FI60503B

FI60503B - ANLAEGGNING FOER INDUSTNING AV VAETSKOR I FLERA STEG

Info

Publication number: FI60503B
Application number: FI801721A
Authority: FI
Inventors: Arvi Roennholm
Original assignee: Rosenlew Ab Oy W
Priority date: 1980-05-28
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1981-10-30
Also published as: DE3120586A1; SE452115B; SE8103381L

Description

- Tr! KUULUTUSJULKAISU /;nt;n7 lB3 (^) utlAggningsskrift 6 U 5 O .5 (45) * ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 B 01 D 1/06 (21) P»t*nttlh*kemu* — P*tentan*öknlnj 801721 (22) H*k«mlspllvl — Antttknlngtdag 28.05-80 ^ ^ (23) Alkuptlvt-— Glltlghetsdag 28.05-80 (41) Tullut JulklMksI — Bllvlt offontllg- Tr! ANNOUNCEMENT /; nt; n7 lB3 (^) utlAggningsskrift 6 U 5 O .5 (45) * ^ (51) Kv.ik? /Int.ci.3 B 01 D 1/06 (21) P »t * nttlh * kemu * - P * tentan * öknlnj 801721 (22) H * k «mlspllvl - Antttknlngtdag 28.05-80 ^ ^ (23) Alkuptlvt-— Glltlghetsdag 28.05-80 (41) Tullut JulklMksI - Bllvlt offontllg

Patentti- ja rekisterihallitus .... ......Patent and Registration Office .... ......

' , (44) Nlhtlvlkilpanon ja kuuLjulkalaun pvm. — .', (44) Date of issue and date of issue. -.

Patent- och registerstyrelsen ' ' Antökan utlagd oeh utl.akriftan publicerad 30.10.81 (32)(33)(31) Pyydetty «uolkau*—Bagird prlorftet (71) Oy W. Rosenlew Ab, PL 51, 28101 Pori 10, Suomi-Finland(Fl) (72) Arvi Rönnholm, Pori, Suomi-Finland(Fl) _(7L) Oy Kolster Ab _______ _ ____ _ ____ (5M Laitteisto nesteiden monivaihehaihduttamiseksi - Anläggning för indunstning av vätskor i flera steg Tämän keksinnön kohteena on laitteisto nesteiden haihduttamiseksi, joka käsittää useita sarjaan kytkettyjä haihdutinyk-sikköjä niihin kytkettyine erotinlaitteineen.Patent- och registerstyrelsen '' Antökan utlagd oeh utl.akriftan publicerad 30.10.81 (32) (33) (31) Pyydetty «uolkau * —Bagird prlorftet (71) Oy W. Rosenlew Ab, PO Box 51, 28101 Pori 10, Finland. The present invention relates to an apparatus for the multi-stage evaporation of liquids - Anläggning för indunstning av vätskor i flera steg The present invention relates to an apparatus for the multi-stage evaporation of liquids. for evaporation, comprising a plurality of evaporator units connected in series with their separating devices connected thereto.

Tämäntapaisia haihdutuslaitteita käytetään esim. sellu-loosateollisuudessa jäteliemien haihduttamiseen ja kemian teollisuudessa liuoksien haihduttamiseen. Nämä tunnetut laitteet vaativat suhteellisen paljon tilaa vaakasuunnassa johtuen siitä, että erillisissä, kaasumaisen väliaineen suhteen sarjaan kytketyissä haihdutinyksiköissä ja sarjan jälkeisessä lauhdutuksessa halutaan lämmittää näissä jopa eri nestettä, jolloin on jouduttu käyttämään useampaa täysin erillistä lämmönvaihdinta. Tästä syystä on toivottavaa, että voitaisiin pienentää haihdutuslaitcksen tilantarvetta samalla säilyttäen kapasiteetti ennallaan. Tämän keksinnön tarkoituksena on tarjota laitteisto tämän ongelman ratkaisemiseksi .Evaporation devices of this type are used, for example, in the pulp industry for evaporating waste liquors and in the chemical industry for evaporating solutions. These known devices require a relatively large amount of space in the horizontal direction due to the fact that separate evaporator units connected in series with the gaseous medium and post-series condensing even want to heat a different liquid, which has had to use several completely separate heat exchangers. For this reason, it is desirable to be able to reduce the space requirements of the evaporator while maintaining the capacity. It is an object of the present invention to provide an apparatus for solving this problem.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on pääasiallisesti tun nusomaista se, mitä patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa on esi tetty .The apparatus according to the invention is mainly characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

6050360503

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät kaaviollisesti keksinnön eri suori-tusmuotoj a.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, which schematically show various embodiments of the invention.

Kuviossa 1 on esimerkin luonteisesti esitetty viisivaiheinen epäsuoralla lämmönvaihdolla toimiva monivaihehaihdutinsarja, jossa nestesyöttö 2 tapahtuu sarjan lämpötaloudellisesti edullisempaan syöttöyksikköön III, jolloin haihdutettaessa nesteestä vapautuu se-kundäärihöyryä 12, 13, jota ohjataan kulloinkin seuraavaan haihdu-tusvaiheen IV, V kuumentimeen, jotka ovat alenevassa paineessa nes-tevirtauksen 3, 4 sekä höyryvirtauksen 13, 14 suhteen. Esimerkkitapauksessa syöttöyksikön III jälkeisten vaiheiden IV ja V kuumen-timet 42, 43 ovat kaasumaisen väliaineen 12, 21 ja 13, 24 suhteen kaksivaiheisia pystyputkilämmönvaihtajia, joita ympäröivä vaippa muodostaa koko kumpaakin lämmönvaihdinta 42, 43 yhdistävän kokonaisuuden.Fig. 1 shows, by way of example, a five-stage multi-stage evaporator with indirect heat exchange, in which the liquid supply 2 takes place to the more economically advantageous feed unit III of the series, whereby with respect to the flow 3, 4 and the steam flow 13, 14. In the exemplary case, the heaters 42, 43 of the stages IV and V after the supply unit III are two-stage vertical tube heat exchangers with respect to the gaseous medium 12, 21 and 13, 24, the surrounding jacket forming a whole connecting the two heat exchangers 42, 43.

Kaksivaiheisessa lämmönvaihtimessa 42 haihdutetaan sen ensimmäisessä vaiheessa nestettä, jonka sisäänvirtausta kuvaa 3, ulosvirtausta 4 sekä poistuvaa sekundäärihöyryä 13, joka johdetaan vaiheen V kuumentimeen 43, jonka kaksivaiheisessa pystyputkilämmönvaihtimessa ensimmäisessä vaiheessa haihdutetaan nestettä, jonka sisäänvirtausta kuvaa 4 ulosvirtausta 5 ja poistuvaa sekundäärihöyryä 14, joka johdetaan lauhduttimelle PL I.In the first stage, the two-stage heat exchanger 42 evaporates the liquid whose inflow is represented by 3, the outflow 4 and the leaving secondary steam 13, which is led to a stage V heater 43. PL I.

Haihduttimesta V poistuva neste esilämmitetään vaiheiden V ja IV kuumentimien 43, 42 kaksivaiheisien pystyputkilämmönvaihtajien toisessa vaiheessa ja johdetaan välisäiliöön 6, josta edelleen 7 vaiheen III sisäiseen esilämmittimeen 44 ja sieltä 45 vaiheen II esiläm-mittimen 46 kautta haihdutettavaksi itse vaiheessa II. Haihduttimesta II poistuva haihdutettu neste 47 johdetaan edelleen vaiheen II, sisäisen jälkilämmittimen 48 ja primäärilauhteen lämmönvaihtimen 49 kautta, vaiheen I sisäiseen esilämmittimeen 50, josta se ohjautuu haihdutettavaksi itse vaiheessa I. Haihdutinvaiheesta I poistuva neste johdetaan 51 paisunta-astiaan 52, josta paisutettuna edelleen esimerkiksi vahvanesteenä 9 poltettavaksi, sekä osan vahvistusnesteenä 8 syöttönesteeseen 2.The liquid leaving the evaporator V is preheated in the second stage of the two-stage vertical tube heat exchangers 43, 42 of the heaters 43, 42 of the stages V and IV and passed to an intermediate tank 6, from where further 7 to the stage III internal preheater 44 and from there 45 to the stage II preheater 46. The evaporated liquid 47 leaving the evaporator II is further passed through stage II, an internal reheater 48 and a primary condenser heat exchanger 49, to a stage I preheater 50 from where it is directed to evaporate itself in step I. The liquid leaving the evaporator stage I is 9 for combustion, and as a part reinforcement liquid 8 for the feed liquid 2.

Lauhde, jonka virtausta kuvaa 19 paisutetaan paisuntasäiliös-sä 20 ja paisutushöyry 21 ohjataan haihdutusvaiheen IV kuumentimen 42 kaksivaiheisen pystyputkilämmönvaihtajan ensimmäiseen vaiheeseen yhdessä sekundäärihöyryn 12 kanssa. Jäännöslauhde 22 ohi£;fyaja yksikön 3 60503 IV lämmönvaihtimen 42 ja viedään yhdessä haihduttimen IV kaksivaiheisen pystyputkilämmönvaihtajän ensimmäisen vaiheen haihdutuspinnal-la muodostuvan lauhteen 27 kanssa paisunta-astiaan 23, jonka paisun-tahoyry, jonka virtausta kuvaa 24, johdetaan yhdessä sekundäärihöyryn 13 kanssa haihduttimen V kuumentimen 43 kaksivaiheinen pystyputkiläm-mönvaihtajan ensimmäiseen vaiheeseen ja jäännöslauhde 25 ohittaa yksikön V ja poistuu yhdessä pintalauhduttimelta PL I tulevan lauhteen 28 kanssa, jota kuvaa 29, esimerkiksi käytettäväksi massan pesuun.The condensate whose flow in Figure 19 is expanded in the expansion tank 20 and the expansion steam 21 is directed to the first stage of the two-stage vertical tube heat exchanger of the evaporator IV of the evaporation stage IV together with the secondary steam 12. The residual condensate 22 past the heat exchanger 42 of the unit 3 60503 IV and together with the condensate 27 formed on the evaporation surface of the first stage of the two-stage vertical tube heat exchanger IV of the evaporator IV is fed to the expansion vessel 23. the two-stage vertical tube heat exchanger of the heater 43 to the first stage and the residual condensate 25 bypasses the unit V and leaves together with the condensate 28 coming from the surface condenser PL I, which is illustrated 29, for example for use in pulp washing.

Kunkin haihdutusvaiheen IV ja V kuumentimien kaksivaiheisissa pystyputkilämmönvaihtimissa niiden toisessa vaiheessa nesteen esiläm-mityksessä muodostunut lauhde 30, 31 johdetaan lauhteen paisunta-astiaan 32 sekä lauhtumattomat kaasut toisen vaiheen lauhdepinnan yläpuolelta 15, 15 johdetaan yhdessä vaiheiden II ja III kaasun poistojen 17 sekä paisuntahöyryn 23 lauhteen paisunta-astiästä 32 kanssa tyhjiöjärjestelmään eli esimerkissä pintalauhduttime11 e PL II. Tähän johdetaan myös pintalauhduttimelta PL I höyryvirta 18, joka sisältää kaasunpoiston.In the two-stage vertical tube heat exchangers of the heaters of each evaporation stage IV and V, the condensate 30, 31 formed in the second stage of preheating the liquid is led to the condensate expansion vessel 32 and the non-condensable gases above the condensate surface -stage 32 with a vacuum system, i.e. in the example a surface condenser11 e PL II. To this, a steam stream 18, which includes degassing, is also led from the surface condenser PL I.

Lauhtumattomat kaasut, jonka virtausta kuvaa 35, ohjataan tyh-jiölaitteen 36 avulla haihduttamon ns. lauhdekaivoon 37, josta saatava kaasufraktio 41 poistetaan sinänsä tunnettuun erilliseen käsittelyyn sekä syntyvä lauhdefraktio 39, joka koostuu osaksi pintalauh-duttimessa PL II suoritetun epäsuoran lauhdutuksen tuloksena 38, jota käytetään epäsuorasti jäähdytettynä tyhjiölaitteessa 36 sekä poistetaan yhdessä lauhteen paisunta-astiasta 32 saatavan lauhdeosuuden kanssa 40 sinänsä tunnettuun likaislauhteiden myöhempään käsittelyyn.The non-condensable gases, the flow of which is described by 35, are controlled by means of a vacuum device 36 in the so-called evaporator. to a condensate well 37 from which the resulting gas fraction 41 is removed for a separate treatment known per se and the resulting condensate fraction 39 consisting in part of indirect condensation 38 in a surface condenser PL II used indirectly cooled to known subsequent treatment of dirty condensate.

Haihduttamosarjaa käytetään primäärihöyryllä 11, jonka lauhde 10 palautetaan.The evaporator set is operated by primary steam 11, the condensate 10 of which is returned.

Laihaneste 1 voidaan väkevöidä syöttönesteeksi 2, esimerkiksi vahvistamalla sitä vahvanesteellä 8, jota samanaikaisesti viedään regenerointiin 9.The lean liquid 1 can be concentrated into a feed liquid 2, for example by fortifying it with a strong liquid 8, which is simultaneously introduced for regeneration 9.

Edellä kuvatulla rakenteella saadaan monivaihehaihduttamon vaatimaa tilantarvetta merkittävästi pienenemään. Kun haihdutinvai-heiden IV ja V kuumentimet ovat esimerkkitapauksessa kaksivaiheisia pystyputkilämmönvaihtajia 42, 43, joissa toinen lämmönvaihdin korvaa monivaihehaihduttamon ulkoisen jälkilämmityksen. Poikkipinnallinen tilantarve pienenee tällöin 5,5 % sekä poikkitasossa oleva pituus lyhenee (laitteet peräkkäin) 30 %.The structure described above significantly reduces the space requirement required by the multi-stage evaporator. When the heaters of the evaporator stages IV and V are, by way of example, two-stage vertical tube heat exchangers 42, 43, in which the second heat exchanger replaces the external post-heating of the multi-stage evaporator. The cross-sectional space requirement is then reduced by 5.5% and the length in the transverse plane is shortened (devices in succession) by 30%.

• 4 • 3 4. 60503• 4 • 3 4. 60503

Tilantarvetta voidaan edelleen pienentää korvaamalla kuviossa 1 esitetyt epäsuorat lauhduttimet PL I ja PL II keksinnön mukaisesti yhdellä lämmittävän kaasumaisen väliaineen suhteen kaksivaiheisella pystyputkilämmönvaihtimella, joka on esitetty kuviossa 2.The space requirement can be further reduced by replacing the indirect condensers PL I and PL II shown in Fig. 1 according to the invention with one two-stage vertical tube heat exchanger with respect to the heating gaseous medium shown in Fig. 2.

Tällöin kaasunpoistot 15, 16, 17, paisuntahöyry 33 sekä sekundäärihöyry 14 vaiheesta V muodostavat yhdessä höyryn 44, lauhtu-mattomien kaasujen poisto 49 kaasunpoiston 35, ensimmäisestä vaiheesta poistettava lauhde 55 lauhteen 26 sekä toisesta vaiheesta poistuva lauhde 48 lauhteen 38. Lauhdutukseen käytettävän nesteen, esimerkiksi jäähdytysveden, sisään- ja ulosvirtausta esittää 45 ja 46. Näin menetellen pienenee poikkipinnallinen tilantarve edelleen 2 % sekä poikkitasossa oleva pituus lyhenee (laitteet peräkkäin) mainitusta 39 %:sta 35 %:iin.In this case, the degassings 15, 16, 17, the expansion steam 33 and the secondary steam 14 from stage V together form steam 44, condensate degassing 49 degassing 35, condensate 55 to be removed from the first stage condensate 26 and condensate 48 leaving the second stage to condensate 38, for example cooling water, the inflow and outflow is shown by 45 and 46. In this way, the cross-sectional space requirement is further reduced by 2% and the length in the transverse plane is shortened (devices in succession) from said 39% to 35%.

On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä vain esimerkkeinä esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä keksintö on sovellettavissa monivaiheiseen vuokeiton paisuntahaihdutukseen ja eräkeiton pusku-haihdutukseen. Keksintö ei myöskään ole sidottu haihdutintyyppiin, vaan on Käyttökelpoinen niin putousfilmi (ff) pakkokierto (fc) kuin muihinkin tyyppeihin, kunhan vain pystyputkilämmönvaihdin on kaksivaiheinen lämmittävään väliaineeseeen nähden.It is clear that the invention is not limited only to the embodiments shown above by way of example, but can be modified within the scope of the claims. Thus, the invention is applicable to multi-stage bean evaporation of batch soup and butt bean evaporation of batch soup. The invention is also not limited to the evaporator type, but is applicable to both the drop film (ff) forced circulation (fc) and other types, as long as the vertical tube heat exchanger is two-stage with respect to the heating medium.

Claims

5 60503

An apparatus for multi-stage evaporation of liquids, the apparatus comprising a plurality of evaporator units connected in series with respect to a gaseous heat transfer medium with associated separation devices followed by evaporator units and post-series condensers, wherein the liquid to be evaporated is preferably that the at least one evaporative stage heater and / or condenser after the feed unit consists of a two-stage vertical tube heat exchanger with respect to the gaseous medium, in which the jacket surrounding the two heat exchangers forms a whole connecting the heat exchanger.

Apparatus according to claim 1, characterized in that in the two-stage vertical tube heat exchanger of the evaporation stage after the feed unit, the liquid is evaporated in the first stage and the liquid is heated in the second stage.

Apparatus according to Claim 1, characterized in that the liquid in both stages is heated in a two-stage vertical tube condenser after the series of evaporators. s. Apparatus according to Claim 2 or 3, characterized in that the superheat of the secondary condensate leaving the previous evaporation stage is expanded as steam into the steam space of the next stage, the residual condensation of the expansion passing the stage.

Multi-stage evaporator according to Claim 2 or 3, characterized in that the heating surface of the second stage of the two-stage vertical tube heat exchanger is 5-25%, preferably 5-15%, calculated on the total heat surface of the heat exchanger. ?> ι · <9 h '