WO1995015203A1 - Flüssigkeitsverteiler zur gleichmässigen abgabe von flüssigkeiten an offenporige, bahnförmige materialien - Google Patents

Flüssigkeitsverteiler zur gleichmässigen abgabe von flüssigkeiten an offenporige, bahnförmige materialien Download PDF

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WO1995015203A1 PCT/EP1994/003982 EP9403982W WO9515203A1 WO 1995015203 A1 WO1995015203 A1 WO 1995015203A1 EP 9403982 W EP9403982 W EP 9403982W WO 9515203 A1 WO9515203 A1 WO 9515203A1
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Thomas Baumgartner
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KÖSSINGER, Franz
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    • 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
    • B01D3/008—Liquid distribution
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination

Definitions

  • Liquid distributor for the uniform delivery of liquids to open-pore, railway-like materials
  • the invention relates to a liquid distributor for the uniform delivery of, in particular, small amounts of liquid to large-area, liquid-wetted surfaces of absorbent and open-pore, web-like materials, which comprises supply channels for the liquid to be distributed with openings on their surfaces.
  • a liquid distributor for mass transfer columns which comprises supply channels for the liquid to be supplied and to be distributed.
  • the liquid is sucked out of the supply channels through the absorbent, open-pore body or pressed through it and drips freely from the body on the outside of the channels and can in this way be uniformly distributed over the surface of a mass transfer column.
  • DE 30 10 208 A1 discloses a process for obtaining industrial water from sea water, in which the sea water is dripped onto a nonwoven or fabric material and evaporated therefrom on sloping downward inclined paths, the water vapor formed then is condensed to process water at a condenser heat exchanger.
  • the sea water is sprayed from a spray tube which is arranged above the nonwoven web onto this nonwoven web, which rests on a heat exchanger as contact surfaces.
  • DE 40 08 066 AI relates to a device for obtaining a treated liquid in the form of a condensate, for. B. * Sea water condenser, in which the liquid can flow down over open-pored and partly absorbent materials while evaporating part of the water. However, the liquid to be evaporated is supplied via channels open at the top and flows in via holes arranged in the channel bottom
  • SPARE BLADE (RULE 26) the open-pore and partially absorbent materials, which are arranged like curtains.
  • US-A-4 094 790 relates to a liquid distributor, but which is a filter cartridge consisting of a mesh fabric attached to a passageway tube which acts as a filter.
  • a filter cartridge consisting of a mesh fabric attached to a passageway tube which acts as a filter.
  • no web-like flow or wetting surfaces are supplied for the liquid to be treated, but rather granular materials, such as resins, are to be retained in the bed of a column or a liquid is fed to such a bed with granular material in a uniformly distributed manner.
  • the object of the invention is therefore a liquid distributor which enables a uniform delivery of, in particular, small quantities of liquid to large surfaces of absorbent and open-pore, web-shaped materials to be wetted with liquid, in particular to nonwoven or fabric webs used in water desalination plants which water should be evaporated.
  • the liquid distributor according to the invention in which the web-shaped material is present on the openings of the supply channels as a cover or partial covering, which at least the outlet openings of the supply guide channels under liquid sealing and build up an excess pressure of the liquid in the supply channels covered and closed.
  • the open-pore, web-shaped cover or partial covering results in an overpressure of the liquid in the supply channels of 100 to 1000 Pa during operation.
  • the cover or partial covering made of the open-pore, web-shaped material is held on the feed channels by means of a clamping cap.
  • Fig. 2; Fig. 4 is a plan view of a feed channel in the form of a
  • Fig. 5 is a sectional view of a cladding tube
  • FIG. 6 is a sectional view corresponding to FIG. 5 with held between the cladding tube and the feed channel
  • Nonwoven web is a side view of a liquid distributor integrated in a heat exchanger plate;
  • Fig. 8 is a sectional view taken along section line A-B of
  • Fig. 1 the essential part of an evaporator z. B. a seawater desalination plant partially shown. It encompasses the supply channels 1, which are provided by a distribution system 7 be fed for the liquid to be supplied. Over the feed channels 1, sheets of open-pore material 4 are placed and run downwards, where they are tensioned by brackets 8.
  • brine is supplied to these material webs from the feed channels 1 via openings (not shown in FIG. 1) for the sake of clarity, as will be explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 4.
  • Air is passed between the webs, which absorbs and carries away water vapor from the warmed and evaporating brine that trickles down the material webs 4. This water vapor is condensed to domestic water on a condenser heat exchanger (not shown in FIG. 1).
  • FIG. 2 shows a top view of the liquid distributor.
  • the material webs 4 are placed on the individual feed channels 1.
  • the arrangement shown in top view in FIG. 2 is shown in FIG. 3 in a side section along the section line A-B.
  • the material web, for. B. the fleece 4 depending on both sides and thus forms a cover and a partial covering 5 for the openings 2 in the feed channel in the form of a slot.
  • a clamping cap 6 in the form of a cladding tube is arranged above the feed channel 1 and the material web 4 in the form of the fleece to hold and fasten the fleece. as shown in more detail in FIG. 5.
  • FIG. 6 shows the feed channel 1 in the form of a distributor tube with a nonwoven web 4 placed thereon and a cladding tube 6 pushed on.
  • FIG. 7 and 8 show a liquid distributor which is integrated in a heat exchanger plate.
  • This heat exchanger plate consists of a web double plate 9, the highest channel 10 of the web double plate 9 being the supply channel for Is liquid that is dispensed through the openings 2 upwards.
  • the liquid supply line is designated by 11.
  • the nonwoven web 4, which is held on the web double plate 9 by means of the U-shaped clamping cap 6, is located above the top of the double web plate 9.
  • the materials used for the web-shaped material in the specified applications can be nonwoven or woven webs of a large number of substances, for example B. from jute, other textile materials, glass fibers, plastic fibers or threads.
  • plastics such as polypropylene are advantageously used.
  • the previously specified overpressure of the liquid in the feed channels (1) of 100 to 1000 Pa can be regulated by simple measures. It depends both on the pump power of the pump used for feeding the liquid and on the resistance which is thereby opposed to the passage of liquid by the web-like material.
  • the easiest way to control this overpressure is to adjust or change the pump output accordingly. It is thus possible, for example, to measure the overpressure continuously and to change the pump output continuously if the passage resistance of the liquid through the web-like material changes over time during operation, for example due to larger deposits in the web-like material above the outlet openings should be.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverteiler für die gleichmäßige Abgabe von insbesondere kleinen Flüssigkeitsmengen an großflächige, mit Flüssigkeit zu benetzende Flächen von saugfähigen und offenporigen, bahnförmigen Materialien (4), welcher Zuführungskanäle (1) für die zu verteilende Flüssigkeit mit Öffnungen (2) auf ihren Oberflächen umfaßt. Bei dem Flüssigkeitsverteiler ist das bahnförmige Material (4) auf den Öffnungen der Zuführungskanäle (1) als Abdeckung oder Teil-Umhüllung (5) vorhanden, die wenigstens die Austrittsöffnungen (2) der Zuführungskanäle (1) unter Flüssigkeitsabdichtung und Aufbau eines Überdruckes der Flüssigkeit in den Zuführungskanälen (1) bedeckt und verschließt.

Description

Flüssigkeitsverteiler zur gleichmäßigen Abgabe von Flüssig¬ keiten an offenporige, bah-nföπnige Materialien
^ GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverteiler für die gleichmäßige Abgabe von insbesondere kleinen Flüssigkeitsmengen an großflächige, mit Flüssigkeit zu benetzende Flächen von saugfähigen und offenporigen, bahnförmigen Materialien, welcher Zuführungskanäle für die zu verteilende Flüssigkeit mit Öffnungen auf ihren Oberflächen umfaßt. STAND DER TECHNIK
Aus der DE 33 46 857 AI ist ein Flüssigkeitsverteiler für Stoff¬ austauschkolonnen bekannt, welcher Zuführungskanäle für die zu¬ zuführende und zu verteilende Flüssigkeit umfaßt. Die Flüssig¬ keit wird aus den Zuführungskanälen durch den saugfähigen, offenporigen Körper angesaugt oder durch diesen durchgepreßt und tropft von dem Körper an der Außenseite der Kanäle frei ab und kann auf diese Weise über der Oberfläche einer Stoffaustausch- kolonne gleichmäßig verteilt werden.
Weiter ist aus der DE 30 10 208 AI ein Verfahren zur Gewinnung von Brauchwasser aus Meerwasser bekannt, bei welchem das Meer¬ wasser auf schräg nach unten geneigten Bahnen auf ein Vlies¬ oder Gewebematerial aufgetropft und hieraus verdunstet wird, wo¬ bei dann der gebildete Wasserdampf an einem Kondensator-Wärme¬ tauscher zu Brauchwasser kondensiert wird. Bei diesem Verfahren wird das Meerwasser aus einem Sprührohr, das oberhalb der Vlies¬ bahn angeordnet ist, auf diese Vliesbahn, welche auf einem Wärmetauscher als Auflageflächen aufliegt, aufgesprüht.
Die DE 40 08 066 AI betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung einer aufbereiteten Flüssigkeit in Form eines Kondensates, z. B. * Meerwasserkondensa , bei welcher die Flüssigkeit über offen¬ porige und zum Teil saugfähige Materialien unter Verdampfen eines Teiles des Wassers nach unten fließen kann. Die zu ver¬ dampfende Flüssigkeit wird jedoch über nach oben offene Kanäle zugeführt und strömt über im Kanalboden angeordnete Löcher zu
ERSATZBLAΓT (REGEL 26) den offenporigen und zum Teil saugfähigen Materialien, die- vor¬ hangartig angeordnet sind.
Die US-A-4 094 790 betrifft einen Flüssigkeitsverteiler, bei welchem es sich jedoch um eine Filterpatrone handelt, die aus einem um ein mit Durchtritten versehenes Rohr angebrachtes Gittergewebe, das als Filter wirkt, besteht. Hierbei werden jedoch keine bahnförmigen Strömungs- oder Benetzungsflachen für die zu behandelnde Flüssigkeit versorgt, sondern es sollen granulatför ige Materialien, wie Harze, in dem Bett einer Kolonne zurückgehalten werden oder eine Flüssigkeit einem solchen Bett mit granulatförmigem Material gleichförmig verteilt zugeführt werden.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Bei Meerwasser-Entsalzungsanlagen hat es sich nun heraus¬ gestellt, daß eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über einer breiteren Vlies- oder Gewebebahn schwierig zu er¬ reichen ist, insbesondere, wenn ein solches vorbekanntes Sprüh¬ rohr nicht absolut waagerecht ausgerichtet ist. Eine solche weitgehend waagerechte Ausrichtung ist jedoch bei mobilen An¬ lagen nicht immer leicht zu erreichen oder für längere Zeit¬ spannen aufrecht zu erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Flüssigkeitsverteiler, der eine gleichmäßige Abgabe von insbesondere kleinen Flüssigkeits¬ mengen an großflächige, mit Flüssigkeit zu benetzende Ober¬ flächen von saugfähigen und offenporigen, bahnförmigen Materia¬ lien ermöglicht, insbesondere an in Wasserentεalzungsanlagen eingesetzte Vlies- oder Gewebebahnen, aus denen Wasser ver¬ dunstet werden soll.
ERFINGUNGSGEMÄSSE LÖSUNG
Zur Lösung dieser Aufgabe dient der erfindungsgemäße Flüssig¬ keitsverteiler, bei welchem das bahnförmige Material auf den Öffnungen der Zuführungskanäle als Abdeckung oder Teil-Umhüllung vorhanden ist, die wenigstens die Austrittsöffnungen der Zu- führungskanäle unter Flüssigkeitsabdichtung und Aufbau eines Überdruckes der Flüssigkeit in den Zuführungskanälen bedeckt und verschließt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ergibt die offenporige, bahnförmige Abdeckung oder Teil-Umhüllung im Betrieb einen Überdruck der Flüssigkeit in den Zuführungskanälen von 100 bis 1000 Pa.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Abdeckung oder Teil-Umhüllung aus dem offenporigen, bahnförmigen Material auf den Zuführungskanälen mittels einer Klemmkappe ge¬ halten.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der Zeichnung sind: Fig. 1 eine Ansicht des Flüssigkeitsverteilers mit den zu be¬ netzenden, großflächigen, bahnförmigen Materialien; Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Flüssigkeitsverteiler; Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Schnittlinie A-B von
Fig. 2; Fig. 4 eine Aufsicht auf einen Zuführungskanal in Form eines
Verteilerrohres; Fig. 5 eine Schnittansicht einer als Hüllrohr ausgebildeten
Klemmkappe; Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Schnittansicht mit zwischen Hüllrohr und Zuführungskanal gehaltener
Vliesbahn; Fig. 7 eine Seitenansicht eines Flüssigkeitsverteilers, der in eine Wärmetauscherplatte integriert ist; Fig. 8 eine Schnittansicht längs der Schnittlinie A-B von
Fig. 7.
In der Fig. 1 ist der wesentliche Teil eines Verdunsters z. B. einer Meerwasserentsalzungsanlage teilweise dargestellt. Er um¬ faßt die Zuführungskanäle 1, welche von einem Verteilersystem 7 für zuzuführende Flüssigkeit gespeist werden. Über den Zu¬ führungskanälen 1 sind Bahnen aus offenporigem Material 4 auf¬ gelegt und verlaufen nach unten, wo sie von Halterungen 8 gespannt werden. Zu diesen Materialbahnen 4 wird im Fall einer Meerwasserentsalzung Sole aus den Zuführungskanälen 1 über in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte Öffnungen zugeführt, wie im folgenden mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 näher erläutert wird. Zwischen den Bahnen wird Luft durchgeleitet, die Wasserdampf aus der aufgewärmten und verdunstenden, die Materialbahnen 4 herabsickernden Sole aufnimmt und wegführt. Dieser Wasserdampf wird an einem (in der Fig. 1 nicht gezeigten) Kondensator-Wärmetauscher zu Brauchwasser kondensiert.
Die Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf den Flüssigkeitsverteiler. Auf den einzelnen Zuführungskanälen 1 sind die Materialbahnen 4 aufgelegt. In den Zuführungskanälen befinden sich an deren Ober¬ seiten die mit 2 bezeichneten Öffnungen in Form von Längs¬ schlitzen. Die in Fig. 2 in Aufsicht gezeigte Anordnung ist in Fig. 3 im Seitenschnitt längs der Schnittlinie A-B gezeigt. Über den Zuführungskanal 1 ist in Fig. 3 die Materialbahn, z. B. das Vlies 4,beidseitig herabhängend geführt und bildet so eine Abdeckung und eine Teil-Umhüllung 5 für die in dem Zuführungs¬ kanal vorhandenen Öffnungen 2 in Form eines Schlitzes. Über dem Zuführungskanal 1 und der darüberliegenden Material¬ bahn 4 in Form des Vlieses ist zum Halten und Befestigen des Vlieses eine Klemmkappe 6 in Form eines Hüllrohres angeordnet, wobei dieses Hüllrohr an der Unterseite nicht geschlossen ist, um einen Durchtritt für die Vliesbahnen zu ermöglichen, wie in den Fig. 5 näher gezeigt ist.
In der Fig. 6 ist der Zuführungskanal 1 in Form eines Verteiler¬ rohres mit darübergelegter Vliesbahn 4 und aufgeschobenem Hüll¬ rohr 6 gezeigt.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Flüssigkeitsverteiler, welcher in eine Wärmetauscherplatte integriert ist. Diese Wärmetauscher¬ platte besteht aus einer Stegdoppelplatte 9, wobei der höchst¬ liegende Kanal 10 der Stegdoppelplatte 9 der Zuführungskanal für Flüssigkeit ist, die über die Öffnungen 2 nach oben abgegeben wird. Mit 11 ist die Flüssigkeitszuleitung bezeichnet. Über der Oberseite der Stegdoppelplatte 9 befindet sich die Vliesbahn 4, welche auf der Stegdoppelplatte 9 mittels der U-förmigen Klemmkappe 6 gehalten wird. Bei dieser Ausgestaltung ist nicht nur ein Wärme- und Stoffaustausch zwischen Flüssigkeit und Gasstrom möglich, sondern auch gleichzeitig eine Zu- und Abfuhr von Wärme, so daß Anwendungen wie isotherme Lufttrocknung mit flüssigen Sorbentien wie Calciumchlorid- oder Lithiumchlorid¬ lösungen oder die Regeneration solcher Sorbentien möglich wird.
Die bei den angegebenen Anwendungen verwendeten Materialien für das bahnförmige Material können Vlies- oder Gewebebahnen aus einer Vielzahl von Stoffen sein, z. B. aus Jute, anderen Textil- materialien, Glasfasern, Kunststofffasern oder -fäden.
Als Konstruktionsmaterialien für die anderen Bauteile des Flüssigkeitsverteilers wie auch der weiteren Bauteile z. B. einer Entsalzungsanlage werden vorteilhafterweise Kunststoffe wie Polypropylen verwendet.
Der zuvor angegebene Überdruck der Flüssigkeit in den Zuführungεkanälen (1) von 100 bis 1000 Pa kann durch einfache Maßnahmen eingeregelt werden. Er hängt sowohl von der Pumpen¬ leistung der für die Einspeisung der Flüssigkeit verwendeten Pumpe als auch dem Widerstand ab, der durch das bahnförmige Material dem Durchtritt von Flüssigkeit hierdurch entgegen¬ gesetzt wird. Am einfachsten läßt sich dieser Überdruck durch entsprechende Einstellung bzw. Veränderung der Pumpenleistung steuern. So ist es beispielsweise möglich, den Überdruck fort¬ laufend zu messen und die Pumpenleistung fortlaufend zu verändern, falls sich der Durchtrittswiderstand der Flüssigkeit durch das bahnförmige Material im Lauf der Zeit während des Betriebes ändern sollte, beispielsweise durch Ablagerungen im bahnförmigen Material über den Austrittsöffnungen größer werden sollte.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Flüssigkeitsverteiler für die gleichmäßige Abgabe von ins¬ besondere kleinen Flüssigkeitsmengen an großflächige, mit Flüssigkeit zu benetzende Flächen von saugfähigen und offenporigen, bahnförmigen Materialien (4), umfassend Zu¬ führungskanäle (1) für die zu verteilende Flüssigkeit mit Öffnungen (2) auf ihren Oberflächen (3), wobei das bahn¬ förmige Material (4) auf den Öffnungen (2) der Zuführungs¬ kanäle (1) als Abdeckung oder Teil-Umhüllung (5) vorhanden ist, die wenigstens die Austrittsöffnungen (2) der Zu¬ führungskanäle (1) unter Flüssigkeitsabdichtung und Aufbau eines Überdruckes der Flüssigkeit in den Zuführungskanälen (1) bedeckt und verschließt.
Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die saugfähigen, bahnförmigen Materialien (4) Vlies- oder
Gewebebahnen für Wasserentsalzungsanlagen sind.
Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine offenporige Abdeckung oder Teil-Umhüllung (5) aufweist, die den Aufbau eines Überdruckes der Flüssigkeit in den Zuführungskanälen (1) von 100 bis 1000 Pa ergibt.
Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung oder Teil-Umhüllung (5) auf den Zuführungs¬ kanälen (1) mittels eines Klemmkappe (6) gehalten wird.
PCT/EP1994/003982 1993-11-30 1994-11-30 Flüssigkeitsverteiler zur gleichmässigen abgabe von flüssigkeiten an offenporige, bahnförmige materialien WO1995015203A1 (de)

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