NO793653L - PROCEDURE FOR DIRECT HEATING OF Aqueous MEDIUM - Google Patents
PROCEDURE FOR DIRECT HEATING OF Aqueous MEDIUMInfo
- Publication number
- NO793653L NO793653L NO793653A NO793653A NO793653L NO 793653 L NO793653 L NO 793653L NO 793653 A NO793653 A NO 793653A NO 793653 A NO793653 A NO 793653A NO 793653 L NO793653 L NO 793653L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- liquid medium
- stage
- heat exchanger
- reactor
- expansion
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 9
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 title description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 75
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 40
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/06—Flash distillation
- B01D3/065—Multiple-effect flash distillation (more than two traps)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00121—Controlling the temperature by direct heating or cooling
- B01J2219/0013—Controlling the temperature by direct heating or cooling by condensation of reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00159—Controlling the temperature controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for direkte oppvarmning av eventuelt faststoffinneholdende flytende medium til høyre temperaturer under utnyttelse av kondensasjonsvarmen. The invention relates to a method for directly heating any liquid medium containing solids to high temperatures while utilizing the heat of condensation.
Den vedrører spesielt en fremgangsmåte for direkte oppvarmning av spesielt vandige oppløsninger og suspensjoner til temperaturer større enn 150°C, fortrinnsvis til ca. 250°C, It particularly relates to a method for directly heating particularly aqueous solutions and suspensions to temperatures greater than 150°C, preferably to approx. 250°C,
under ytnyttelse av kondensasjonsvarmen. during utilization of the condensation heat.
Oppfinnelsen vedrører videre en for gjennomføring av The invention further relates to an implementation of
fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen egnet anordning. the method according to the invention suitable device.
Oppfinnelsen vedrører endelig anvendelse av fremgangsmåten og anordning for gjennomføring av felnings- eller utlutningsreaksjoner. The invention relates to final use of the method and device for carrying out folding or leaching reactions.
Det stilles ofte oppgaven å gjennomføre reaksjoner i flytende medium, spesielt vandig medium, ved høye temperaturer, spesielt ved temperaturer mellom 150 og 250°C. Dette er ofte tilfellet ved felnings- eller utlutningsreaksjoner. En gjennom-føring av slike reaksjoner i dette temperaturområde medfører imidlertid forskjellige vanskeligheter. Av økonomiske grunner er det nesten alltid nødvendig å gjenvinne varmemengden som er tilført systemet i størst mulig omfang. Foretrukket anvender man for varmeutveksling apparaturer med faste utvekslingsflater. The task is often to carry out reactions in a liquid medium, especially an aqueous medium, at high temperatures, especially at temperatures between 150 and 250°C. This is often the case in folding or leaching reactions. Carrying out such reactions in this temperature range, however, entails various difficulties. For economic reasons, it is almost always necessary to recover the amount of heat supplied to the system to the greatest extent possible. Apparatus with fixed exchange surfaces is preferably used for heat exchange.
En spesiell vanskelighet består deri at det må regnes A particular difficulty lies in the fact that it must be calculated
med avleiringer på varmevekslerflåtene, noe som minsker varme-overgangen og hvis fjernelse er vanskelig og arbeidskrevende. with deposits on the heat exchanger floats, which reduces the heat transfer and whose removal is difficult and labor-intensive.
Ytterligere vanskeligheter opptrer når oppløsningene som skal behandles allerede er aggressive eller under reaksjons blir aggressive. I slike tilfelle blir anvendelse av spesielt korrosjonsbestandige, men mekaniske lite eller neppe påvirkbare materialer. Further difficulties arise when the solutions to be treated are already aggressive or become aggressive during reaction. In such cases, the use of materials that are particularly corrosion-resistant, but mechanically little or hardly influenced.
Et eksempel for en ved høy temperatur forløpende felnings-reaksjon er f.eks. høytemperaturhydrolysen av jern, krom og An example of a folding reaction proceeding at high temperature is e.g. the high temperature hydrolysis of iron, chromium and
aluminium fra vandige oppløsninger av deres sulfater. aluminum from aqueous solutions of their sulfates.
Dersom man feller disse metaller ved temperaturer mellom If one precipitates these metals at temperatures between
2 0 og 50°C, dannes ofte hydroksydslam som lar seg meget vanskelig filtrere. Det er dog kjent at disse filtreringsvanskelig-heter ikke opptrer når man gjennomfører felningene omtrent i området fra 180 til 250°C. 2 0 and 50°C, hydroxide sludge is often formed which is very difficult to filter. It is known, however, that these filtration difficulties do not occur when the heating is carried out approximately in the range from 180 to 250°C.
Gjennomføringen av reaksjonen blir som ovenfor omtalt, vanskeliggjort ved at oppløsningen med stigende temperatur ut-feller hydroksyder, kalsiumsulfat, silikondioksyd og eventuelt ytterligere forbindelser, hvorved det på hete steder, altså foretrukket på varmevekslerflåtene, oppstår avleiringer. Sam-tidig stiger syrekonsentrasjonen. Dette fører i det nevnte temperaturområde til et sterkt korrisivt angrep på materialene. Her-til kommer at ved temperaturer fra 150 til 250°C i vandige oppløsninger opptrer driftstrykk på opptil 50 bar. As mentioned above, carrying out the reaction is made more difficult by the fact that the solution precipitates hydroxides, calcium sulphate, silicon dioxide and possibly further compounds with increasing temperature, whereby deposits occur in hot places, i.e. preferably on the heat exchanger floats. At the same time, the acid concentration rises. In the aforementioned temperature range, this leads to a strong corrosive attack on the materials. In addition, at temperatures from 150 to 250°C in aqueous solutions, operating pressures of up to 50 bar occur.
Disse materialproblem tvinger anvendelse av materialer, f.eks. teflon og karbon, som under de angitte anvendelsesbe-tingelser ikke lenger har nyttbare holdfastegenskaper. Andre materialer som tantal eller titan som ville kunne motstå korro-sjonspåkjenningene, er for dyre slik at de kun kan anvendes som pletteringsmaterialer på en økonomisk måte. I begge tilfelle må trykkreftene opptas av ikke korrosjonsbestandige karbonstål. Da også bevegelige deler i apparatene må utføres på en liknende arbeidsson måte, skal disse såfremt det på noen måte er mulig, unngås. Plast/stål-kombinasjoner gjør varmeutvekslerflater på grunn av den ytterligere varmegjennomgangsmotstand umulig. These material problems force the use of materials, e.g. teflon and carbon, which under the stated conditions of use no longer have useful holding properties. Other materials such as tantalum or titanium, which would be able to withstand the corrosion stresses, are too expensive so that they can only be used as plating materials in an economical way. In both cases, the compressive forces must be absorbed by non-corrosion-resistant carbon steels. As moving parts in the devices must also be carried out in a manner similar to the work area, these should be avoided if at all possible. Plastic/steel combinations make heat exchanger surfaces impossible due to the additional heat transfer resistance.
Disse materialeproblemer stiller kjemiteknikeren for oppgaven å utvikle anordninger som minst mulig blir utsatt for mekaniske påkjenninger og derfor spesielt å unngå bevegelige deler. These material problems present the chemical engineer with the task of developing devices that are as little as possible exposed to mechanical stress and therefore particularly to avoid moving parts.
Liknende overveielser gjelder for utlutningsreaksjoner, f.eks. for utlutning av finmalte mineraler med lut eller syrer, eventuelt under tilsetning av reaktive gasser som oksygen eller klor. Similar considerations apply to leaching reactions, e.g. for the leaching of finely ground minerals with lye or acids, possibly with the addition of reactive gases such as oxygen or chlorine.
Herved må også tenkes på en utlutning av metallholdige faststoffer, f.eks. av brukte katalysatorer som har vært anvendt ved høye temperaturer, og materialer som f.eks. inneholder ikke-jern metaller eller edelmetaller. Hereby, consideration must also be given to a leaching of metal-containing solids, e.g. of used catalysts that have been used at high temperatures, and materials such as e.g. contains non-ferrous metals or precious metals.
Det er kjent å oppvarme suspensjoner trinnvis. Det er eksempelvis i DE-PS 1937392 beskrevet en fremgangsmåte hvilken er kjennetegnet ved at oppvarmingen av suspensjonen skjer trinnvis over varmeoverføringsflater, hvorved i første trinn en eller flere varmevekslere opphetes med vanndamp fra et ekspansjons-anlegg, mens annet trinn er utført som dobbeltrørveksler i hvilke suspensjonen ved indirekte varmeveksling ytterligere blir opphetet og den tilbakeflytende suspensjon blir avkjølt, samt til slutt et tredje trinn hvor den resterende erforderlige varmemengde tilføres ved opphetning med høytrykksdamp ved hjelp av en organisk varmebærer eller ved en saltvarmebærer, gjennom varmevekslerflater. It is known to heat suspensions stepwise. DE-PS 1937392 describes, for example, a method which is characterized by the heating of the suspension taking place in stages over heat transfer surfaces, whereby in the first stage one or more heat exchangers are heated with steam from an expansion plant, while the second stage is carried out as a double tube exchanger in which the suspension by indirect heat exchange is further heated and the returning suspension is cooled, and finally a third step where the remaining required amount of heat is supplied by heating with high-pressure steam using an organic heat carrier or a salt heat carrier, through heat exchanger surfaces.
Denne fremgangsmåte har ulempen ved anvendelse av dobbelt-rørvarmevekslere, hvorved det kan dannes ved utlutnings- eller felningsreaksjoner, avleiringer på varmeutvekslerflåtene. This method has the disadvantage of using double-tube heat exchangers, whereby deposits can form on the heat exchanger floats during leaching or precipitation reactions.
Det er videre foreslått direkte varmeveksling for av-salting av sjøvann. Imidlertid blir også her som regel i ut-vekslertrinnene med høyest energiinnhold anvendt systemfremmede varmeoverføringsmidler. Direct heat exchange for desalination of seawater has also been proposed. However, here as a rule, in the exchanger stages with the highest energy content, heat transfer agents introduced into the system are used.
En- eller flertrinns fremgangsmåter for avkjøling av fast-stoff inneholdende væsker under anvendelse av ekspansjonsfordampning er kjent og er eksempelvis beskrevet i DE-OS 2361236. Den dannede vanndamp blir i disse tilfelle kun utfelt ved direkte kondensasjon, dog ikke anvendt for foroppvarming av oppløsninger. One- or multi-stage methods for cooling liquids containing solids using expansion evaporation are known and are described, for example, in DE-OS 2361236. In these cases, the water vapor formed is only precipitated by direct condensation, but not used for preheating solutions.
Det er i den foran angitte litteratur samt fra den generelle teknikkens stilling dog ikke kjent fremgangsmåter eller anordninger som tillater å utføre gjennomføringen av reaksjoner i et høyt temperaturområde opptil ca. 2 50°C og som muliggjør felnings- eller utlutningsreaksjoner i dette temperaturområde ved unngåelse av de ovenfor angitte ulemper. However, there are no methods or devices known in the above-mentioned literature and from the general state of the art that allow reactions to be carried out in a high temperature range up to approx. 2 50°C and which enables precipitation or leaching reactions in this temperature range by avoiding the above-mentioned disadvantages.
Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir den stilte oppgave løst ved at det opphetede, flytende medium ved en- eller flertrinns ekspansjon delvis fordampes og uten anvendelse av systemfremmed varmeoverføringsmiddel umiddelbart kondenseres i det i motstrøm førte medium som skal opphetes. In the method according to the invention, the set task is solved in that the heated, liquid medium is partly vaporized by one- or multi-stage expansion and, without the use of a heat transfer agent foreign to the system, is immediately condensed in the medium which is to be heated in a countercurrent flow.
Et vesentlig kjennetegn av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen består dermed i at avkjølingen av det spesielt faststoffinneholdende flytende medium bevirkes ved utelukkende og konsekvent anvendelse av ett,men fortrinnsvis flertrinns ekspansjonsfordampning, hvorved anvendelse av ethvert systemfremmed varmeoverføringsmiddel unngås. Derved blir den ved ekspansjonsfordampningen dannede vanndamp direkte kondensert i det i motstrøm førte medium som skal opphetes. Ved den direkte varmeovergang skaffes optimale forhold for utveksling. Varmevekslerene kan altså bygges svært små. Ved bortfall av varmevekslerflater blir anvendelse av korrosjonsbestandige belegg først muliggjort. An essential characteristic of the method according to the invention thus consists in the fact that the cooling of the particularly solid-containing liquid medium is effected by the exclusive and consistent use of one, but preferably multi-stage expansion evaporation, whereby the use of any heat transfer agent foreign to the system is avoided. Thereby, the water vapor formed during the expansion evaporation is directly condensed in the medium which is to be heated in a countercurrent flow. The direct heat transfer provides optimal conditions for exchange. The heat exchangers can therefore be built very small. In the absence of heat exchanger surfaces, the use of corrosion-resistant coatings is first made possible.
En foretrukken utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen består deri at det flytende medium som skal opphetes etter gjennomstrømning av det siste forvarmetrinn, oppvarmes ved direkte innmatning av tilleggsdamp før reaktoren eller i reaktoren til den oppnåelige reaksjonstemperatur. A preferred embodiment of the method according to the invention consists in that the liquid medium to be heated after passing through the last preheating step is heated by direct input of additional steam before the reactor or in the reactor to the achievable reaction temperature.
Det tas derved med på kjøpet at det medimet som skal opphetes blir fortynnet ved kondensasjon av vanndampen i dette under forløpet av oppvarmingen og ved tilsetning av damp i sluttreaksjonstrinnet. Ved gjennomløpet av ekspansjonstrinnene, blir oppløsningen igjen vidtgående konsentrert. It is thereby taken into account that the medium to be heated is diluted by condensation of the water vapor in it during the course of the heating and by the addition of steam in the final reaction step. During the passage of the expansion steps, the solution is again largely concentrated.
Fortrinnsvis blir det flytende medium etter gjennomstrøm-ning av ekspansjonstrinnet(ene) ved trykkminskning igjen av-kjølt og konsentrert og oppnår dermed nesten utgangskonsentra-sjonen. Preferably, the liquid medium after flowing through the expansion step(s) is cooled and concentrated again by pressure reduction and thus almost reaches the initial concentration.
I området av relativt lave temperaturer, fortrinnsvis In the area of relatively low temperatures, preferably
ved temperaturer ved eller mindre enn 120°C samt ved tålbare korrosjonspåkjenninger og liten tendens for dannelse av avleiringer i dette temperaturområde kan sluttavkjølingen av det flytende medium utføres etter gjennomstrømning av ekspansjons-trinnet (ene) i en rekuperator. Fortrinnsvis anvender man derved en plateutveksler av tilsvarende korrosjonsbestandige materialer, som oppviser en høy indre turbulens. at temperatures at or below 120°C as well as at tolerable corrosion stresses and little tendency for the formation of deposits in this temperature range, the final cooling of the liquid medium can be carried out after passing through the expansion step(s) in a recuperator. Preferably, a plate exchanger of corresponding corrosion-resistant materials, which exhibits a high internal turbulence, is used.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen for gjennomføring av fremgangsmåten er kjennetegnet ved kombinasjon av følgende kjennetegn: The device according to the invention for carrying out the method is characterized by a combination of the following characteristics:
a en trykkreaktor, a a pressure reactor,
b ett eller flere varmevekslertrinn med bl en ekspansjonsbeholder og b one or more heat exchanger stages with, among other things, an expansion tank and
b2 en med damprommet i ekspansjonsbeholderen i forbindelse stående kondensasjonskolonne, b2 one with the vapor space in the expansion vessel in connection with a standing condensation column,
hvilken oppviser which exhibits
b 2.1 fordelings- og/eller kontaktinnsatser, b 2.1 distribution and/or contact efforts,
c en fødepumpe med i avhengighet av væskenivå c a feeding pump with depending on liquid level
regulerbar volumstrøm for hvert varmevekslertrinn og reaktor, adjustable volume flow for each heat exchanger stage and reactor,
d et avkjølingstrinn som er dannet som dl ekspansjonstrinn eller som d a cooling stage which is formed as dl expansion stage or as
d2 rekuperator. d2 recuperator.
Foretrukket er en anordning som inneholder flere enn ett direkte varmevekslertrinn. Innenfor et temperaturområde av reaksjonen av ca. 180 til 2 50° anvefales å anvende to til tre direkte varmevekslertrinn. A device that contains more than one direct heat exchanger stage is preferred. Within a temperature range of the reaction of approx. 180 to 250°, it is recommended to use two to three direct heat exchanger stages.
Den i anordningen i henhold til oppfinnelsen anvendte reaktor er ved de produktberørte steder belagt med tilsvarende temperatur- og korrosjonsbestandige materialer, f.eks. tantal, titan eller teflon. Byggedeler som opptar mekaniske påkjenninger, er utført av tilsvarende temperaturbestandige karbonstål. The reactor used in the device according to the invention is coated with corresponding temperature- and corrosion-resistant materials, e.g. tantalum, titanium or Teflon. Building parts that take up mechanical stress are made of corresponding temperature-resistant carbon steel.
Fortrinnsvis er reaktoren kjennetegnet ved at den inneholder et i midten anordnet strømningsrør, i hvilke undre åpning munner en tilførselsledning for det flytende, opphetede medium og i nedre reaktorområde utenfor strømningsrøret er av-satt for en førende ledning til første varmevekslertrinn for avføring av det behandlede medium. Sirkulasjonen i reaktoren blir dannet ved inngående strømmer. Sirkulasjonen kan ytterligere økes ved et ytre kretsløp og en pumpe. Den opphetede væske som skal behandles henholdsvis omsettes, stiger i det i midten anordnede strømningsrør oppover og synker nedover etter utløpet fra strømningsrøret mellom indre reaktorvegg og strøm-ningsrøret, hvorfra det uttas fra reaktoren og tilføres det første varmevekslertrinn. Den i reaktoren værende væske sirkulerer flere ganger på den angitte måte. Sirkulasjonsforlø<p>et kan påvirkes ved utformingen av drivstrålene. Preferably, the reactor is characterized by the fact that it contains a flow tube arranged in the middle, in which lower opening opens a supply line for the liquid, heated medium and in the lower reactor area outside the flow tube is set aside for a leading line to the first heat exchanger stage for discharge of the treated medium . The circulation in the reactor is formed by incoming currents. Circulation can be further increased by an external circuit and a pump. The heated liquid to be treated or converted rises in the centrally arranged flow pipe upwards and sinks downwards after the outlet from the flow pipe between the inner reactor wall and the flow pipe, from where it is withdrawn from the reactor and supplied to the first heat exchanger stage. The liquid in the reactor circulates several times in the specified manner. The circulation process can be influenced by the design of the drive jets.
I en ytterligere utførelse av anordningen munner i den nedre åpning i strømningsrøret ytterligere en tilførselsled-ning for damp og/eller reaksjonsgass. Begge strømmer blir i forhold til erforderlig oppvarming og/eller reaksjonsbetingelser regulert innmatet. Ved damptilsetningen blir mediet ytterligere opphetet og ved minsking av tetthet av det flytende medium blir hastigheten av sirkulasjonsstrømmen og dermed sirkulasjonsfor- holdet forhøyet. Det samme gjelder for den ved dette sted tilført reaksjonsgass, f.eks. oksygen og klor. Oppholdstids-fordelingen i reaktoren kan innvirkes over en ekstern anordnet pumpe og/eller ved anpassing av slankhetsgraden av reaktoren. In a further embodiment of the device, a further supply line for steam and/or reaction gas opens into the lower opening in the flow pipe. Both streams are fed in regulated in relation to the required heating and/or reaction conditions. With the addition of steam, the medium is further heated and by reducing the density of the liquid medium, the speed of the circulation flow and thus the circulation ratio is increased. The same applies to the reaction gas added at this point, e.g. oxygen and chlorine. The residence time distribution in the reactor can be influenced via an externally arranged pump and/or by adjusting the degree of slenderness of the reactor.
Blir det i anordningen i henhold til oppfinnelsen utført felningsreaksjoner, er det spesielt gunstig at det i sirkula-sjonsstrømmen i reaktoren i felningsproduktet inneholdes kimer som gunstig er dannelse av grove korn, hvorved filtreringen av faste stoffer inneholdende i det flytende medium lettes. If precipitation reactions are carried out in the device according to the invention, it is particularly advantageous that the circulation flow in the reactor in the precipitation product contains germs which favor the formation of coarse grains, whereby the filtration of solids contained in the liquid medium is facilitated.
Reaktoren inneholder ingen mekanisk påvirkede material-deler som kommer i berøring med produktet. Materialet i de indre flater av apparatet kan utvelges utelukkende med henblikk på korrosjonsbestandighet. Alle produktberørte vegger kan belegges med plastikk som har den minst mulige hefteegenskap for avleiringer. Derved kan man isolere dårlig de indre flater av apparatet i den øvre del og dermed holde fuktig for virksomt å mot-virke avleiringer. The reactor contains no mechanically affected material parts that come into contact with the product. The material in the inner surfaces of the device can be selected exclusively with a view to corrosion resistance. All product-touched walls can be coated with plastic that has the least possible adhesion property for deposits. Thereby, the inner surfaces of the device in the upper part can be poorly insulated and thus kept moist to effectively counteract deposits.
Dersom reaksjonen avløper med høy hastighet og oppviser kun en liten reaksjonsenthalpi, kan reaktoren også dannes som rørreaktor i kombinasjon med en liten sløyfereaktor. If the reaction proceeds at a high rate and exhibits only a small reaction enthalpy, the reactor can also be formed as a tube reactor in combination with a small loop reactor.
Det flytende medium som forlater reaktoren på høyeste temperaturnivå blir tilført det første varmevekslertrinn. Hensiktsmessig har derved ekspansjonstrinnene et så lite væskeinnhold og dermed så lav oppholdstid at de i reaktoren inn-stilte likevekter opprettholdes. The liquid medium leaving the reactor at the highest temperature level is fed to the first heat exchanger stage. Appropriately, the expansion steps thereby have such a low liquid content and thus such a low residence time that the equilibria set in the reactor are maintained.
Fortrinnsvis er varmevekslertrinnet eller et flertall av disse slik dannet at de inneholder en cyklonartet dannet damprom med derunder anordnet samlerom for det i det minste delekspanderte flytende medium og at damprommet står i forbindelse over et kaminrør, hvilket ved øvre ende er avdekket med en dråpehette med kondensasjonskolonnen, hvorved kondensasjonskolonnen er fraskilt ekspansjonstrinnets damprom slik at det oppvarmede flytende medium avledes til et samlerom som er forbundet med en matepumpe med varmevekslertrinnet på det nest høyeste energinivå eller reaktoren, og hver oppviser en ledning Preferably, the heat exchanger stage or a majority of these are formed in such a way that they contain a cyclone-shaped steam chamber with a collection chamber arranged underneath for the at least partially expanded liquid medium and that the steam chamber is connected over a chimney pipe, which is covered at the upper end with a drip cap with the condensation column , whereby the condensing column is separated from the vapor space of the expansion stage so that the heated liquid medium is diverted to a collection space which is connected to a feed pump with the heat exchanger stage at the next highest energy level or the reactor, each having a line
a) for det flytende medium som skal oppvarmes og som munner ut i toppen av kondensasjonskolonnen, b) for det flytende medium som skal ekspanderes og munner ut i toppen av damprommet og c) hver en avledningsledning for det delekspanderte, avkjølte flytende medium, hvilket munner ut i a) for the liquid medium to be heated and which exits at the top of the condensation column, b) for the liquid medium to be expanded and exits into the top of the vapor space and c) each a diversion line for the partially expanded, cooled liquid medium, which exits out in
toppen av damprommet av varmevekslertrinnet på nest laveste energinivå eller i avkjølingstrinnet over en ekspansjonsventil. the top of the vapor space of the heat exchanger stage at the second lowest energy level or in the cooling stage above an expansion valve.
Varmeutvekslingen forløper i det foran beskrevne varmevekslertrinn slik at i det syklonartede damprom innsprøytes opp-varmet flytende medium etter gjennomstrømning i en ekspansjonsventil. Den derved frigjorte damp strømmer gjennom kaminrøret som i kondensasjonskolonnen og avgir dens reaksjonsenthalpi til det flytende medium som skal oppvarmes på nest laveste temperaturnivå, hvilket innmates i toppen av kondensajonskolon-nen. Væsken som skal oppvarmes nedrisler derved over fordelings-og silbunner som er anordnet i kondensasjonskolonnen. Den oppvarmede væske strømmer over en bunn som skiller kondensasjonskolonnen fra damprommet, i et standrør, fra hvilket tilføres over en matepumpe i avhengighet av væskenivået doserte volum-strømmer til reaktoren. Ved det etterkoplede varmevekslertrinn blir den oppvarmede flytende medium innmatet i toppen av varme-vekslerkolonnen på høyere temperaturnivå. The heat exchange takes place in the heat exchanger stage described above so that heated liquid medium is injected into the cyclonic steam room after flow through an expansion valve. The steam released thereby flows through the chimney as in the condensation column and releases its reaction enthalpy to the liquid medium to be heated at the second lowest temperature level, which is fed into the top of the condensation column. The liquid to be heated thereby trickles down over the distribution and sieve trays arranged in the condensation column. The heated liquid flows over a bottom that separates the condensation column from the vapor space, in a standpipe, from which dosed volume flows are supplied via a feed pump to the reactor depending on the liquid level. At the downstream heat exchanger stage, the heated liquid medium is fed into the top of the heat exchanger column at a higher temperature level.
Det i det minste delekspanderte og delvis avkjølte flytende medium samler seg under damprommet i et samlerom og til-føres de neste varmevekslertrinn på nest laveste temperaturnivå i avhengighet av væskenivået. Dersom det imidlertid handler seg om det siste varmevekslertrinn, blir reaksjonsgodset av-trukket og tilført avkjølingssluttrinnet. The at least partially expanded and partially cooled liquid medium collects under the steam space in a collection space and is supplied to the next heat exchanger stages at the next lowest temperature level depending on the liquid level. If, however, it concerns the last heat exchanger stage, the reaction material is withdrawn and supplied to the final cooling stage.
Dersom det flytende medium er en suspensjon med forhøyet viskositet eller de suspenderte partikler har forhøyet tendens for sedimentering, anvender man fortrinnsvis en anordning hvilken erkarakterisert vedat varmevekslertrinnet eller et flertall av disse oppviser et syklonartet damprom med derunder anordnet samlerom for det i det minste det delekspanderte flytende medium, hvorved i samlerommet er anordnet et strømnings-rør, i hvilken befinner seg en sirkulasjonsomrører, og damprommet er over en dampledning forbundet med en kondensasjonskolonne og munner ut i et i sumpen av kondensasjonskolonnen be-findlig strømningsrør og hver en ledning If the liquid medium is a suspension with increased viscosity or the suspended particles have an increased tendency for sedimentation, a device is preferably used which is characterized by the fact that the heat exchanger stage or a majority of these have a cyclone-like steam chamber with a collection chamber arranged underneath for the at least partially expanded liquid medium, whereby a flow pipe is arranged in the collection chamber, in which there is a circulation stirrer, and the steam chamber is connected via a steam line to a condensation column and opens into a flow pipe located in the sump of the condensation column and each a line
a) for det flytende medium som skal oppvarmes, og som munner ut i toppen av kondensasjonskolonnen, b) for det flytende medium som skal ekspanderes og som munner ut i toppen av damprommet og c) for det delekspanderte, avkjølte flytende medium som munner ut i toppen av damprommet av varmevekslertrinnet på det nest laveste energinivå eller i av-kjølingssluttrinnet . a) for the liquid medium to be heated, which exits at the top of the condensation column, b) for the liquid medium to be expanded and exits at the top of the vapor space and c) for the partially expanded, cooled liquid medium exiting into the top of the vapor space of the heat exchanger stage at the second lowest energy level or in the de-cooling final stage.
Ved det således kjennetegnede varmevekslertrinn er det hensiktsmessig å adskille damprommet fra kondensasjonskolonnen slik at den avkjølte suspensjon samles i en sirkulert sump med minst mulig væskeinnhold. Den oppvarmede suspensjon blir samlet i en sirkulert sump som arbeider som pumpeforlag. In the heat exchanger stage characterized in this way, it is appropriate to separate the vapor space from the condensation column so that the cooled suspension is collected in a circulated sump with the least possible liquid content. The heated suspension is collected in a circulated sump that works as a pump source.
Hensiktsmessig anvender man i disse tilfelle i kondensasjonskolonnen ingen fordeler- eller silbunner, men nedover hellende ledeplater, hvorved dannelse av avleiringer på disse plater motvirkes ved-"den nedarislende suspensjon som skal oppvarmes. In these cases, it is expedient to use no distributor or strainer bottoms in the condensation column, but downward sloping guide plates, whereby the formation of deposits on these plates is counteracted by the trickling down suspension to be heated.
Kondensasjonskolonnene og/eller reaktoren inneholder i toppområde fortrinnsvis avgasningsinnretninger for avledning av overskudd av eventuelle anvendte reaksjonsgasser eller ikke kondenserte gasser som under reaksjonen ikke er omsatt eller som er dannet ved bireaksjoner. In the top area, the condensation columns and/or the reactor preferably contain degassing devices for diverting excess of any used reaction gases or non-condensed gases which are not reacted during the reaction or which are formed by side reactions.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen oppviser på inn-gangssiden er avkjølingstrinn som kan drives med undertrykk. The device according to the invention has a cooling stage on the input side which can be operated with negative pressure.
Dette kan tilpasses tilsvarende varmevekslertrinnene. I konden-sas jonskolonnen blir imidlertid vann innmatet i det øvre område, hvorved vannet blir avledet sammen med kondensert damp på egnet måte ved foten av denne. Det avkjølte medium kan uttas fra det under ekspansjonssonen befindelige samlerom bg tilføres den endelige opparbeidelse som ikke lenger tilhører oppfinnelsen, f.eks. en filtrering. This can be adapted according to the heat exchanger steps. In the condensation column, however, water is fed into the upper area, whereby the water is diverted together with condensed steam in a suitable manner at the foot of this. The cooled medium can be taken from the collection space located under the expansion zone bg and added to the final processing which no longer belongs to the invention, e.g. a filtering.
Dersom det under den i avkjølingstrinnet herskende betingelser ikke gir anledning til å frykte dannelse av avleir-ingen og/eller korrosiv beskadigelse, kan ét ved dette sted anvendes en rekuperator, spesielt i form av en plateveksler med høy indre turbulens. If, under the conditions prevailing in the cooling stage, there is no reason to fear formation of the deposit and/or corrosive damage, a recuperator can be used at this point, especially in the form of a plate exchanger with high internal turbulence.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen og den i denne anordning gjennomførbare fremgangsmåte skal illustreres på The device according to the invention and the method that can be carried out in this device shall be illustrated on
grunnlag av følgende tegninger, der basis of the following drawings, where
fig. 1 viser skjematisk den av reaktor, varmevekslertrinn og avkjølingstrinn bestående anordning, og fig. 1 schematically shows the device consisting of reactor, heat exchanger stage and cooling stage, and
fig. 2 viser et varmevekslertrinn i en spesiell suspensjon med høyere viskositet og/eller betydelig sedimentasjonshastig-het, tilpasset anordning. fig. 2 shows a heat exchanger step in a special suspension with higher viscosity and/or significant sedimentation rate, adapted device.
I fig. 1 er høytemperaturreaktoren betegnet med 1. Den oppviser et strømningsrør 2, i hvilket munner ut en tilførsels-ledning for det høyopphetede flytende medium. Det er videre forutsatt tilførselsledninger. 4 for en eventuelt erforderlig reaksjonsgass og for hetdamp 5 for tilførsel av den for opp-nåelse av reaksjonstemperatur erforderlige energimengde. Det flytende medium som skal behandles, stiger i strømningsrøret 2 ifølge impulser fra den innførte væske og ifølge drivkrefter som forårsakes av de andre innførende strømmer oppover, hvorved innstilles en sirkulasjonsstrømning. Etter utledning fra strømningsrøret 2, synker det flytende medium nedover. Gjennom-snitlig oppholdstid, strømningshastighet og slankhetsgrad av reaktoren er slik utvalgt at reaksjonen avsluttes i det flytende medium når denne forlater reaktoren over ledningen 6. In fig. 1, the high-temperature reactor is denoted by 1. It exhibits a flow pipe 2, into which a supply line for the highly heated liquid medium opens. Supply lines are also assumed. 4 for a possibly required reaction gas and for hot steam 5 for supplying the amount of energy required to reach the reaction temperature. The liquid medium to be treated rises in the flow pipe 2 according to impulses from the introduced liquid and according to driving forces caused by the other introducing currents upwards, whereby a circulation flow is set up. After discharge from the flow pipe 2, the liquid medium sinks downwards. The average residence time, flow rate and degree of slenderness of the reactor are selected in such a way that the reaction ends in the liquid medium when it leaves the reactor via line 6.
Reaktoren er fortrinnsvis slik bygget at de anfallende faste partikler forblir i sirkulasjonsstrømmen og ikke kan av-sette seg, de innførte gasser oppholder seg videre i sirkula-sjonsstrømmen i finfordelt form og sirkulerer dermed;ikke om-satte og nydannede gasser som oppsamler seg i toppen av reaktoren, kan avledes over en ekspansjonsventil, alle produkt-berørte deler, således også damp- henholdsvis gassrommet i toppen av reaktoren, er bekledt med korrosjonsbestandig materiale og alle krefter opptas ved en korrosjonsbestandig, bærende kon-struksjon. I toppen av reaktoren befinner seg en trykkforminsk-nlngsventil 7 for avledning av eventuelt anvendte overskudds reaksjonsgasser eller eventuelt foreliggende inerte gasser. The reactor is preferably built in such a way that the attacking solid particles remain in the circulation flow and cannot settle, the introduced gases remain further in the circulation flow in finely divided form and thus circulate unreacted and newly formed gases that accumulate at the top of the reactor, can be diverted via an expansion valve, all product-touched parts, thus also the steam or gas space at the top of the reactor, are lined with corrosion-resistant material and all forces are absorbed by a corrosion-resistant, load-bearing construction. At the top of the reactor is a pressure reduction valve 7 for diverting any excess reaction gases used or any inert gases present.
Etter reaksjonen forlater det flytende medium reaktoren over ledningen 6 til reduseringsventildelen 8. Mengdestrømmen av det flytende medium blir regulert i avhengighet av væskenivået i reaktoren 1. Ved dampekspansjonen blir det behandlede flytende medium innfrosset i sin reaksjonsjevnveksstilling og det innstiller seg en i henhold til det reduserte trykk en tilsvarende temperatur. Den etter ekspansjonsventilen dannede gass- væske-faststoff-blanding strømmer inn i et syklonartet dannet damprom 9. Den avkjølte væske med faststoffpartiklene samler seg i sekken 10. Adskiilelsen av faststoffinneholdende væske og damp behøver ikke å være fullstendig de de eventuelt med-førte væskedråper tilbakeføres reaktoren.Dampene strømmer gjennom kaminrøret 11, hvilket er avdekket med av en dråpehette 12, i kondensasjonskolonnen 13, hvilke inneholder fordelerbunner 14 og silebunner 15. Den oppadstigende damp strømmer i motstrøm til det over ledningen 16 ved hjelp av doseringspumpen 17 i toppen av kondensasjonskolonnen 13 tilførte flytende medium som skal opphetes, og avgir sin kondensasjonsenthalpi til denne. Det på et høyere temperaturnivå oppvarmede flytende medium strømmer etter passeringen av kondensasjonskolonnen 13 over bunnen 18 i sumpbeholderen 19 og innmates derfra ved hjelp av doseringspumpen 2 0 i ledningen 3, hvilke fører til høytempera-turreaktoren. Kondensasjonskolonnen 13 oppviser en liknende av-gassingsanordning 41 for ikke-kondenserbare gasser som i reaktoren. Den avkjølte væske som har ansamlet seg i sekken 10, blir nå over ledningen 21 tilført det neste avgassingstrinn, fortrinnsvis etter gjennomløp av det siste avgassingstrinn til-ført i avkjølingssluttrinnet 22. Sekken 10 dimensjoneres slik at sedimentasjonsforiøpet undertrykkes. Nivået i sekken 10 reguleres ved uttak gjennom matepumpen. I avkjølingssluttrinnet 22 blir den etter reduseringsventilen 23 dannede damp, hvilke strømmer i kondensasjonskolonnene, kondensenrt ved motstrøm-mende kjølevann, hvilket tilføres over ledningen 2 5 til toppen av kondensasjonskolonnen. Kaminrøret 26 er ført gjennom en bunn 27 i avkjølingssluttrinnet. Det oppvarmede kjølevann avføres over ledningen 28. Det avkjølte flytende medium samler seg i samlerommet 29 og uttrekkes over ledningen 30 og blir videre opparbeidet som f.eks. filtrert, sentrifugert eller liknende. After the reaction, the liquid medium leaves the reactor via the line 6 to the reducing valve part 8. The quantity flow of the liquid medium is regulated depending on the liquid level in the reactor 1. During the steam expansion, the treated liquid medium is frozen in its reaction equilibrium position and a according to the reduced press a corresponding temperature. The gas-liquid-solids mixture formed after the expansion valve flows into a cyclonically formed vapor chamber 9. The cooled liquid with the solid particles collects in the bag 10. The separation of solids-containing liquid and vapor does not have to be complete, the liquid droplets that may have been entrained are returned the reactor. The vapors flow through the chimney pipe 11, which is covered by a drip cap 12, into the condensation column 13, which contains distributor bottoms 14 and strainer bottoms 15. The rising steam flows countercurrently to it over the line 16 by means of the dosing pump 17 at the top of the condensation column 13 supplied liquid medium to be heated, and emits its enthalpy of condensation to this. The liquid medium heated to a higher temperature level flows after passing the condensation column 13 over the bottom 18 in the sump container 19 and is fed from there by means of the dosing pump 20 into the line 3, which leads to the high-temperature reactor. The condensation column 13 has a similar degassing device 41 for non-condensable gases as in the reactor. The cooled liquid which has accumulated in the bag 10 is now supplied via line 21 to the next degassing stage, preferably after passing through the last degassing stage added in the final cooling stage 22. The bag 10 is dimensioned so that the sedimentation process is suppressed. The level in the bag 10 is regulated by withdrawal through the feed pump. In the final cooling stage 22, the steam formed after the reduction valve 23, which flows in the condensation columns, is condensed by counter-flowing cooling water, which is supplied via line 25 to the top of the condensation column. The chimney pipe 26 is led through a bottom 27 in the final cooling stage. The heated cooling water is discharged over the line 28. The cooled liquid medium collects in the collecting chamber 29 and is drawn out over the line 30 and is further worked up as e.g. filtered, centrifuged or similar.
I fig. 2 vises et varmevekslertrinn ved hvilket kondensasjonskolonnen 13 og det syklonartede dannede damprom 9 ikke danner en byggmessig enhet, men er kun forbundet med hverandre med et damprør 31. Det fra et varmevekslertrinn på nesthøyeste temperaturnivå over ledningen 42 i damprommet 9 innmatede flytende medium utvider seg ved damputvikling. Det avkjølte flytende medium når i sekken 32. 1 sekken 32 befinner seg et indre rør i hvilket er neddykket en omrører 33, hvilket bevirker en tvangs- sirkulasjon av det på lavere temperaturnivå avkjølte flytende medium. Fra det sirkulerende medium blir ved høy turbulens uttatt uttagningsstrømmen over ledningen 43 og avledet til et trinn på nest laveste temperaturnivå. På grunn av tvangssirkula-sjonen blir spesielt uttak av suspensjoner med betydelig sedi-mentas jonshastighet muliggjort. Den fra damprommet 9 utstrøm-mende damp ledes gjennom ledningen 31 til samlerommet 34 i konden-sas jonskolonnen 13. Samlerommet oppviser et indre rør 35, i hvis undre ende munner dampledningen 31. Herved bevirkes videre en sirkulasjon av sumpen som forefinnes i samlerommet 34. Kondensasjonskolonnen inneholder på skrå nedover hellende ledeplater 36, over hvilke det flytende medium, i dette tilfelle suspensjonen, strømmer, hvilken tilføres toppen av kondensasjonskolonnen 13 over ledningen 37. Ved denne utførelse av platene i kondensasjonskolonnen unngås dannelse av avleiringer, da eventuell ut-felte substanser på ledeplatene 36 avvaskes av det nedover strøm-mende flytende medium. Kondensasjonskolonnen 13 har likeledes i toppområdet fortrinnsvis en avgasningsinnretning 38. Det opphetede flytende medium (suspensjon) uttas fra samlerommet 34 mellom veggen av samlerommet og veggen av det indre rør over ledningen 39 og tilføres en doseringsgruppe 40, hvilken står i forbindelse med enten varmevekslertrinnene på nest høyeste temperaturnivå eller høytemperaturreaktoren. In fig. 2 shows a heat exchanger stage in which the condensation column 13 and the cyclonic formed steam chamber 9 do not form a structural unit, but are only connected to each other by a steam pipe 31. The liquid medium fed from a heat exchanger stage at the second highest temperature level above the line 42 into the steam chamber 9 expands by steam generation. The cooled liquid medium reaches the bag 32. In the bag 32 there is an inner tube in which a stirrer 33 is immersed, which causes a forced circulation of the liquid medium cooled at a lower temperature level. In the case of high turbulence, the extraction flow is taken from the circulating medium via line 43 and diverted to a stage at the second lowest temperature level. Because of the forced circulation, extraction of suspensions with a significant sediment ion rate is made possible in particular. The steam flowing out of the steam chamber 9 is led through the line 31 to the collecting chamber 34 in the condensation column 13. The collecting chamber has an inner pipe 35, at the lower end of which the steam line 31 opens. This also causes a circulation of the sump which is present in the collecting chamber 34. The condensation column contains obliquely downward sloping guide plates 36, over which the liquid medium, in this case the suspension, flows, which is supplied to the top of the condensation column 13 via the line 37. With this design of the plates in the condensation column, the formation of deposits is avoided, as any precipitated substances on the guide plates 36 is washed away by the downward flowing liquid medium. The condensation column 13 also preferably has a degassing device 38 in the top area. The heated liquid medium (suspension) is withdrawn from the collection space 34 between the wall of the collection space and the wall of the inner tube above the line 39 and is supplied to a dosing group 40, which is in connection with either the heat exchanger stages on the nest highest temperature level or the high temperature reactor.
Det er for en fagmann selvforståelig at det i tilførsels-ledningene og eventuelt i avledningsledningene i anordningen i henhold til oppfinnelsen kan forsynes med for-reguleringsanord-ninger, spesielt væskenivåreguleringsanordninger, tjenende gren-og/eller shuntledninger. It is self-evident to a person skilled in the art that in the supply lines and possibly in the discharge lines in the device according to the invention, pre-regulation devices, especially liquid level control devices, serving branch and/or shunt lines can be provided.
Anordningen lar seg på en enkel måte reguleringsteknisk beherske slik at det muliggjøres en kontinuerlig arbeidsmåte med forholdsvis lite utstyr og høy rom-tid-utbytte. På grunn av at bevegelige deler mangler (unntatt doseringspumpen) må det ikke stilles høye krav på mekaniske egenskaper av de anvendte materialer. Det er derfor mulig å utvelge materialer som er optimalt tilpasset reaksjonsbetingelsene, spesielt korrosive angrep av mediet. The device can be mastered in a simple way in terms of control technology so that a continuous working method is possible with relatively little equipment and a high space-time yield. Due to the lack of moving parts (except the dosing pump), high demands must not be made on the mechanical properties of the materials used. It is therefore possible to select materials that are optimally adapted to the reaction conditions, especially corrosive attack by the medium.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen inneholder ingen varmevekslerflater. Varme- og stoffutvekslingsforløpene avløper umiddelbart over faségrenseflåtene. Anordningen gir store' fase- grensflater. Kombinert med en god avgassing av alle apparater oppnås på tross av anvendelse av materialer som har dårlig varmeledningskoeffisient, udmerkede varmeoverføringsbetingelser, noe som tillater en meget kompakt byggemåte. The device according to the invention contains no heat exchanger surfaces. The heat and substance exchange processes flow immediately over the phase boundary vessels. The device provides large phase interface surfaces. Combined with a good degassing of all appliances, excellent heat transfer conditions are achieved, despite the use of materials that have a poor heat conduction coefficient, which allows for a very compact construction method.
Da varmevekslerflater mangler, tillater anordningen i henhold til oppfinnelsen kontinuerlig behandling av oppløsninger som inneholder i stort omfang stoffer som danner avleiringer. Since heat exchanger surfaces are missing, the device according to the invention allows continuous treatment of solutions that contain a large amount of substances that form deposits.
Et vanskelig og ofte forekommende stoff som danner avleiringer er f.eks. kalsiumsulfat. A difficult and frequently occurring substance that forms deposits is e.g. calcium sulfate.
For fagmannen er det selvfdrståélig at anordningen i henhold til oppfinnelsen kan anvendes spesielt fordelaktig for behandlingen av meget store volumstrømmer, da enkelte deler av anlegget er innført i andre stortekniske prosesser ved andre betingelser og da i bgifor seg en' liten andel av måle- og reguleringsteknikk avtar med stigende størrelse av apparatene. For the person skilled in the art, it is self-evident that the device according to the invention can be used particularly advantageously for the treatment of very large volume flows, as certain parts of the plant are introduced in other large-scale technical processes under other conditions and therefore in general a small proportion of measurement and regulation technology decreases with increasing size of the devices.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782850104 DE2850104A1 (en) | 1978-11-18 | 1978-11-18 | METHOD FOR DIRECTLY WARMING A LIQUID MEDIUM USING THE CONDENSATION HEAT, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO793653L true NO793653L (en) | 1980-05-20 |
Family
ID=6055028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO793653A NO793653L (en) | 1978-11-18 | 1979-11-12 | PROCEDURE FOR DIRECT HEATING OF Aqueous MEDIUM |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE880084A (en) |
DE (1) | DE2850104A1 (en) |
FR (1) | FR2441817A1 (en) |
NL (1) | NL7908431A (en) |
NO (1) | NO793653L (en) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE8502807D0 (en) * | 1985-06-06 | 1985-06-06 | Ahlstroem Foeretagen | SET AND DEVICE DISABLE DEVICE |
US7416172B2 (en) * | 2005-07-21 | 2008-08-26 | Liquid Solutions Llc | Submerged gas evaporators and reactors |
US8136797B2 (en) | 2007-01-19 | 2012-03-20 | Heartland Technology Partners, Llc | Cooling tower |
US7832714B2 (en) | 2007-01-19 | 2010-11-16 | Heartland Technology Partners Llc | Desalination system |
US8382075B2 (en) | 2007-01-19 | 2013-02-26 | Heartland Technology Partners, Llc | Air stripper |
US8425665B2 (en) | 2007-01-19 | 2013-04-23 | Heartland Technology Partners, Llc | Fluid scrubber |
US8790496B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-07-29 | Heartland Technology Partners Llc | Compact wastewater concentrator and pollutant scrubber |
US8741100B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-06-03 | Heartland Technology Partners Llc | Liquid concentrator |
US8679291B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-03-25 | Heartland Technology Partners Llc | Compact wastewater concentrator using waste heat |
US8801897B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-08-12 | Heartland Technology Partners Llc | Compact wastewater concentrator and contaminant scrubber |
US10005678B2 (en) | 2007-03-13 | 2018-06-26 | Heartland Technology Partners Llc | Method of cleaning a compact wastewater concentrator |
DE102008004106A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-09-10 | Babcock Borsig Service Gmbh | Saltwater desalination process and plant using MSF desalinization units with an improved linoleum run system |
JP5903272B2 (en) | 2009-02-12 | 2016-04-13 | ハートランド テクノロジー パートナーズ リミティッド ライアビリティ カンパニーHeartland Technology Partners Llc | Compact waste water concentrator using waste heat |
WO2012100074A2 (en) | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Heartland Technology Partners Llc | Condensation plume mitigation system for exhaust stacks |
US9296624B2 (en) | 2011-10-11 | 2016-03-29 | Heartland Technology Partners Llc | Portable compact wastewater concentrator |
US8808497B2 (en) | 2012-03-23 | 2014-08-19 | Heartland Technology Partners Llc | Fluid evaporator for an open fluid reservoir |
US8741101B2 (en) | 2012-07-13 | 2014-06-03 | Heartland Technology Partners Llc | Liquid concentrator |
US8585869B1 (en) | 2013-02-07 | 2013-11-19 | Heartland Technology Partners Llc | Multi-stage wastewater treatment system |
US9199861B2 (en) | 2013-02-07 | 2015-12-01 | Heartland Technology Partners Llc | Wastewater processing systems for power plants and other industrial sources |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2417131A (en) * | 1944-12-05 | 1947-03-11 | Seagram & Sons Inc | Distillation of polyhydric concentrate with cooling of solid residue |
FR1497932A (en) * | 1965-10-28 | 1967-10-13 | Hoechst Ag | Method and apparatus for recovering heat from product flowing from the saponifier in alken oxide manufacturing plants |
DE2343463A1 (en) * | 1973-08-29 | 1975-03-13 | Ver Kesselwerke Ag | Pure distallate from contaminated feeds - by multi stage flash evaporation with interstage heating |
-
1978
- 1978-11-18 DE DE19782850104 patent/DE2850104A1/en active Pending
-
1979
- 1979-11-12 NO NO793653A patent/NO793653L/en unknown
- 1979-11-16 BE BE0/198148A patent/BE880084A/en unknown
- 1979-11-16 FR FR7928280A patent/FR2441817A1/en not_active Withdrawn
- 1979-11-19 NL NL7908431A patent/NL7908431A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE880084A (en) | 1980-03-17 |
DE2850104A1 (en) | 1980-05-22 |
NL7908431A (en) | 1980-05-20 |
FR2441817A1 (en) | 1980-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO793653L (en) | PROCEDURE FOR DIRECT HEATING OF Aqueous MEDIUM | |
US4119485A (en) | Heat exchangers and evaporators | |
US5772850A (en) | Apparatus for vapor compression distillation | |
US3925148A (en) | Heat exchangers & evaporators | |
US5645694A (en) | Process and apparatus for vapor compression distillation | |
US3245883A (en) | Closed circuit distillant feed with indirect heat exchange condensation | |
US3410796A (en) | Process for treatment of saline waters | |
US4150958A (en) | Treatment of waste liquor | |
CN107188199A (en) | It is a kind of that ammonium sulfate, the Processes and apparatus of sodium sulphate are reclaimed from waste water | |
CN109836006A (en) | A kind of brine waste efficient concentration crystallization apparatus and technique | |
US3442769A (en) | Method and apparatus for heating and distilling saline water using heated pebbles | |
CN201587871U (en) | Multi-stage vacuum distillation sea water desalinating device | |
US4213830A (en) | Method for the transfer of heat | |
US4188195A (en) | Treatment of waste liquor | |
CN105110396B (en) | Method and device for continuously separating low-boiling point substances in wastewater produced by extraction of natural gas and shale gas | |
US3925149A (en) | Heat exchangers & evaporators | |
CN106145487A (en) | A kind of technique processing rare-earth trade high-concentration ammonia nitrogenous wastewater reuse | |
US3258060A (en) | Method and apparatus for descaling an evaporator effect | |
PL81608B1 (en) | Seal water desalination apparatus seal water desalination apparatus[au5641873a] | |
JPH03146408A (en) | Method and device for concentrating liquid containing sulfuric acid and water | |
US3418214A (en) | Integral make-up deaerator for flash evaporator | |
NO124790B (en) | ||
US4124438A (en) | Method of and apparatus for improving the heat exchange in natural-circulation and flow-through evaporators | |
US3476655A (en) | Descaling of saline water and distillation | |
US4364794A (en) | Liquid concentration apparatus |