DE874597C - Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen von Fluessigkeiten in Roehrenverdampfern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssigkeiten in Röhrenverdampfern Das Verdampfen von Flüssigkeiten wird in vielen Fällen in sogenannten Röhrenverdampfern vorgenommen, bei denen die Flüssigkleit durch eine Vielzahl von erhitzten Rohren geleitet und dort über den Siedepunkt erhitzt wird. Blei Flüssigkeiten, die gegen tTberhitzung besonders empfindlich sind, kommt es darauf an, die einzelnen Verdampferrohre, die bei richtiger Führung des verdampfers mit jeweils der gleichen Wärmemenge versorgt rerdlen, möglichst auch mit unter sich gleichen Flüssigkeitsmengen zu beschicken, um den Wärmeverbrauch auch an jeder Stelle der einzeinen Rohre gleichzuhalten. Nur dadurch können lokale Überhitzungen, die gegebenenfalls zur Zersetzung der zu verdampfinden Flüssigkeit führen, oder auch Unterkühlungen, die die Verdampfgeschwindigkeit herabsetzen, vermieden werden. Die Überhitzung einzelner rohre oder Rohrstellen k, ann außerdem zu starken Wärmespannungen und Deformierungen der Rohre Anlaß geben, die nach reiner gewissen Betriebsdauer Störungen an der Verdampferanlage hervorrufen, Es ist zwar möglich, den Flüssigkeitszulauf für jedes einzelne Verdampferrohr von Hand zu regeln und über Meßgeräte, z. B. Strölmungsmlesser, zu kontrollieren. Derartige Methoden sind jedoch apparativ umständlich und kostspielig und von der subjektiven Beobeachtung abhängig, durch die insbesondere bei leiner Vielzahl von Einlaufstellen nicht immer eine gleichmäßige Regulierung gewährleistet ist.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Röhrenverdampfern eine gleichmäßige Verteilung der zu verdampfenden Flüssigkeit auf eine Vielzahl von Einlaufstellen für die Verdampferrohre dadurch bewirkt, daß dile Fl2ssigkeit vor Eintritt in die Verdampferrohre mit Hilfe von Düsen zu einem möglichst weitgehend homogenen Nebel zerteilt wird. Dabei werden in besonders vorteilhafter Weise Düsen verwendet, die btei zentraler Anordnung oberhalb der Eintrittsstellen der Verdampferrohre der NrebleI die Form eines Ziegels erzeugen, dessen Grundfläche der Beschickungsseite der Rohre zugekehrt ist. Um die Nebeltröpfchen des jedem Verdampferrohr zugeordneten Kegelteïles dem Rohr zuzuführen, werden blei dem Verfahren gemäß, der Erfindung tichterförmige Beschickungsstutzen verwendet, die mit ihnen Auslaufrohren in die Verdampferrohre hineinreichen. Sofern die Gewähr besteht, daß die Stoffdichte innerhalb des Kegels überall praktisch homogen ist, werden die Querschnittsöffnungen aller Beschickungsstutzen erfindungsgemäß unter sich gleich gehalten. Bei inhomogener Zusammensetzung NebleLkegels ist es jedoch, um den Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erreichen, crforderlich, die Querschnittsöffnungen der Beschickungsstutzen umgekehrt proportional dem flüssigkeitsgehalt des jedem Beschickungsstutzen zugeordneten Kegelteiles zu bemessen, wie an Hand der Abb. I nachfolgend lerläutert wird.
• In Abb. 1 ist der Oberteil eines Röhrenverdampfers zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens Schnitt dargestellt. Der Rohrboden R trägt die Verdampferrohre V1 bis V 5, die von der dem Boden R zugekehrten Seite aus mit der zu verdampfenden Flüssigkeit bleschickt werden müssen. Diese tritt am Kopf der Zerteilungskammer K durch die Leitung L ein, in der glegebenenfalls noch ein Filter F vorgesehen werden kann. Oberhalb des Rohrbodens befindet sich zentral angeordnet die Verteilerdüse D, durch die die Flüssigkeit zu leinen Nebel zerteilt wird, der im dargestellten Bleispizel die Form leines Kegels mit den Verdampferrohren zugekehrter Basis aufweist.
• Zwischen dem Boden R und der Düse D ist die saus einer Anzahl von trichterförmigen Bleschickungsstutzen E 1 bis E 5 gebildete Beschickungsvorrichtung angeordnet. Die Beschickungsstutzen E mün-, den nach unten mit dem auslauf A in die Verdampferrohre V 1 bis V 5.
• Die Öffnungsquerschnitte Q der Beschickungsstutzen E sind i, dem durch die vorliegende Abbildung wiedergegebenen Beispiel verschieden groß gewählt, wie es cinem nicht vollständig homogenen Nebelkegel lentsprich't. Erfolgt die Zerteilung der Flüssigkeit durch' die DüseD beispielsweise derart, daß der nebel in der Nähe der Achse des Kegels dichter ist, odier aus größeren Flüssigkeitströpfchen besteht als in den Randzonen, also in der Mitte höhere Cewichtsmengen Flüssigkeit pro Volumeinheit enthält, so ist es erforderlich, dife offnungsquerschnitte Q 1 und Q 5 größer zu halten als Q 2 bis Q 4. Verhalten sich beispielsweise die Gewichtsmengen Flüssigkeit pro Volumeinheit in den durch unterschiedliche Schraffur in der Åbbildung bezeichneten Kegelteilen X, Y, Z wie 1 : 1, 2, 1 : 1,4, so dind die Öffnungsquerschnitte der Einlaufstutzen L umgekelhrt proportional zu wählen. Daraus ergibt sich für das Verhältnis Q 1 bzw. Q 5 : Q 2 bzw Q 4 : Q 3 ein Wert von 1 : 0,8 33 : 0,714. Auf Grund dieser Zusa,mmenhänge läßt sich für jede Düsenart durch Ausmessung des Sprühkegels die richtige Aufteilung der Querschnittie für die Beschickungsstutzen in einfacher Weise ermitteln.
• Die Anordnung der aus den einzelnen Beschikkungsstutzen zusammengesetzten Besckickungsvorrichtung oberhalb des Rohrbodens R hat zur folgen daß die Wärmeabstrallung von dien Verdampfierrohren bzw. dem rohrboden in mäßigen Grenzen bleibt, so daß dile Temperatur der Beschickungsvorrichtung noch nicht zur Verdampfung oder Zersetzung der aufgegebenen Flüssigkeit ausreicht. Der eigentliche Verdampfungsvorgang findet daher mit Sicherheit terst in Iden gleichmäßig rnit Flüssigkeit beaufschlagten Verdampfernohren statt.
• Irn Interesse einer myglichst intensiven Zerteilung der Flüssigkeit haben sich für das vorliegende Verfahren insbesondern solche Düsen bewährt, bei denen den aus den Düsenöffnungen austretenden Flüssigkeitsstrahlen durch Einbau lentsprechender Leitelemente eine Drallbewegung erteilt wird, durch deren Überlagerung eine zusätzliche Aufteilung außerhalb der Düse erfolgt.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist für die Verdampfung von Flüssigkeiten aller Art geeignet, Dabei kann die Flüssigkeit auch mit Hilfe eines Traggases zugeführt und zerteilt werden, die VGerdampfung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in gleicher Weise wie unter normalen Bedingungen, auch unter vermindertem Dr5uck oder im Vakuum, erfolgen.
• Als besonders vorteilhaft hat sich das Verfahren der Erfindung bei Verdampfung von Flüssigkeiten erwiesen, tdDe gegen Zersetzung durch Überhitzung außerordentlich empfindlich sind. Beispielsweise zerfällt Formamid bei erhöhter Temperatur je nach der Geschwindigkeit des Verdampfungsvorganges und der Temperatur zu Blausäure und Wasser einerseits oder $Kohlenoxyd und ammoniak andererseits. Bei der Herstellung von Blausäure aus Formamid durch Wasserabspaltung ist der Zerfall zu Kohlenoxyd und Ammoniak als unerwünschte Nebenreaktion zu betrachten und führt gegebenenfalls zu erheblichen Ausbeuteverlusten, die durch eine für die durchführung der Reaktion unerläßliche Überhitzung der Dämpfe noch erhöht werden.
• Gerade für die Verdampfung von Formamid ist die Verwendung von Röhrenverdampfern außerordentlich zweckmäßig, da, weder die Zersetzung im überhitzten Gasstrom im Vakuum noch ein Verdampfen in Blasen oder in Umlaufverdampfern zu befriedigenden Ausbeuten an reiner Blausäure führen. Die Verdampfung des Formamids unter gleichzeitiger Zersetzung der Dämpfe in Blausäure und Wasser mit Hilfe von Röhrenverdampfern war jedoch wegen der Gefahr der Überhitzung bzw. Unterkühlung in den einzelnen Verdampferrohren mit erheblichen Schwierigkeiten und Verlusten verbunden. Erst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, denartig empfindliche Vorgänge, wie bleispielsweise die Verdampfung von Formamid unter gleichzeitiger Zersetzung zur Gewinnung von Blausäure in Röhrenverdampfern mit hohem Durchsatz und gleichmäßiger Ausbeute an reiner Blausäure, durchzuführen, indem unabhängig von den Unzulänglichkeiten der subjektiven Beobachtung und Regelung ein gleichmäßiger Wärmeüblergang auf den Dampf und damit eine gleichmäßige Verdampfung in den einzelnen Rohren des Verdampferaggregates erfolgen kann.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜcHE : I. Verfahren zum Verdampfien von Flüssigkeinen, insbesondern von Formamid, in Röhrenverdampfern, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verdampfende Flüssigkeit, gegeblenlenfalls mit Hilfe eines Traggases, unter Verwendung von Düsen vor Eintritt in die Verdampferrohre zu einem weitgehend homogenen Nebel zuerteilt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichneit, daß durch Verwendung geeigneter Düsen die Zerteilung der FlüssigLeit in Form eines Kegels lerfiolgt, dessen Grund-dächle der Beschickungsseite der Verdampferrohre zugekehrt ist.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb eines jeden Verdampferrohres trichterförmige Beschickungsstutzen angeordnet werden, deren Offnlungsquerschnitte bei nicht vollständig homogener Verteilung der Fl2ssigkeitströpfchen im Kegel umgekehrt proportional dem Flüssigkeitsgehalt des jeden Beschickungsstutzen zugeordneten Kegelteiles sind.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Verdampferrohre eines Röhrenverdampfers leine Zerteilungskammer für die zu verdampfende Flüssigkeit angeordnet ist, die dieser Kammer im oberen Teil durch eine Zerteilerdüse zugeführt wird, während die untere Begrenzung der Kammer durch eine aus einer Anzahl von trichterförmigen, mit ihren Auslaufenden in die, einzelnen Verdampferrohre reichenden Beschickungsstutzen gebildet wird.