DE2339028A1 - Destillationsapparat mit mehreren stufen - Google Patents
Destillationsapparat mit mehreren stufenInfo
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Description
PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BuHLJ)MG " KlNNE
8000 München 2
Bavariaring4 l. August 1973
Postfach 202403
B 5541
Risto Saari
Esko Huhta-Koivisto
Destillationsapparat mit mehreren Stufen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Destillierapparat mit mehreren Stufen, worin die zu destillierende Flüssigkeit
vom Verdampfer einer gegebenen Stufe in den Verdampfer der nächsten, unter niedrigerem Druck stehenden Stufe fließt
und worin der Dampf in Wärmeaustausch mit der in der darauffolgenden Stufe fließenden zu destillierenden- Flüssigkeit
kondensiert, wird.
Die Wirtschaftlichkeit einer Destillierapparatur ist bekanntlich von zwei Faktoren abhängig: vom Anschaffungspreis
der Apparatur und von ihrem Energieverbrauch. In einstufiger Destillation ist der Energieaufwand im allgemeinen
ausschlaggebend, und man hat daher verschiedenen mehrstufige Destillierverfahren entwickelt, in denen die Energie in einer
Mehrzahl von Stufen weitgehender verwertet werden kann. Das Vermehren der Destillierstufen erhöht andererseits die Kapital-
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anlagen recht stark, und das wirtschaftliche Optimum wird in vielen Verfahren bereits mit verhältnismäßig
wenigen Destillierstufen erreicht, beispielsweise bei der sog. Vertikalrohrverdampfung mit 5 bis 8 Stufen.
Wenn man versucht, die zuvor bekannte Mehrstufen-Destillationstechnik
bei ganz kleinen Destillierapparaten anzuwenden, mit denen z.B. Wasser für Haushaltszwecke
gereinigt werden könnte, so gelangt man notwendigerweise zu kostspieligen Apparaturausführungen. Aus diesem Grunde
kommen auch bisher auf dem Markt nur einstufige Destillierapparaturen zu diesem Zweck vor, wobei diese entsprechendermaßen
erhebliche Energiekosten bedingen. Auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung kann eine kleine Destillierapparatur
mit mehreren Stufen aus preiswerten reihengefertigten Elementen hergestellt werden und mann kamzugleich sowohl eine billige
Apparatur als auch niedrige Energiekosten erzielen.
Bei dem erfindungsgemäßen Destillierapparat wird ein Verfahren ähnlich der bekannten Vertikalrohrverdampfung verwendet
- jedoch ohne Rohre. Die zu destillierende Flüssigkeit strömt vom Verdampfer einer gegebenen Destillationsstufe in den
Verdampfer der darauffolgenden bei niedrigerem Druck arbeitenden Destillationsphase, wobei ein Teil davon infolge des Druckabfalls
verdampft und durch Entnahme von Verdampfungswärme den Rest der
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Flüssigkeit kühlt, der mit Hilfe der entstandenen Temperaturdifferenz
weiter verdampft, indem er Wärme in indirektem Wärmeaustausch dem Dampf entzieht, der in der vorhergehenden
Stufe kondensiert - in der gleichen Stufe, aus welcher die Flüssigkeit soeben in die darauffolgende Stufe hinüberfloß.
Die Verdampfungswärme des Dampfes in einer gegebenen Destillationsphase wird somit zum Verdampfen der Flüssigkeit
in der nächsten Destillationsphase erneut verwertet, und die zum Wärmeaustausch erforderliche Temperaturdifferenz
wird mittels Druckunterschieden erzielt.
Die vorliegende Erfindung ist in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator einer jeden
Destillationsstufe und der Verdampfer der darauffolgenden Destillationsstufe voneinander durch eine ebene, gut wärmeleitende,
dünne Platte getrennt sind, auf deren einer Seite die zu destillierende Flüssigkeit fließt, während auf der
anderen Seite der Dampf der vorhergehenden Destillationsphase kondensiert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine konstruktive Ausführung der zu einer Destillationsphase gehörenden Teile;
Fig. 2 zeigt eine zweite konstruktive Ausführung;
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine entsprechende aas nur zwei Teilen zusanunengesetzte Destillationsphase nach
Linie a-a in Fig. 2;
Fig. 4 zeigt die Vorwärmung der zu destillierenden Flüssigkeit?
Fig. 5 zeigt eine Ausführung des Flußschemas der gesamten Anlage;
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der
die Flüssigkeit von unten nach oben fließt;
Fig. 7 gibt ein Beispiel der Formgebung des Dampfkanals;
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, in der die
Flüssigkeit im Verdampfer sowohl aufwärts als auch abwärts fließt.
Im Beispiel nach Fig. 1 besteht die Destillationsstufe aus einer dünnen Metallplatte IO und aus drei schlecht
wärmeleitenden Dichtungsplatten 11, 12 und 13. Die Dichtungs
platten 11, 12 und 13 können in bekannter Weise zu einem
einzigen Teil vereinigt werden, das alle diejenigen Kanäle
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enthält, die in diesen Platten insgesamt gezeigt worden sind. Mit Rücksicht auf anschauliche Darstellung in der
Zeichnung sind dieselben jedoch getrennt gezeigt worden. Der Destillationsapparat mit mehreren Stufen wird aus
diesen Dichtungs- und Metallplatten durch abwechselndes Aufeinanderschichten derselben und durch Zusammenpressen
des so entstandenen Stoßes mit Hilfe von Endplatten zusammengesetzt.
Die Destillationsstufe zerfällt in zwei Haupträume: den Verdampfer 14 und den Kondensator 15, die von
der Scheidewand 12 getrennt werden. Die zu destillierende Flüssigkeit strömt von der vorhergehenden Stufe durch
den Kanal 16 in den Verdampfer 14, wo ein Teil derselben in oben beschriebenen Weise sogleich verdampft, und die
abgekühlte Flüssigkeit und der Dampf strömen abwärts in dem von den Platten 10 und 12 sowie von der Dichtung 11
begrenzten schmalen Raum 14. Auf der einen Seite der Platte 10 kondensiert Dampf der vorangehenden Destillationsstufe,
der bei seiner Kondensation durch die Platte 10 hindurch seine Verdampfungswärme an die im Verdampfer 14 fließende
Flüssigkeit abgibt, die ihrerseits verdampft. Der in dem schmalen Raum entstehende Dampf erteilt der mit ihm fließenden
Flüssigkeit eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit und er breitet dieselbe auch auf der Platte IO aus, womit der Wärmeaustausch verbessert wird. Die Strömung kann auch mittels
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beispielsweise an der Dichtung 11 befindlicher Führungen 17 oder mit Hilfe von Führungen an der Platte IO dirigiert
werden. Wenn der Verdampfungsraum 14 schmal genug ist, beispielsweise in der Größenordnung 1 mm, dann breitet
der entstehende Dampf das Wasser wirksam auf der Platte 10 aus.
Im unteren Teil des Verdampferraums 14 scheidet sich der Dampf von der Flüssigkeit ab und steigt von der
Führung 18 geführt in den Kanal 24 hinauf, von dort weiter durch die öffnung 25 in der Platte 12 und durch den Kanal
26 in der Platte 13 in den Kondensatorraum 15, wo er an der darauffolgenden Platte 10 im Wärmeaustausch mit der zu
destillierenden Flüssigkeit in der darauffolgenden Destillationsstufe kondensiert. Die auf den Boden des Verdampfers
14 herabgeflossene Flüssigkeit geht ihrerseits durch den WasserverschluB 19 in den nach oben gerichteten schmalen
Kanal 20, durch das Loch 21 durch die Platte 12 hindurch und weiter in den Kanal 22 in der Platte 13 sowie durch das
LOch 23 in der Platte IO in den Kanal 16 der darauffolgenden
Destillationsstufe und in den darauffolgenden Verdampfer. Der Dampf strömt somit durch den Kanal 24 in den unter
gleichem Druck stehenden Kondensator 15, während die Flüssigkeit in den unter niedrigerem Druck stehenden nächsten Verdampfer
fließt. Diesen Druckunterschied hält die von den Kanälen 20 und 22 gebildete hydrostatische Säule sowie der
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von diesen Kanälen, vom Wasserverschluß 19 und von den
Löchern 21 und 23 im Verein gebildete Strömungswiderstand aufrecht. Dieser Widerstand kann durch Bemessung der
Kanäle und der Löcher oder durch Einsetzen eines beispielsweise aus einem porösen Stoff hergestellten Strömungswiderstands an irgendeiner Stelle im Kanal geregelt werden.
Die Löcher 21 und 23 stehen sich nicht gegenüber, damit die Flüssigkeit nicht an der Destillationsstufe vorbeigehen kann,
sondern zwangsweise den soeben beschriebenen Weg nehmen muß.
Auf entsprechende Weise entweicht das Destillat aus dem Kondensator 15 durch den Wasserverschluß 27 hindurch
in den Kanal 28 und durch das Loch 29 weiter in den Kanal 3O der darauffolgenden Destillationsstufe sowie durch
den Kanal 32 in den Kondensator 15 der darauffolgenden Destillationsstufe, wo es sich mit dem dort kondensierenden
Destillat vereinigt. Im Kondensator 15 befinden sich Führungen 33 an Stellen, die denjenigen der Führungen 17 entsprechen,
damit beim Zusammenpressen des Plattenstoßes der Preßdruck an allen dichtenden Stellen durch den ganzen Stoß hindurch
erhalten bleibt. Die Kanäle haben bezüglich des Destillats die gleiche Bedeutung wie hinsichtlich der zu destillierenden
Flüssigkeit: sie halten den Druckunterschied zwischen den Destillationsstufen aufrecht.
Im AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird der Destil-509812/0411
lationsapparat zusammengesetzt, indem man Elemente 34,
35, 36 und 37 in Aufeinanderfolge schichtet. Den Verdampferraum bildet der zwischen den Platten 37 und 35
im Teil 34 verbleibende Raum 39, in dessen oberen Teil die zu destillierende Flüssigkeit durch den Kanal 38
einfließt. Im oberen Teil des Verdampfers befindet sich ein Metallnetz 40, welches Flüssigkeit über die gesamte
Breite des Raums 39 ausbreitet. Wenn der Raum so schmal ist, daß die Flüssigkeitstropfen sowohl die Platte 37 als
auch die Platte 35 berühren, vermehrt die im Wärmeaustausch mit der vorhergehenden Destillationsstufe stattfindende
Verdampfung der Flüssigkeit ihre effektive Ausbreitung über die gesamte Fläche der Wärmeaustauschplatte 37. Wenn die
Flüssigkeit auf den Boden des Verdampfers hinabfließt, scheidet sich der Dampf von ihr in dem vom unteren Teil des
Raums 39 und von der öffnung 41 im Teil 35 gemeinsam gebildeten Raum mit größerer Weite ab und strömt von der
Führung 46 geleitet in dem von den Kanälen 42 und 43 gemeinsam gebildeten Raum aufwärts und tritt durch die öffnung 44 in
den Kondensator 45. Der von den Kanälen 42 und 43 gemeinsam gebildete Raum ist derart bemessen, daß die an seinen Wandungen
entstehenden Flüssigkeitstropfen herabfließen, ehe sie zu solcher Größe anwachsen, daß sie auch die gegenüberliegende
Wand berühren würden. Im Kondensator 45 kondensiert der Dampf im Wärmeaustausch mit der zu destillierenden Flüssigkeit in
der darauffolgenden Destillationsstufe durch die Wandung 37
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hindurch. Das Destillat strömt in den Kanal 52, von dessen oberem Ende es durch das Loch 53 in der Platte 37 hindurch
in den Kanal 54 im Teil 34 und von dessen unterem Ende weiter in den aufsteigenden Kanal 55 sowie durch das Loch
56 und den Kanal 57 in den Kondensator der darauffolgenden Destillationsphase fließt, wo es sich mit dem hier entstehenden
Destillat vereinigt.
Die Strömungskanäle für das Destillat von einer Stufe zur anderen bilden also im Verein einen hohen Wasserverschluß,
der sich der Strömung von Dampf aus einer Stufe in die andere entgegensetzt. Die Kanäle sind fernerhin so
bemessen, daß zumindest an irgendeiner Stelle die Gasblase nicht an der Flüssigkeit vorbeigehen kann, sondern diese
vor sich her schieben muß. Wenn also große Dampfmengen von einer Stufe zur anderen zu strömen streben, so muß sich
auch die Flüssigkeit auf hohe Geschwindigkeit beschleunigen, wobei der Strömungswiderstand steil ansteigt und die Strömung
einer großen Dampfmenge verhindert wird. Die Kanäle sind so bemessen, daß in der normalen Situation zusammen mit der
Flüssigkeit eine geringe Dampfmenge übertritt, wobei sich der Flüssigkeitsspiegel stets im unteren Teil des Kondensators
45 hält. Die Regelung des Flüssigkeitsspiegels im Verdampfer 39 ist auf entsprechende Art angeordnet worden. Die nicht
verdampfte zu destillierende Flüssigkeit geht in den Kanal 47,
durch das Loch 48 in den Kanal 49, wo der Dampf nicht an der
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Flüssigkeit vorbeigehen kann, und von dessen unterem
Ende in den aufsteigenden Kanal 50, aus dessen oberem Ende sie durch das Loch 51 in den Kanal 38 des Verdampfers
38 der darauffolgenden Destillationsstufe austritt. Diese Kanäle bilden im Verein einen ebensolchen
Wasserverschluß wie dies zuvor bezüglich des Destillats beschrieben wurde. Am Teil 35 befinden sich Stützen 58
mit einer Stärke, die derjenigen des Teils 36 entspricht, sowie auf der gegenüberliegenden Seite des Teils ebensolche
Stützen mit einer Stärke gleich der des Teils 34, welche im Verein die Platte 37 zwischen sich einspannen
und ihre Ausbuchtung in den Raum 39 oder in den Raum 45 hinein verhindern. Die Teile 34, 35 und 36 sind auch im
übrigen so gebaut, daß an allen Dichtungsstellen satte Anlage durch den ganzen Stoß hindurch vorhanden ist,
wobei man dann für die Platten 37 eine sehr geringe Materialstärke wählen kann.
Die Teile 34, 35 und 36 können in bekannter Weise in einem einzigen Teil ausgeführt werden, der alle gleichen
Kanäle enthält wie diese getrennten Teile zusammen. Fig. 3 stellt eine derartige Ausführung dar, worin der Teil 62 die
obengenannten Teile ersetzt. Die Figur ist als Schnitt a-a durch die Verdampfer- und Kondensatorräume gezeichnet, und
darin sind zwei aufeinanderfolgende Destillationsstufen gezeigt, die von insgesamt drei Platten 37 begrenzt werden.
In der Figur qind Stützen 58 und 59 dargestellt, welche der Platte 37 bei dem Vei&iWpSeVianift^ »und beim Kondensatorraum
45 Halt geben. Desgleichen ist eine Stütze 60 zu sehen, die der Platte 37 am oberen Rande des Raums 41 Halt
gibt und die Dichtigkeit an diesem Punkt durch den ganzen Stoß hindurch verbürgt. Aus der Figur geht auch
hervor, daß der Teil 62 bei dem Raum 41 gegen die Platte 37 anliegt, wodurch der Wärmeaustausch durch die Platte
37 hindurch verhindert wird und die Flüssigkeit im Raum 41 nicht mehr zu sieden strebt. Dies hat insofern eine
wesentliche Bedeutung·als sich in diesem Raum dann keine
Blasen bilden, welche die Entstehung einer Schaumschicht
auf der Flüssigkeitsoberfläche und ein Mitreißen von Tröpfchen in den Kanal herbeiführen würden, in dem der
Dampf aufwärts strömt.
Das Destillat aus allen Destillationsstufen sammelt sich also im Kondensator der letzten, kältesten Destillationsstufe an und wird von dort entfernt. Die zu destillierende
Flüssigkeit wird in den Verdampfer der heißesten Destillationsstufe eingegeben, und der Rückstand wird aus dem Verdampfer
der kältesten Destillationsstufe entfernt. Um Energie zu sparen, kann man die zu destillierende Flüssigkeit vorwärmen,
indem man sie in Wärmeaustausch mit dem Dampf in den verschiedenen Destillationsstufen, von der kältesten bis zur
heißesten, bringt. Dies kann beispielswiese in der in Fig. gezeigten Art geschehen. Der Spalt 68 in der Platte 36' steht
in Verbindung mit dem Kondensator dieser Destillationsphase
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und er enthält Dampf. Die zu erwärmende Flüssigkeit strömt durch das Loch 63 in der Platte 35' in den Spalt
64 in der Platte 34", bei dessen Durchfließen sie sich im Wärmeaustausch mit dem Dampf im Spalt 68 durch die
Platte 37* hindurch erwärmt. Die erwärmte Flüssigkeit geht weiter durch die Löcher 63, 66 und 67 in den dem
Spalt 64 entsprechenden Spalt in der nächsten, heißeren Destillationsstufe, wo sie weiter erwärmt wird. In größeren
Anlagen kann man die Wasser-Vorwärmspalte durch in die Kondensatoren eingesetzte Rohr-Wärmeaustauscher ersetzen,
die von der zu destillierenden Flüssigkeit durchflossen werden.
Fig. 5 zeigt das Strömungsschema einer Ausführungsform einer gesamten Destillationsapparatur. Die unter Druck
stehende zu destillierende Flüssigkeit strömt durch das Ventil 80 und das Rohr 69 in den spaltförmigen Raum 72,
wo sie sich im Wärmeaustausch mit dem im Raum 71 abwärts strömenden, in das Rohr 75 entweichenden Destillat und mit
der im Raum 73 fließenden, in das Rohr 74 austretenden Restflüssigkeit erwärmt. Aus dem Raum 72 geht die zu destillierende
Flüssigkeit weiter in dem in Fig. 4 wiedergegebenen Wärmeaustausch mit den verschiedenen Destillationsstufen, was in
dem Strömungssenema durch die Linie 76 angezeigt ist. Aus der
heißesten Destillationsstufe strömt das Wasser im Rohr 77 in
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den Heizkessel 79, von wo es teilweise verdampft durch das Rohr 78 in den Verdampfer der heißesten Destillationsstufe einströmt.
In den vorstehenden Ausführungsformen strömt die
zu destillierende Flüssigkeit im Verdampfer von oben nach unten. Die zu destillierende Flüssigkeit kann auch im
Verdampfer von unten nach oben strömen, wie dies in der Ausführung gemäß Fig. 6 dargestellt ist. Die zu destillierende
Flüssigkeit wird in dem von der Wärmeaustauschplatte 81, der Dichtung 82 und der Zwischenplatte begrenzten Raum 89
verdampft, in den sie durch die öffnung 88 einfließt und von wo sie zusammen mit den entstandenen Dampf durch die
öffnung 90 in den Kanal 91 und weiter durch die öffnungen 92, 93, 94, 87 und 88 in den Verdampfer der darauffolgenden
Destillationsstufe geht. Der Dampf steigt durch den Kanal und die öffnung 96 in den Kondensatorraum 97, wo er in Wärmeaustausch
durch die Platte 81 hindurch mit der Flüssigkeit in der darauffolgenden Destillationsstufe kondensiert. Das
Destillat fließt durch die öffnungen 98, 99, 100, 1Ol, 102,
103 und 104 in den Kondensator der darauffolgenden Destillationsstufe. Die Strömungsöffnungen für das Destillat und
für die zu destillierende Flüssigkeit sind so bemessen, daß der in ihnen entstehende Strömungsverlust dem Druckverlust
zwischen Destillationsstufen entspricht, wenn eine kleine Menge Dämpf zusammen mit der Flüssigkeit aus einer Destil-
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lationsstufe in die nächste übergeht.
Der von der Dichtung 84/105 begrenzte Dampfströmungskanal kann so geformt werden, daß die mit dem
Dampf mitgehenden Flüssigkeitstropfen vom Dampf separiert werden können. Fig. 7 gibt ein Beispiel von der Formgebung
dieses Kanals. Der Dampf strömt in den von den Dichtungen 106 und 108 begrenzten, sich verjüngenden
Raum hinein, der in Spiralform als Kanal 1O9 weitergeht und bei der Mitte der Spirale in der Öffnung 112 in der
Trennwand 85 endet, durch welche der reine Dampf in den Kondensator strömt. Die Flüssigkeitstropfen werden durch
Fliehkraftwirkung aus dem Dampf auf den Außenumfang der Spirale geschleudert und fließen durch die Öffnungen HO
und 11 zurück auf den Boden des Verdampfers.
Die Apparatur kann auch so gebaut werden, daß die zu destillierende Flüssigkeit bei ihrer Verdampfung sowohl
nach oben als auch nach unten fließt, wie dies in der Ausführungsform gemäß Fig. 8 dargestellt ist. Die Destillationsstufe ist in dieser Ausführung aus zwei Teilen aufgebaut:
aus dem Dichtungsteil 113 und dem Wärmeaustauscher 118. An den Dichtungsteil schließt sich eine Trennwand 115 sowie ein
in seinem oberen Teil und an seinen Vertikalseiten geschlossener Strömungskanal 114 beispielsweise gemäß Fig. 7 an, welch
letzterer durch eine Öffnung in der Trennwand bis zu dem ringförmigen Kanal 116 fortgeht. Der Wärmeaustauscher 118 ist
ein allseitig geschlossener Kasten-Wärmeaustauscher mit einer
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öffnung 119 dem ringförmingen Kanal 116 gegenüber sowie
mit einer öffnung zum Entfernen des Destillats, die nicht in der Figur gezeigt ist. Er ist so eingebaut, daß er
mit seinem unteren Rand und mit den Vertikalwänden bis an den Dichtungsteil 113 heranreicht, während im oberen
Teil zwischen dem Dichtungsteil 113 und dem Wärmeaustauscher 118 eine öffnung verbleibt.
Vorstehend sind als Beispiele einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt worden. Die Erfindung kann
gegebenerweise auch auf viele verschiedene andere Weisen ausgeführt werden. Beispielsweise setzt das in Fig. 5
dargestellte Strömungsschema voraus, daß die Apparatur in ihrer Gesamtheit unter überdruck arbeitet. Falls die
Flüssigkeiten und unverdichteten Gase aus den Räumen 73 und 71 mittels Ejektoren entfernt werden oder die Rohre
74 und 75 als genügend hohe manometrische Säulen gestaltet werden, kann man den Apparat auch mit Unterdruck betreiben.
Hierbei erweitert sich der zur Verwendung stehende. Temperaturbereich
und die Möglichkeit zum Vermehren der Zahl der DestiJLationsstufen und zur Energieersparnis nimmt zu. Wenn
die Apparatur mit Unterdruck arbeitet, kann man den Heizkessel 79 in Fig. 5 z.B. durch einen Zentralheizungskessel ersetzen.
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Claims (18)
1. Destillierapparat mit mehreren Stufen, bei dem die zu destillierende Flüssigkeit vom Verdampfer einer
gegebenen Stufe in den Verdampfer der nächsten unter niedrigerem Druck stehenden Stufe strömt und worin der
Dampf in Wärmeaustausch mit der in der darauffolgenden Stufen strömenden zu destillierenden Flüssigkeit kondensiert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator einer jeden Destillationsstufe und der Verdampfer der darauffolgenden
Destillationsstufe voneinander durch mindestens eine gut wärmeleitende, dünne Platte (10; 37, 37') mit
ebener Form getrennt werden, auf deren einer Seite die zu destillierende Flüssigkeit strömt und auf deren anderer
Seite der Dampf von der vorhergehenden Destillationsstufe kondensiert.
2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Destillationsstufe aus einer ebenen Metallplatte
(10; 37, 37', 81) und aus einem oder mehreren ebenen, aus Material mit schlechtem Wärmeleitvermögen hergestellten
Dichtungsteilen (11; 12; 13; 34; 35; 36; 341; 35',· 36';
82, 83, 84, 85, 86) besteht und der gesamte Destillationsapparat durch Stapeln dieser Teile in Aufeinanderfolge
zusammengesetzt ist.
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3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsteil jeder Destillationsphase einen Verdampferkanal (14; 39) aufweist, in dem
die zu destillierende Flüssigkeit abwärts in Wärmeaustausch mit dem Dampf von der vorhergehenden Destillationsstufe strömt, einen zweiten Kanal (20, 22; 47, 49, 50),
worin die zu destillierende Flüssigkeit vom Verdampferkanal (14; 39) zur nächsten Destillationsstufe strömt,
einen dritten Kanal (24; 42, 43), worin der Dampf nach oben strömt, einen vierten Kanal (15; 45), einen Kondensator,
worin der Dampf in Wärmeaustausch mit der zu destillierenden Flüssigkeit in der nächsten Destillationsstufe kondensiert, und einen fünften Kanal (28, 30, 32; 52,
54, 55, 57), worin das Destillat vom Kondensator in den Kondensator der nächsten Destillationsstufe strömt, sowie
eine Trennwand (12; 35), welche den Verdampfer und den Kondensator der Destillationsstufe voneinander trennt.
4» Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Metallplatte
(10; 37, 37') und der Trennwand (12; 35) des Dichtungsteils verbleibende Verdampferkanal (14; 39) so schmal ist, daß
die längs der Metallplatte (10; 37, 37') fließende verdampfende Flüssigkeit auch die Trennwand (12; 35) des
Dichtungsteils berührt.
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5. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (20, 22;
47, 49, 5O), worin die zu destillierende Flüssigkeit zum Verdampfer der nächsten Destillationsstufe fließt,
mindestens zum Teil so bemessen ist, daß die Dampfblase nicht an der Flüssigkeit vorbeizugehen vermag, sondern
gezwungen ist, die Flüssigkeit vor sich her zu treiben.
6. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kanal (24; 42, 43),
worin der Dampf nach oben strömt, so bemessen ist, daß ein an dessen Wandung entstehender Flüssigkeitstropfen
nicht die gegenüberliegende Wandung berührt, ehe er beginnt, abwärts zu fließen.
7. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte Kanal (28, 3O, 32;
52, 54, 55, 57), worin das Destillat zum Kondensator der nächsten Destillationsstufe strömt, mindestens zum Teil
so bemessen ist, daß die Dampfblase nicht an der Flüssigkeit vorbeizugehen vermag, sondern gezwungen ist, die
Flüssigkeit vor sich her zu treiben.
8. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal, worin die zu
destillierende Flüssigkeit zum Verdampfer der nächsten Destillationsstufe strömt, so geformt ist, daß die Flüssig-
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keit in irgendeinem Teil (19; 49) des Kanals abwärts
strömt.
9. Apparat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kanal, worin das Destillat zum Kondensator der nächsten Destillationsstufe strömt, so
geformt ist, daß das Destillat in irgendeinem Teil (27; 52, 54) des Kanals abwärts strömt.
10. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Verdampferkanal (14j 39)
strömende Flüssigkeit mittels am Dichtungsteil und/oder an der Metallplatte befindlicher Führungen (17) oder
mittels eines im Verdampferkanal eingesetzten Metalldrahtnetzes (4O) oder eines porösen Stoffes geleitet wird.
11. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu destillierende Flüssigkeit
den Dichtungsteil durch eine Öffnung (21; 48) durchströmt, die sich an verschiedener Stelle von derjenigen Öffnung
(23, 51) befindet, wo sie die Metallplatte durchströmt.
12. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Destillat den Dichtungsteil
durch eine Öffnung (25; 44, 102) durchströmt, die sich an verschiedener Stelle von derjenigen Öffnung (29, 53, 99)
befindet, wo das Destillat die Metallplatte durchströmt.
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13. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (37, 37')·mittels
zu beiden Seiten der Dichtungsteile befindlicher Erhöhungen (58) so abgestützt sind, daß sie sich nicht
wesentlich verbiegen können.
14. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsteil so geformt
ist, daß im unteren Teil des Verdampfers kein Wärmeaustausch vom Kondensator der vorhergehenden Destillationsstufe zur Flüssigkeit auf dem Boden des Verdampfers stattfinden
kann.
15. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsteil jeder Destillationsstufe einen Verdampferkanal (89) aufweist, worin die zu
destillierende Flüssigkeit aufwärts im Wärmeaustausch
mit dem Dampf von der vorhergehenden Destillationsstufe strömt, einen zweiten Kanal (91) , worin ein Gemisch von
zu destillierender Flüssigkeit und Dampf von oben nach unten strömt, einen dritten Kanal (95, 107), worin der
Dampf aufwärts strömt, einen vierten Kanal, einen Kondensator (97), worin der Dampf im Wärmeaustausch mit der zu destillierende
Flüssigkeit in der nächsten Destillationsstufe kondensiert, einen fünften Kanal (92, 93, 94, 87, 88), worin
die zu destillierende Flüssigkeit zur nächsten Destillations-
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stufe strömt, einen sechsten Kanal (98, 99, 100, 101, 102, 103, 104), worin das Destillat zum Kondensator der nächsten
Destillationsstufe strömt, sowie eine Trennwand'(85), die den Verdampfer und den Kondensator des Destillationsstufe
voneinander trennt.
16. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf in jeder Destillationsstufe im Raum zwischen
zwei ebenen, gut wärmeleitenden Platten kondensiert und die zu destillierende Flüssigkeit verdampft, während die zuerst
auf der einen Seite der einen Platte aufwärts und dann auf der einen Seite der anderen Platte abwärts im Wärmeaustausch
mit dem kondensierenden Dampf strömt (Fig. 8).
17. Apparat nach Anspruch 3, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Kanal, in dem der Dampf vom
Verdampfer zum Kondensator (24, 42/43, 95) strömt, derart geformt ist, daß der Dampf zumindest einen Teil der Wegstrecke
in einem spiralförmigen Kanal (109) strömt, durch dessen am Außenumfang vorhandene öffnungen (110, 111) die
vom Dampf mitgeführten Flüssigkeitstropfen unter Fliehkraftwirkung austreten und der reine Dampf in der Mitte der Spirale
durch eine Öffnung (112, 96, 25) in der Trennwand (12, 35, 85) zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator in den Kondensator
strömt.
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18. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu destillierende Flüssigkeit vor
ihrer Einführung in den Verdampfer der heißesten Destillationsstufe in Wärmeaustausch mit dem aus dem Apparat
austretenden Destillat und der austretenden Restflüssigkeit und hiernach im Wärmeaustausch mit dem Dampf jeder
Destillationsstufe, von der kältesten bis zur heißesten Destillationsstufe, sowie zum Schluß mittels von außen
zugeführter Energie entweder in der heißesten Destillationsstufe oder in einem getrennten Kessel (79), aus dem sie
der heißesten Destillationsstufe zugeführt wird, erwärmt wird (Fig. 5).
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FR7328169A FR2239268A1 (en) | 1973-08-01 | 1973-08-01 | Multistage water evaporator for small flows - partic. for domestic use, constructed from thin rectangular modules |
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WO2023016620A1 (en) * | 2021-08-12 | 2023-02-16 | Heinzl, Wolfgang | Frames for a multi-effect evaporation and condensation system |
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1973
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- 1973-08-01 DE DE19732339028 patent/DE2339028A1/de active Pending
- 1973-08-01 NL NL7310636A patent/NL7310636A/xx unknown
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EP0197513A2 (de) * | 1985-04-09 | 1986-10-15 | Energiagazdalkodasi Intezet | Einheit für Plattentyp-Vorrichtungen zur Durchführung von thermodynamischen Prozessen, beruhend auf Wärmeaustausch zwischen fliessenden Flüssigkeiten |
EP0197513A3 (en) * | 1985-04-09 | 1989-08-02 | Energiagazdalkodasi Intezet | Shell for plate-type apparatus to carry out thermo-dynamic processes based on heat-exchange between flowing fluids |
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