zur Abführung -des Dampfes.
Bei einer beispielsweise dreistufigen Kältemaschine wird das beim Enddruck der ersten Stufe flüssig vorliegende Kältemittel mittels des Ventils I auf den in der Leistung 8 herrschenden Saugdruck der ersten Stufe entspannt und dadurch in den Abscheider a gefördert, der so hoch angeordnet ist, daß der Umlauf des Kältemittels durch die Leitung 6, den Verdampfer b und die Leitung 7 zum Abscheider a zurück gewährleistet ist. Durch die Steigleitung 2 mit Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe wird erreicht, daß sich die Förderhöhe entsprechend einem Wechsel im Förderdruck von der am tiefsten, 3, bis zu der am höchsten, 5, liegenden Flüssigkeitszuführung ändern kann, ohne daß die Trennung in Dampf und Flüssiglceit gestört, der Dampf in die Ablaufleitung 6 der Flüssigkeit oder die Flüssigkeit in die Leitung 8 zur Abführung des Dampfes mitgerissen wird.
Reicht die zwischen dem Ventil 1 und der Leitung S zur Verfügung stehende Druckdifferenz zum mindesten zeitweise nicht aus, um das Kältemittel in den Abscheider a zu fördern, so kann eine Vorrichtung gemäß Abb. 2 verwendet werden. Die wiederkehrenden Zeichen haben hier die gleiche Bedeutung wie in Abb. 1. Es kommen hinzu: Ein zweiter Abscheider d, drei weitere, tiefer als die Leitungen; und 4 liegende Leitungen 9.
10 und ii, welche die Steigleitung 2 mit dem Abscheider d verbinden, an dessen Boden eine Ablaufleitung 1 2 für das flüssige Kältemittel in die Ablaufleitung 6 führt, eine oben nm Abscheider d angebrachte Leitung 13 zur Abführung des Dampfes; außerdem sind zur Rückführung des Kältemittels aus der Steigleitung 7 in den Abscheider a zwei Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe und zwei daran angeschlossene Leitungen 14 und 15 zur Rückführung des Gemisches in den Abscheider a vorgesehen.
Die Abb. 3 zeigt eine weitere Anordnung, die ebenfalls zur Durchführung des Verfahrens gut geeignet ist. Die Steigleitung ist hier durch den Boden des Abscheiders d geführt und oberhalb des Bodens mit Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe versehen, welche als Löcher oder Schlitze ausgebildet sein können.
Das Verfahren ist auch beispielsweise für Verdampfer- oder Destillationsanlagen mit Vorteil anwendbar. Die Abb. 4 erläutert die Anwendung hei einem Einstufenverdampfer.
Die einzudampfend!e Flüssigkeit tritt bei 16 in die Verdampferrohre 17 ein. Das Heizmittel tritt durch 18 in den die Verdampferrohre umgebenden Heizmantel 19 ein und durch 20 aus. Das in den Verdampferrohren sich bildende Gemisch von Dampf und Flüssigkeit wird durch die Rohre 21, 22 und 23 in den Abscheider 24 eingeführt. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird durch das Rücklaufrohr 25 aus dem Abscheider abgezogen, um durch das Regelorgan 26 teils den Verdampferrohren wieder zugeführt und teils durch 27 als eingedampfte Flüssigkeit abgezogen zu werden. Die Dämpfe werden bei 28 entnommen.
Mit dieser Anordnung ist es möglich, im Abscheider mit verschieden hohem Flüssigkeitsstand zu arbeiten, ohne daß die Trennung im Abscheider gestört wird, da das Dampf-Flüssigkeit-Gemisch bei genügender Zahl von Zuführungsrohren am Abscheider immer oberhalb des Flüssigkeitsstandes eintritt. Schwankungen des Flüssigkeitsstandes im Abscheider ergeben sich beispielsweise dann, wenn die Zu- oder Ablaufmengen des zu verarbeitenden Gutes geändert werden oder wenn das Temperaturgefälle zwischen verdampfen der Flüssigkeit und Heizmittel nicht konstant bleibt. Bei Anordnung von nur einem Zuführungsrohr am Abscheider können die Schwankungen zum Überfluten des Rohres und damit zu Störungen in der Trennwirkung führen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Trennung von Gemischen aus Dampf und Flüssigkeit unter Zuführung der Gemische in einen Abscheider, in dem sich unterhalb der Zuführungsstelle die Flüssigkeit und darüber der Dampf sammelt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gemische dem Abscheider an mehreren verschieden hoch gelegenden Stellen mittels einer Steigleitung zuführt, die mit mehreren Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe versehen ist.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine Steigleitung mit Austritts öffnungen in verschiedener Höhe, welche durch Leitungen mit einem Abscheider verbunden sind, eine am Boden des - Abscheiders angebrachte Ablaufleitung, welche zum Verdampfer führt, eine zweite Steigleitung, welche zum Abscheider zurückführt und eine oben am Abscheider angebrachte Leitung zur Abführung des Dampfes.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung leines zweiten, tiefer angeordneten Abscheiders, einer Steigleitung mit Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe, welche durch ein tungen mit dem ersten und dem zweiten Abscheider verbunden sind, einer weiteren, am Boden des zweiten Abscheiders angebrachten Ablaufleitung, welche in die Ablaufleitung des ersten Abscheiders führt, einer lobten am zweiten Abscheider angebrachten Leitung zur Abführung des Dampfes und einer znveiten Steigleitung, welche vom Verdampfer zum ersten Abscheider zurückführt und mit Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe versehen ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Mitverwendung eines zweiten, tiefer angeordneten Abscheiders, einer Steigleitung, welche durch den Boden des zweiten Abscheiders geführt und oberhalb des Bodens mit Austrittsöffnungen in verschiedener Höhe versehen ist, einer weiteren am Boden des zweiten Abscheiders angebrachten Ablaufleitung, welche in die Ablaufleitung des ersten Abscheiders führt, und einer oben am zweiten Abscheider angebrachten, Leitung zur Abführung des Dampfes.