DE19506311A1 - Dampfmischenmaschine - Google Patents
DampfmischenmaschineInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/28—Evaporating with vapour compression
- B01D1/289—Compressor features (e.g. constructions, details, cooling, lubrication, driving systems)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B01D1/26—Multiple-effect evaporating
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- B01D1/28—Evaporating with vapour compression
- B01D1/284—Special features relating to the compressed vapour
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- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Description
Verdampfer mit Dampfstrahl-Brüdenverdichtung kann wegen seines hohen Energiever
brauches (500 MJ/m³ Produktionswasser bei der Meerwasserentsalzung) nur für kleine
bis mittlere Leistung benutzt werden. Verdampfer mit mechanischer Brüdenverdichtung
verbraucht niedrige Energie (150-180 MJ/m³, dagegen ist der Energieverbrauch bei
MSF (Multi-Stage-Flash Evaporating) 210-300 MJ/m³), aber nachteilig verbraucht dieser
Verdampfer elektrische oder mechanische Energie.
Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, der große
Teil der von Verdampfer mit mechanischem Brüdenverdichtung verbrauchte elektrische
oder mechanische Energie durch thermische Energie von Dampf zu ersetzen und die
Steigerung des gesamten Energieverbrauch zu vermeiden.
Dieses Problem wird durch die Ersetzung des mechanischen Verdichters durch der im
Patentanspruch aufgeführten Dampfmischenmaschine gelöst: der aus dem Verdampfer
nach dem Aufheizen bis zur Siedentemperatur entweichende Brüden (DB in Abb. 2) ist zu
den Niederdruckdampfzulauf der Dampfmischenmaschine (2 in Abb. 3) und der überhitzte
Frischdampf (DF in Abb. 2) aus einem Dampfkessel von höherem Druck und höherer
Temperatur ist zu den Hochdruckdampfzulauf (1 in Abb. 3) geleitet, in der
Dampfmischenmaschine werden sie zusammen gemischt und dadurch werden der Druck
und die Temperatur des Brüden gesteigert. Ein Teil des gemischten Dampfs (Dm1 in
Abb. 2) aus die Dampfmischenmaschine tritt in die Heizkammer des gleichen Verdampfers
ein und kondensiert unter Wärmeabgabe an die Lösung, der übrige Teil (Dm2 in Abb. 2)
des gemischten Dampfs tritt in die Heizkammer von anderem Verdampfers ein. Auf
diesem Wege gelingt es, Frischdampf zwei oder mehr Male benutzt werden zu können.
Um die Kondensationsmöglichkeit bei der Mischung zu vermeiden, kann der Brüden vor
seinem Eintritt in der Dampfmischmaschine durch einen Vorwärmer zu überhitztem
Dampf erwärmt werden.
Zahlreiche thermische Verdampfer sind in der chemischen- und Lebensmittelindustrie
benutzt, z. B. bei der Meer- und Abwasserentsalzung, in Zuckerfabriken, in Zellstoffs
fabriken, bei der Milchkonzentration usw. Die Energieseffizienz von thermischen
Verdampfern ist im allgemeinen niedriger als 7%. Der mit der Erfindung erzielte Vorteil
besteht insbesondere darin, daß eine Mehrstufen-Verdampferanlage mit Hilfe der
Dampfmischenmaschine in alle thermische Verdampfungsverfahren exklusiv der
Verdampfer mit mechanischer Brüden-verdichtung eingesetzt werden kann, damit der
Energieverbrauch des Produktes um 35% bis 65% reduziert wird. Dieser Vorteil wird
durch den Vergleich zwischen zwei verschiedenen Verfahren, die jeweils in Abb. 1 und
Abb. 2 dargestellt werden, beispielsweise veranschaulichtet. In Abb. 1 ist eine in
Meerwasserentsalzung benutzte Mehrstufen-Verdampferanlage mit PR=8 (Performance
Ratio = kg Trinkwasser/ kg Frischdampf) dargestellt, bei diesem Verfahren ist der
Druck des Frischdampfs aus einem Dampfkessel durch einen Druckminderventil von 600
-800 kPa auf 140-150 kPa zu reduzieren. In Abb. 2 ist das durch die Erfindung
verbesserte Verfahren, hier dagegen ist der Druck des Frischdampfs aus einem
Dampfkessel durch die Dampfmischenmaschine von 600-800 kPa auf 143 kPa zu
reduzieren, und gleichzeitig ist der Druck und die Temperatur des Brüden aus der ersten
Verdampferanlage durch die Dampfmischenmaschine jeweils von 101,3 kPa auf 143 kPa
und von 100°C auf 110°C gesteigert, mit diese Temperaturdifferenz von 10 K zwischen
dem gemischten Dampf und dem Brüden kann eine Dreistufen-Fallfilmverdampferanlage
betrieben werden. In Abb. 1 und 2 ist DF Frischdampf, DB Brüden, WS Meerwasser, Dm1
und Dm2 sind gemischter Dampf, WT1 und WT2 Produktionswasser. Folgend sind die
Vergleichsergebnisse:
- 1. Die hinzufügte Anlagen, die hauptsächlich eine Dampfmischenmaschine und eine Dreistufen-Verdampferanlage enthalt, sind durch den Rechteck von Strich umfangen.
- 2. Der gesteigerte Energieverbrauch ist die elektrische Antriebskraft für hinzugefügten Anlagen, dieser Energieverbrauch ist sehr niedrig, da die Dampfmischenmaschine wie ein mechanischer Verdichter mit Druckverhältnis von 1 oder kleiner als 1 ist.
- 3. Das Vergleichsergebnis der Produktionsfähigkeiten kann durch folgende Rechnungen
bestimmt werden. Es ist angenommen:
Frischdampfmassestrom von DF in Abb. 1 und Abb.2: mDF = 100 kg/s;
Druck von DF: PDF = 600 kPa; Temperatur von DF: TDF = 160°C;
Druck von Dm1 und Dm2: pm = 143,3 kPa; Temperatur von Dm1 und Dm2: Tm = 110°C;
Massestrom von Dm1: mDm1 = 100 kg/s; Druck von DB: PDB = 101,3 kPa;
Temperatur von DB: TDB = 100°C, dann:
Massestrom von Dm2: mDm2 = 185 kg/s; Massestrom von DB: mDB = 185 kg/s;
Massestrom von WT1: mT1 = 100 × 8 = 800 kg/s;
Massestrom von WT2: mT2 = 185 × 3 = 555 kg/s.
Die Produktionsfähigkeit ist um 70% gesteigert. Wenn aller gemischte Dampf zur ersten
Verdampferanlage und ein Teil des Brüden DB von 100 kg/s aus der ersten Verdampferan
lage als Frischdampf zur zweiten Verdampferanlage geleitet werden, und eine Vier- oder
Fünfstufen-Verdampferanlage mit automatischem Reinigungssystem und von höherem
Wärmedurchgangskoeffizient eingesetzt wird, kann die Produktionsfähigkeit fast um 140%
oder 170% gesteigert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung - Rotationsdampfmischenmaschine - ist in Abb. 3
dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Sie ist konstruktiv sehr ähnlich dem
Rotationsverdichter. Im Gehäuse (3 in Abb. 3) dreht sich ein mit der Exzentrizität
gelagerter Rotor (4 in Abb. 3), in dessen Nuten Schieber (5 in Abb. 3) liegen, die ihre
Fliehkraft nach außen drückt. Dabei entstehen in dem sichelförmigen Raum zwischen
Rotor und Gehäuse veränderliche Zellen (6 in Abb. 3). Bei einer Drehung einer Zelle im
Gegenuhrzeigersinn ergeben sich folgende in p - V Programm dargestellte Arbeits
vorgänge:
C - D(E): das Ansaugen von Niederdruckdampf aus Niederdruckdampfzulauf (2 in Abb. 3) durch Raumvergrößerung zwischen den Kanten C und D;
D(E) - F(A): das Dampfmischen und Drucksteigern zwischen den Kanten E und F durch den Hochdruckdampf aus Hochdruckdampfzulauf (1 in Abb. 3), der Druck von gemischtem Dampf ist durch einen Druckminderventil oder anderen Ventil an dem Hochdruckdampf-zulauf eingestellt;
F(A) - B: das Ausschieben von gemischtem Dampf nach dem Ablauf für gemischten Dampf (7 in Abb. 3) durch Raumverkleinerung zwischen den Kanten A und B.
C - D(E): das Ansaugen von Niederdruckdampf aus Niederdruckdampfzulauf (2 in Abb. 3) durch Raumvergrößerung zwischen den Kanten C und D;
D(E) - F(A): das Dampfmischen und Drucksteigern zwischen den Kanten E und F durch den Hochdruckdampf aus Hochdruckdampfzulauf (1 in Abb. 3), der Druck von gemischtem Dampf ist durch einen Druckminderventil oder anderen Ventil an dem Hochdruckdampf-zulauf eingestellt;
F(A) - B: das Ausschieben von gemischtem Dampf nach dem Ablauf für gemischten Dampf (7 in Abb. 3) durch Raumverkleinerung zwischen den Kanten A und B.
Durch die kontinuierliche Drehung von allen Zellen kann die Rotationsdampfmischen
maschine den Niederdruckdampf mit Hochdruckdampf zusammen mischen.
Wenn ein hinzugefügter Hochdruckdampfzulauf, dessen Öffnen und Schließen automatisch
gesteuert ist, an einen Einstufigen Kolbenverdichter angeordnet wird, kann eine
Kolbendampfmischenmaschine hergestellt werden.
Claims (1)
- Mechanisch betriebene Dampfmischenmaschine, die den Niederdruckdampf mit dem Hochdruckdampf zusammen mischen kann und zur Ersetzung des Verdichters in Verdampfer mit Brüdenverdichtung benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sorten von Dampfzuläufe, eine für Niederdruckdampf und die andere für Hochdruckdampf, und ein Ablauf für gemischten Dampf angeordnet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19506311A DE19506311A1 (de) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Dampfmischenmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19506311A DE19506311A1 (de) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Dampfmischenmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19506311A1 true DE19506311A1 (de) | 1996-08-29 |
Family
ID=7754840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19506311A Withdrawn DE19506311A1 (de) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Dampfmischenmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19506311A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0849472A1 (de) * | 1996-11-21 | 1998-06-24 | Guowen, Yuan | Radialdampfmischmaschine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3015075A1 (de) * | 1979-04-19 | 1980-11-06 | Laguilharre Sa | Verfahren zum ergaenzen von waerme in einem verdampfer mit mechanischer dampfrekompression |
-
1995
- 1995-02-23 DE DE19506311A patent/DE19506311A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3015075A1 (de) * | 1979-04-19 | 1980-11-06 | Laguilharre Sa | Verfahren zum ergaenzen von waerme in einem verdampfer mit mechanischer dampfrekompression |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 2, S. 661-662, Verlag Chemie, 1972 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0849472A1 (de) * | 1996-11-21 | 1998-06-24 | Guowen, Yuan | Radialdampfmischmaschine |
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Legal Events
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8130 | Withdrawal |