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Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen und Destillieren.
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geschlagenem Dampf und nicht niederschlagbaren Gasen, beispielsweise Luft, die stets im oder beim Dampf zugegen sind, zusammengesetzt ist. Obwohl, wie es sich aus der angeführten Formel ergibt, der Koeffizient des Dampfhäutehens von Einfluss auf den allgemeinen Verhältniswert des W rmeüberganges zwischen der Dampfseite und der Flüssigkeitsseite der Rohre ist, wird doch bei der üblichen Anwendung von Rohren grossen Durchmessers und geringer Geschwindigkeit des Flüssigkeitsdurchflusses der Wider-
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Dampfhäutchens gegen den Wärmedurchgang von wesentlichem Einfluss.
Infolgedessen wird nicht nur der Koeffizient des Flüssigkeitshäutchens durch die Anwendung einer hohen Durchflussgesehwin- digkeit der Flüssigkeit durch die Rohre erhöht, sondern auch der Koeffizient des Dampfhäutehens dadurch gesteigert, dass das anhaftende Häutchen von nicht niedersehlagbaren Gasen und niedergeschlagenem Dampf auf der Aussenseite der Rohre verringert wird.
Zweck der Erfindung ist eine Vervollkommnung des Verfahrens und der Vorrichtung zum Verdampfen oder Destillieren.
Weiter bezweckt die Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen der
Koeffizient des Flüssigkeitshäutchens wesentlich gehoben ist, um so den Verhältniswert des Wärmeaustausches vom Heizmittel auf die behandelte Flüssigkeit zu steigern.
Eine weitere Aufgabe ist, die Vorrichtung und das Verfahren so auszubilden, dass der Häutchen- koeffizient des Heizmittels, falls gewünscht oder notfalls, noch weiter gehoben werden kann, um den Verhältniswert der Wärmeübertragung zu steigern.
Sodann will die Erfindung die Bildung von Kesselstein vermindern, wenn Flüssigkeiten verdampft werden, die zur Bildung von Kesselstein beim Erhitzen neigen.
Ferner bezweckt die Erfindung eine Verringerung der Schaumbildung beim Verdampfen von Flüssigkeiten, die zum Schäumen neigen.
Endlich will die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung schaffen, die eine Verminderung der Heizfläche gestatten, ohne dass der Verhältniswert der Verdampfung herabgesetzt, dieser vielmehr tatsächlich gesteigert wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht ; es sind : Fig. 1 Seitenansicht und Teilschnitt eines Verdampfers, Fig. 2 vergrösserter Querschnitt gemäss der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 vergrösserter Längsschnitt des Oberteiles des Erhitzers mit lotrechten Rohren gemäss der Linie 3-3 der Fig. 2.
Bei dem verbesserten Verfahren der Erfindung wird die behandelte Flüssigkeit kraftschlüssig mit einer hohen Eintritts-oder Anfangsgeschwindigkeit durch Heizrohre von verhältnismässig grosser Länge und kleinem Durchmesser hineingetrieben. Vermehrt unter der Wirkung der durch die Rohre auf sie eingeleiteten Hitze wird die Geschwindigkeit der behandelten Flüssigkeit sehr hoch, der Koeffizient des Flüssigkeitshäutchens steigt und die Hitze wird der Flüssigkeit schnell zugeführt. Die behandelte Flüssigkeit wird aus den Rohren in die Verdampfungskammer ausgestossen oder ausgeworfen.
Da sich die Geschwindigkeit erhöht, je mehr sich die Flüssigkeit den Austrittsenden der Rohre nähert, steigen der Koeffizient des Flüssigkeitshäutehens und der Verhältniswert des Wärmeüberganges in der Richtung des Austrittes.. Um die Verdampfung noch weiter zu beschleunigen, wenn ein Heizmittel wie Dampf angewandt wird, kann das Heizmittel an der Aussenseite der Heizrohre im Gegenstrom zur Richtung der behandelten Flüssigkeit fliessen, wodurch der niedergeschlagene Dampf und die nicht niederschlagbaren Gase von den Rohren entfernt werden ; dadurch wird das Häutchen vermindert und der Häutehen- koeffizient auf der Heizseite der Rohre erhöht, namentlich in dem Bereich, wo'der Koeffizient des Flüssigkeitshäutchens am höchsten ist.
Das verbesserte Verfahren eignet sich besonders zur Behandlung zäher Flüssigkeiten oder solcher, die einen hohen Siedepunkt haben oder in denen feste Teile aufgelöst sind, beispielsweise Teer, schweres Petroleum, Fette und Schmieren, harzige Mischungen, kaustische Soda, Kalziumchlorid, Salzlösungen und verschiedene chemische Mischungen ; das Verfahren eignet sich ferner für die Anwendung eines Heizmittels von hoher Temperatur.
Der als Ausführungsbeispiel gezeichnete Verdampfer gemäss der Erfindung besitzt. einen im wesentlichen zylindrischen Metallkörper 5 als Verdampfungskammer. Dieser Körper hat einen Deckel 6 und einen Boden 7. Ein Dampfrohr 8 ist durch den Deckel 6 an die Verdampfungskammer angeschlossen.
Dieses Dampfrohr dient in der bei Verdampfern üblichen Weise entweder für den Abfluss des beim Verdampfen gebildeten Dampfes oder auch für die Herstellung eines etwa gewünschten Vakuums.
Die behandelte Flüssigkeit in der Verdampfungskmnmer wird durch den Erhitzer 9 geheizt. Dieser Erhitzer besteht im allgemeinen aus einem langen rohrartigen Teil oder einer Trommel 10 und einem verhältnismässig kurzen erweiterten zylindrischen Teil 11. Der rohrartige Teil 10 liegt unterhalb der Kammer 5 und ragt durch. den Boden 7 noch um eine gewisse Strecke in die Verdampfungskammer aufwärts hinein. Der Rohrteil M hat. einen ringförmigen Flansch 12, durch den der Erhitzer an den Verdampfungskörper in geeigneter Weise angeschlossen ist, beispielsweise durch Schrauben 13. Ein
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oder durch Schrauben od. dgl. befestigt ist.
Das untere Ende des Rohrteiles 10 hat einen ringförmigen Flansch 16, an den der obere Flansch 17 des erweiterten Teiles 11 durch Schrauben oder sonstwie angeschlossen ist. Das untere Ende des Teiles 11 besitzt einen Flansch-M, an dem eine vereinigte Bodenplatte und untere Bohrenplatte-M durch Schrauben oder sonstwie befestigt ist. Diese Bodenrohrplatte ist mit einem abwärts gerichteten ringförmigen Flansch 20 ausgerüstet, in den das später beschriebene Einlassrohr für die Flüssigkeit eingesetzt ist.
Eine Reihe langer Rohre 22, die an beiden Enden offen sind, erstreckt sich durch die Dampftrommel und die Öffnungen in den zwei Rohrplatten 15 und 19. Die Enden dieser Rohre sind gepresst, aufgeweitet oder auf andere Weise dicht in den Rohrplatten befestigt, so dass der unter Druck in die Trommel auf der Aussenseite der Rohre eingeleitete Dampf nicht entweichen kann. Der Erhitzer gleicht einem Wasserrohrkessel, bei dem sich die Flüssigkeit im Innern der Rohre und das Heizmittel aussen davon befinden.
Der Dampf wird in den Raum der Trommel um die Rohre herum durch den Dampfeinlass 23 geleitet, der durch ein Ventil 24 geregelt wird. Ein unzulässiger Druck kann durch ein Minderungsventil26 vermieden werden. Der erweiterte Teil 11 bildet eine Kammer für die Ansammlung und Abscheidung des Niederschlagwassers und der nicht niederschlagbaren Gaóe, welche gewöhnlich den Dampf begleiten. Der Niederschlag kann durch den mit einem Ventil versehenen Abzug 26 entfernt werden, der amBoden der Sammelkammer angeordnet ist, während die Gase durch den mit einem Ventil ausgerüsteten Gasabzug 27 an der Oberseite der Kammer entweiehen können.
Die Seitenwand des Teiles 11 kann aus ziemlich dünnem Metallblech gefertigt sein, so dass die Kammer gleichzeitig die Aufgabe eines Ausdehnungselementes ausübt.
In der Trommel ist ein Dampfablenker untergebracht, welcher den dampfstrom abwärts an den Rohren entlang leitet. Dieser Ablenker hat die Form eines Rohres 30, das in der Dampfkammer zwischen der inneren Wandung des Trommelteiles 10 und der Rohrgruppe liegt. Sein unteres Ende passt in den einwärts gerichteten Rand 31 des Flansches 16. Entweder durch den dichten Sitz oder auf andere Weise wird zwischen dem Ablenker und dem Rohr 10 ein Dampfraum mit geschlossenem Boden hergestellt.
Das obere Ende des Dampfablenkungsrohres 30 ist offen und befindet sich etwas unterhalb der oberen Rohrplatte 16. Der durch den Einlass 23 in den Erhitzer tretende Dampf strömt also in der Kammer nach oben, u. zw. ohne Berührung mit den Rohren bis zu ihren oberen Enden, fliesst dann abwärts innerhalb des Ablenkerrohres 30, u. zw. an den Rohren entlang und in Berührung mit diesen in umgekehrter Richtung zu dem Flüssigkeitsstrom in den Rohren ; schliesslich sammelt er sich als Niederschlag in dem Abschnitt 11.
Der Niederschlag kann durch den Abfluss 26 und die Gase können durch den Lüfter 27 abgelassen werden. Falls gewünscht, kann sich das untere Ende des Ablenkerrohres 30 noch unterhalb des Flansches 16 etwas erstrecken, um im oberen Teil des Abschnittes 11 einen Gasverschluss zu bilden.
Die zu behandelnde Flüssigkeit wird durch die mit einem Ventil ausgerüstete Leitung 32 in den Verdampfungskörper geleitet. Die Flüssigkeit wird aus dem Körper durch den Flüssigkeitsauslass 32 abgezogen, der zu einer Pumpe 34, beispielsweise einer Schleuderpumpe führt. Ein mit einem Ventil ausgerüstetes Rohr 35 schliesst sich an die Abflussseite der Pumpe 34 an, ist mit seinem oberen E1J. de dicht in den Flansch 20 der Bodenplatte 19 angepasst und daran befestigt, so dass die Pumpe unmittelbar und kraftschlüssig die abgezogene Flüssigkeit aufwärts in die unteren Enden der Heizröhren hineindrückt.
Ein ungefähr kegelförmiger Schirm 36 ist über den offenen Enden der Rohre 22 im Körper 5 angeordnet, um die heisse Flüssigkeit, die aus den Röhren beim Betriebe des Verdampfers ausgeworfen wird, zu zerteilen und zu zerstreuen. Die eingedickte Flüssigkeit oder andere durch die Verdampfung entstandenen Stoffe können durch den mit einem Ventil versehenen Auslass 37 in dem Rohr 35 abgelassen werden.
Die Heizrohre sind verhältnismässig lang und haben kleinen Durchmesser. Beispielsweise werden diese Rohre für gewöhnliche Verdampfungsvorgänge ungefähr 1-8-3-0 m (6-10 Fuss) lang gemacht, bei einem inneren Durchmesser von 19-25'4 mm (%-1 Zoll). Die Länge der Rohre vergrössert die Höhe des Verdampfungskörpers nicht wesentlich, da die grössere Länge der Rohre ausserhalb des
Körpers liegt.
Beim Betrieb des Verdampfers gemäss dem verbesserten Verfahren der Erfindung wird die Flüssigkeit, die aus dem Verdampfungskörper abgezogen wird, kraftschlüssig, unmittelbar aufwärts mit grosser
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der Dampf abwärts an der Aussenseite der Rohre entlang, u. zw. entgegengesetzt zu dem hindurchgehenden Flüssigkeitsstrom und in derselben Richtung, in welcher die Schwerkraft auf das Häutchen der Niederschläge und Gase, die an den Rohren haften, wirkt. Da der Dampf durch den Dampfablenker nach abwärts gerichtet ist, erzeugt der Niederschlag einen abwärts gerichteten Strom von Dampf, der an den Rohren mit verhältnismässig grosser Geschwindigkeit entlang streicht. Die Dampfgeschwindigkeit ist am oberen Ende der Heizrohre am grössten, also in derselben Gegend, wo die Geschwindigkeit der Flüssigkeit ebenfalls am grössten ist.
Infolgedessen ist der Koeffizient des pampfhäutrheus in dem-
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jenigen Bereich des Erhitzers am höchsten, wo der Koeffizient des Flüssigkeitshäutehens ebenfalls am grössten ist.
Die Eintrittsgeschwindigkeit der gepumpten Flüssigkeit am Fussende der Rohre kann beispielsweise ungefähr auf 1-5-2-1 m/sec (5-7 Fuss in der Sekunde) oder mehr gesteigert werden. Vergleichsweise ist die Eintrittsgeschwindigkeit bei natürlichem Flüssigkeitsumlauf wahrscheinlich weniger als 0-3-0-6 mlsee (1-2 Fuss in der Sekunde). Mit. dieser hohen Anfangsgeschwindigkeit erreicht die behandelte Flüssigkeit, wenn sie beim Durchgang durch den Erhitzer in Dampf umgewandelt wird, eine grosse Geschwindigkeit und Beschleunigung, indem sie aufwärts durch die Rohre fliesst.
Die hohe Geschwindigkeit des aufwärts durch die Rohre gehenden Flüssigkeitsstromes vermindert das anhaftende Flüssigkeitshäutchen auf der Innenseite der Rohre und sucht ebenso die Ablagerung und Ansammlung von Kesselstein zu entfernen und zu verhüten, so dass der Koeffizient des Flüssigkeitshäutehens gesteigert und der Widerstand des Steinansatzes gegen den Wärmedurchgang verringert wird. Infolgedessen sind die Verhältniswerte des Wärme durchganges und der Verdampfung hoch, und daher kann man durchaus eine hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeit anwenden, ohne dass eine aussergewöhnliche Leistung der Pumpe und hoher Kraftverbrauch erforderlich wären.
Der abwärts gerichtete und grosse Geschwindigkeit besitzende Strom des Heizdampfes schiebt den Niederschlag und die nicht niederschlagbaren Gase mit sich entlang, die ziemlich fest anhaften und ein Häutchen auf der Aussenseite der Rohre bilden, das dem Wärmedurehgang widersteht. Der Dampfstrom unterstützt dabei die Wirkung der Schwerkraft, so dass der Niederschlag zu der gemeinsamen Sammel-und Abscheidekammer am Fusse befördert wird, wo der Niederschlag und die Gase abgelassen werden. Der Dampf fegt also das Häutchen von der Dampfseite der Rohre hinweg und daraus ergibt sich eine Steigerung des Koeffizienten des Dampfhäutchens und eine vermehrte Wärmeübertragung.
Dieser höhere Verdampfungskoeffizient tritt besonders im oberen Teil der Rohre in Erscheinung, wo der Koeffizient des Flüssigkeitshäutehens ebenfalls am höchsten ist.
Die Erhöhung des Verhältniswertes der Wärmeübertragung gestattet die Anwendung einer kleineren Heizfläche für die Behandlung oder sogar eines grösseren Volumens der zu behandelnden Flüssigkeit, so dass ein dauerhaftes, wenn auch teueres Metall für die Rohre angewandt werden kann.
Beispielsweise kann Nickel benutzt werden, welches für viele Zwecke weitaus das günstigste Metall ist, da es nicht rostet, wogegen sein Preis gewöhnlich bei den bekannten Verfahren und Verdampfern seine Anwendung verhütet hat, da diese eine verhältnismässig grosse Heizfläche erforderten.
Die besonders hohe Geschwindigkeit, mit der die behandelte Flüssigkeit und die Dämpfe durch die Heizrohre aufwärts steigen, verhütet in weitem Masse die Bildung und Zurückhaltung von Gasblasen im Körper der behandelten Flüssigkeit. Werden aber doch solche Blasen gebildet, so werden sie durch die ausserordentlich hohe Geschwindigkeit, mit der die aus den Rohren ausströmende Masse vonFlüssigkeit und Dämpfen gegen den Ablenker 36 aufstösst, zerstört. Diese Gasblasen bilden den Hauptanlass zur Entstehung von Schaum.
Es wird also bei dem neuen, mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Verfahren das Bestreben zur Schaumbildung verringert, da das Verfahren die Bildung und Zurückhaltung von Gasblasen im Flüssigkeitskörper vermindert oder verhütet, und da jeder Schaum, der sich gebildet haben könnte, durch die Wirkung des Schirmes 36 vernichtet wird.
Da man den Heizkörper als ein Ganzes von aussen am Verdampfungskörper ansetzen kann und da alle Anschlussleitungen daffir vollständig ausserhalb der Verdampfungskammer liegen, ist die Anbringung und Entfernung des Heizkörpers eine verhältnismässig einfache Sache und die Anzahl der Öffnungen und Anschlüsse durch die Wandung der Verdampfungskammer ist gering, wobei aber doch die wertvolle Eigenschaft beibehalten bleibt, dass der Dampf am Kopfende des Erhitzers eingelassen wird. Sollte sich der Erhitzer verstopfen oder aus andern Gründen nachgesehen und instand gesetzt werden müssen, so kann er. von dem Verdampfungskörper entfernt und durch einen ändern ersetzt werden.
Infolgedessen wird ein ununterbrochener und wirkungsvoller Betrieb gesichert, ohne dass die verhältnismässig grossen Anlagekosten durch die Vorrätighaltung eines weiteren Verdampfungskörpers verdoppelt. würden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verdampfen und Destillieren, bei welchem die Flüssigkeit in das untere Ende von lotrechten, von einem Heizmantel umgebenen Rohren gepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstehung einer Flüssigkeitssäule oberhalb der oberen Enden der Heizrohre vermieden und die Flüssigkeit innerhalb der Rohre zum Sieden gebracht wird, so dass eine grosse Steigerung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit bei ihrer Bewegung gegen die oberen Enden der Rohre hin erreicht wird, aus welchen Enden die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit austritt.
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Method and device for evaporation and distillation.
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Whipped steam and gases that cannot be precipitated, for example air, which are always present in or with the steam, is composed. Although, as can be seen from the above formula, the coefficient of vapor skin formation has an influence on the general ratio of the heat transfer between the vapor side and the liquid side of the tubes, with the usual use of tubes with large diameters and low liquid flow speeds, the Contrary-
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Vapor skin against the heat transfer of significant influence.
As a result, not only is the liquid skin coefficient increased by the use of a high flow rate of the liquid through the tubes, but the vapor skin coefficient is also increased by reducing the adherent pellicle of non-precipitable gases and precipitated vapor on the outside of the tubes .
The purpose of the invention is to perfect the method and the device for evaporation or distillation.
The invention also aims to provide a method and an apparatus in which the
Coefficient of the liquid membrane is increased significantly, so as to increase the ratio of the heat exchange from the heating means to the treated liquid.
A further object is to design the device and the method in such a way that the membrane coefficient of the heating means can, if desired or if necessary, be raised even further in order to increase the ratio of the heat transfer.
The invention also seeks to reduce the formation of scale when liquids are evaporated which tend to form scale when heated.
The invention also aims to reduce foam formation when liquids which tend to foam are evaporated.
Finally, the invention seeks to provide a method and a device which allow the heating surface to be reduced without the ratio of the evaporation being reduced, but rather actually being increased.
The invention is illustrated in the drawing in one embodiment; 1 shows a side view and partial section of an evaporator, FIG. 2 shows an enlarged cross section along the line 2-2 of FIG. 1, FIG. 3 shows an enlarged longitudinal section of the upper part of the heater with vertical pipes along the line 3-3 of FIG .
In the improved method of the invention, the treated liquid is force-locked with a high entry or initial speed through heating tubes of relatively great length and small diameter. Increased under the action of the heat introduced on them through the tubes, the velocity of the treated liquid becomes very high, the coefficient of the liquid membrane increases, and the heat is rapidly applied to the liquid. The treated liquid is expelled or ejected from the tubes into the evaporation chamber.
As the velocity increases the closer the liquid approaches the exit ends of the tubes, the coefficient of liquid skin and the ratio of heat transfer in the direction of exit increase. To further accelerate evaporation, if a heating medium such as steam is used, the heating medium can flow on the outside of the heating tubes in countercurrent to the direction of the treated liquid, whereby the precipitated vapor and the non-precipitable gases are removed from the tubes; as a result, the membrane is reduced and the membrane coefficient on the heating side of the tubes is increased, namely in the area where the coefficient of the membrane of liquid is highest.
The improved process is particularly useful for treating viscous liquids or liquids that have a high boiling point or in which solids are dissolved, such as tar, heavy petroleum, fats and grease, resinous mixtures, caustic soda, calcium chloride, saline solutions and various chemical mixtures; the method is also suitable for the use of a high temperature heating medium.
The evaporator drawn as an embodiment according to the invention has. a substantially cylindrical metal body 5 as an evaporation chamber. This body has a cover 6 and a bottom 7. A steam pipe 8 is connected through the cover 6 to the evaporation chamber.
This steam pipe is used in the usual way in evaporators either for the drainage of the steam formed during the evaporation or also for the production of any desired vacuum.
The treated liquid in the evaporation feature is heated by the heater 9. This heater generally consists of a long tubular part or drum 10 and a comparatively short, enlarged cylindrical part 11. The tubular part 10 lies below the chamber 5 and protrudes through it. the bottom 7 a certain distance up into the evaporation chamber. The pipe part M has. an annular flange 12 by which the heater is connected to the evaporator body in a suitable manner, for example by screws 13. A
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Or by screws or the like. Is attached.
The lower end of the pipe part 10 has an annular flange 16 to which the upper flange 17 of the enlarged part 11 is connected by screws or otherwise. The lower end of the part 11 has a flange-M, to which a united bottom plate and lower drilling plate-M is fastened by screws or otherwise. This bottom tube plate is equipped with a downwardly directed annular flange 20 into which the later-described inlet tube for the liquid is inserted.
A series of long tubes 22, open at both ends, extend through the steam drum and the openings in the two tube sheets 15 and 19. The ends of these tubes are pressed, flared or otherwise tightly secured in the tube sheets so that the Steam introduced under pressure into the drum on the outside of the pipes cannot escape. The heater is like a water-tube boiler, in which the liquid is inside the tubes and the heating medium is outside.
The steam is directed into the space of the drum around the pipes through the steam inlet 23 which is regulated by a valve 24. Inadmissible pressure can be avoided by using a relief valve26. The extended part 11 forms a chamber for the accumulation and separation of rainwater and the non-precipitable gaóe, which usually accompany the steam. The precipitate can be removed through the vented vent 26 located at the bottom of the plenum chamber, while the gases can escape through the vented gas vent 27 at the top of the chamber.
The side wall of the part 11 can be made of fairly thin sheet metal, so that the chamber simultaneously acts as an expansion element.
A steam deflector is housed in the drum, which directs the steam flow downwards along the pipes. This deflector is in the form of a tube 30 which lies in the steam chamber between the inner wall of the drum part 10 and the tube group. Its lower end fits into the inwardly facing edge 31 of the flange 16. Either by tight fitting or otherwise, a closed-bottom vapor space is created between the deflector and the tube 10.
The upper end of the steam deflection tube 30 is open and is located slightly below the upper tube plate 16. The steam entering the heater through the inlet 23 thus flows upwards in the chamber, u. zw. Without contact with the tubes up to their upper ends, then flows downwards within the deflector tube 30, u. between the tubes and in contact with them in the reverse direction to the flow of liquid in the tubes; Finally it collects as precipitation in section 11.
The precipitate can be discharged through the drain 26 and the gases can be discharged through the fan 27. If desired, the lower end of the deflector tube 30 can still extend somewhat below the flange 16 in order to form a gas seal in the upper part of the section 11.
The liquid to be treated is passed through the line 32 equipped with a valve into the evaporation body. The liquid is withdrawn from the body through the liquid outlet 32 which leads to a pump 34, for example a centrifugal pump. A pipe 35 equipped with a valve connects to the outflow side of the pump 34, with its upper E1J. de tightly fitted into the flange 20 of the base plate 19 and attached to it, so that the pump directly and force-fit presses the withdrawn liquid upwards into the lower ends of the heating tubes.
An approximately conical screen 36 is placed over the open ends of the tubes 22 in the body 5 to break up and disperse the hot liquid ejected from the tubes during operation of the evaporator. The thickened liquid or other substances produced by the evaporation can be drained through the outlet 37 provided with a valve in the pipe 35.
The heating pipes are relatively long and have a small diameter. For example, for common vaporizing operations, these tubes are made approximately 1-8-3-0 m (6-10 feet) long, with an inside diameter of 19-25'4 mm (% -1 inch). The length of the tubes does not significantly increase the height of the evaporation body, since the greater length of the tubes outside the
Body lies.
When operating the vaporizer according to the improved method of the invention, the liquid that is drawn off from the vaporizing body becomes frictional, immediately upwards with a greater
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the steam down the outside of the pipes, u. between opposite to the flowing liquid flow and in the same direction in which the force of gravity acts on the membrane of the precipitates and gases adhering to the pipes. Since the steam is directed downwards through the steam deflector, the precipitate creates a downwardly directed stream of steam that sweeps along the pipes at a relatively high speed. The vapor velocity is greatest at the upper end of the heating pipes, i.e. in the same area where the velocity of the liquid is also greatest.
As a result, the coefficient of the teal skin rheus is
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that area of the heater is highest where the coefficient of liquid skin is also highest.
For example, the entry velocity of the pumped liquid at the foot of the tubes can be increased to approximately 1-5-2-1 m / sec (5-7 feet per second) or more. In comparison, the rate of entry for natural fluid circulation is likely to be less than 0-3-0-6 mlsee (1-2 feet per second). With. At this high initial velocity, the liquid being treated, when it is converted into steam on passage through the heater, attains great velocity and acceleration by flowing upwards through the tubes.
The high speed of the upward flow of liquid through the tubes reduces the adhering liquid membrane on the inside of the tubes and also seeks to remove and prevent the deposition and accumulation of scale, so that the coefficient of the liquid membrane increases and the resistance of the stone attachment to the passage of heat decreases becomes. As a result, the heat transfer and evaporation ratios are high, and therefore a high liquid velocity can be used without the need for exceptional pump performance and high power consumption.
The downwardly directed and high velocity stream of heating steam pushes the precipitate and the non-precipitable gases along with it, which adhere fairly firmly and form a membrane on the outside of the pipes that resists the passage of heat. The steam flow supports the effect of gravity, so that the precipitation is conveyed to the common collection and separation chamber at the foot, where the precipitation and the gases are let off. The steam sweeps the membrane away from the steam side of the tubes and this results in an increase in the coefficient of the steam membrane and an increased heat transfer.
This higher coefficient of evaporation is particularly evident in the upper part of the tubes, where the coefficient of liquid skin is also highest.
Increasing the heat transfer ratio allows a smaller heating surface to be used for the treatment, or even a larger volume of the liquid to be treated, so that a permanent, albeit expensive, metal can be used for the tubes.
For example, nickel can be used, which is by far the cheapest metal for many purposes because it does not rust, whereas its price has usually prevented its use in the known methods and vaporizers, since these require a relatively large heating surface.
The particularly high rate at which the treated liquid and vapors rise up through the heating tubes largely prevents the formation and retention of gas bubbles in the body of the treated liquid. If, however, such bubbles are formed, they are destroyed by the extraordinarily high speed with which the mass of liquid and vapors flowing out of the pipes breaks up against the deflector 36. These gas bubbles are the main cause of foam formation.
In the new, high-speed process, the tendency towards foam formation is reduced because the process reduces or prevents the formation and retention of gas bubbles in the body of liquid, and since any foam that may have formed is caused by the action of the screen 36 is destroyed.
Since you can attach the radiator as a whole from the outside of the evaporation body and since all the connecting lines for it are completely outside the evaporation chamber, the attachment and removal of the heating element is a relatively simple matter and the number of openings and connections through the wall of the evaporation chamber is low, but the valuable property that the steam is let in at the head of the heater is retained. If the heater becomes clogged or has to be checked and repaired for other reasons, it can. removed from the evaporation body and replaced by another.
As a result, uninterrupted and effective operation is ensured without the relatively high system costs being doubled by keeping a further evaporator body in stock. would.
PATENT CLAIMS:
1. A method for evaporation and distillation, in which the liquid is pumped into the lower end of vertical tubes surrounded by a heating jacket, characterized in that the formation of a liquid column above the upper ends of the heating tubes is avoided and the liquid inside the tubes boils is brought so that a large increase in the speed of the liquid is achieved as it moves towards the upper ends of the tubes, from which ends the liquid exits at high speed.