DE2632910C2 - Process for the evaporation of liquids, especially radioactive waste water - Google Patents
Process for the evaporation of liquids, especially radioactive waste waterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten, insbesondere von radioaktiven Abwässern, mittels mehrstufiger Eindampfanlagen.The invention relates to a method for evaporating liquids, in particular radioactive ones Wastewater, by means of multi-stage evaporation plants.
Die Anforderungen an die Reinheit der Abwässer aus kerntechnischen Anlagen, wie vor allem aus Kernkraftwerken, werden immer höher. Bisher konnten noch Restaktivitäten von 10-6 Curie/m3 zugelassen werden, jedoch werden in neuerer Zeit Werte bis zu 10~8 Curie/m3 als Restaktivitäten verlangt.The demands on the purity of waste water from nuclear facilities, especially from nuclear power plants, are becoming ever higher. So far could still remaining activities of 10- 6 Curie / m 3 will be admitted, but in recent times values are up to 10 ~ 8 Curie / m 3 requires the balance of activities.
Nach dem Stande der Technik gibt es zunächst einstufige Anlagen, deren Standardausrüstung aus einem Verdampfer mit Abstreiferkolonne, einem Oberflächenkondensator zur Kondensation der ausgedampften Brüden (Destillat), einem Destillat-Entgaser und einem Destillat-Kühler besteht. Es wurden verschiedene Verdampfertypen in solchen Anlagen eingesetzt, u. a. Dünnschichtverdampfer mit beweglichen Wischerblättern. Topfverdampfer, Natur-Umlauf-Verdampfer sowie auch Verdampfer mit Zwangsumwälzung. Alle diese Anlagen arbeiten vorzugsweise unter Normaldruck, also bei einer Siedetemperatur von 100 bis 105° C und bei einer Heizdampftemperatur von 130°C undAccording to the state of the art, there are initially single-stage systems with standard equipment an evaporator with a stripping column, a surface condenser for condensing the evaporated Vapors (distillate), a distillate degasser and a distillate cooler. There were different ones Types of evaporators used in such systems, i.a. Thin film evaporator with movable wiper blades. Pot evaporators, natural circulation evaporators as well as evaporators with forced circulation. All these systems preferably work under normal pressure, i.e. at a boiling temperature of 100 to 105 ° C and at a heating steam temperature of 130 ° C and
ίο darüber.ίο about it.
Nachteilig an diesen einstufigen Anlagen ist es, daß die Qualität von deren Destillat nicht mehr den heutigen Anforderungen genügt Außerdem führt die direkte Beheizung der Verdampfer mit höher gespanntem, meistens überhitztem Dampf zu einer schnellen Verkrustung der Heizflächen.The disadvantage of these single-stage systems is that the quality of their distillate is no longer the same as it is today Requirements is sufficient In addition, the direct heating of the evaporator with higher voltage, mostly superheated steam to a rapid encrustation of the heating surfaces.
Weiterhin sind zweistufige Gleichstrom-Anlagen bekannt Eine Art dieser Anlage arbeitet nach dem Böhler-Verfahren, bei dem aus der ersten Verdampfstufe, in der das Abwasser konzentriert wird, Brüden zur Beheizung der zweiten Verdampfstufe entnommen werden. Diese Brüden werden in einem Mischkondensator durch die in der zweiten Verdampfstufe umgepumpte Flüssigkeit niedergeschlagen und mit derselben vermischt. Die Verdampfung in der zweiten Stufe erfolgt durch Entspannung der umlaufenden Flüssigkeit. Damit diese Flüssigkeit durch Herüberreißen von Tropfen aus der ersten Stufe nicht konzentriert wird, muß ein Teil in die erste Stufe zurückgeführt werden.Furthermore, two-stage direct current systems are known. One type of this system works according to the Böhler process in which vapors are generated from the first evaporation stage, in which the waste water is concentrated Heating of the second evaporation stage can be taken. These vapors are in a mixing condenser precipitated by the liquid pumped around in the second evaporation stage and with the same mixed. The evaporation in the second stage takes place through the expansion of the circulating liquid. So that this liquid is not concentrated by being dragged over by drops from the first stage, a part must be returned to the first stage.
Eine andere Art der bekannten zweistufigen Eindampfanlagen sind solche, die zur Erzeugung von Bi-Destillat für pharmazeutische Zwecke dienen. Diese Anlagen weisen bekannte Umlauf- oder Topfverdampfer auf, die zum Teil übereinander in Gleichstromschaltung angeordnet sind. Bei der Verfahrensweise dieser Eindampfanlagen wird das Rohwasser der ersten Verdampfstufe zugeführt, und die Brüden aus dieser Stufe werden zur Beheizung der zweiten Stufe benutzt.Another type of known two-stage evaporation plants are those used for the production of Bi-distillate is used for pharmaceutical purposes. These Systems have known circulation or pot evaporators, some of which are connected in direct current one above the other are arranged. When these evaporation plants operate, the raw water becomes the first Evaporation stage fed, and the vapors from this stage are used to heat the second stage.
Diese zweistufigen Gleichstromanlagen haben bei Einsatz für Abwässer eine Reihe von Nachteilen, die insbesondere darin zu sehen sind, daß das aufzuarbeitende Abwasser in der ersten Stufe bei höheren Temperaturen konzentriert wird, wodurch sich eine erhöhte Verkrustungsgefahr ergibt. Bei den zweistufigen Anlagen, die mit Mischkondensation arbeiten, muß Destillat zurückgeführt werden, um eine Anreicherung an z. B. Radioaktivität zu vermeiden. Außerdem kommt es beim Anfahren und bei der Druckhaltung infolge der direkten Wärmeübertragung in der zweiten Stufe zu Schwierigkeiten, und es sind große Umwälzpumpen erforderlich, und zwar vor allen Dingen bei den derzeit geforderten großen Eindampfleistungen. Beispielsweise ist es bei einer Eindampfleistung von 6 t/h und einer Siedetemperatur von z. B. 115°C in der ersten Stufe bei einer Entspannung der umgewälzten Flüssigkeit auf 100°C erforderlich, eine Menge von über 200 m3/h umzuwälzen. Sollen die Temperaturen niedriger liegen, z. B. 108°C, wobei die Entspannung auf 100°C erfolgt, dann ist es bereits notwendig, eine Menge von 400 m3/h umzuwälzen. Die aufzubringende elektrische Leistung steigt entsprechend.When used for waste water, these two-stage direct current systems have a number of disadvantages, which can be seen in particular in the fact that the waste water to be processed is concentrated in the first stage at higher temperatures, which results in an increased risk of encrustation. In the two-stage systems that work with co-condensation, distillate must be returned to an enrichment of z. B. Avoid radioactivity. In addition, difficulties arise when starting up and maintaining pressure as a result of the direct heat transfer in the second stage, and large circulating pumps are required, especially with the large evaporation capacities currently required. For example, it is at an evaporation rate of 6 t / h and a boiling point of z. B. 115 ° C in the first stage with a relaxation of the circulated liquid to 100 ° C required to circulate an amount of over 200 m 3 / h. Should the temperatures be lower, e.g. B. 108 ° C, with the relaxation to 100 ° C, then it is already necessary to circulate an amount of 400 m 3 / h. The electrical power to be applied increases accordingly.
Mit der Erfindung soll ein Verfahren zur Eindampfung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Dekontaminierung von radioaktiven Abwässern, geschaffen werden, das wirtschaftlich betreibbar ist, das mit Sicherheit die geforderten hohen Reinheiten des Destillats erbringt und möglichst wenig Wartung erfordert; weiterhin sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch dieThe invention is intended to provide a method for evaporation of liquids, in particular for decontamination of radioactive wastewater, which is economically viable, which is certainly the provides the required high purity of the distillate and requires as little maintenance as possible; Farther should also use the method according to the invention
anderen oben angegebenen Nachteile überwunden werden.other disadvantages noted above can be overcome.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Eindampfen einer — insbesondere radioaktiven — Flüssigkeit in einer mehrere Verdampfstufen heizseitig in Hintereinanderschaltung enthaltenden Eindampfanlage, in der mit den Brüden wenigstens einer Verdampfstufe wenigstens eine in der heizseitigen Hintereinanderschaltung folgende Verdampfstufe geheizt wird und in der das Brüdenkondensat wenigstens einer Verdampfstufe in wenigstens einer anderen Verdampfstufe eingedampft wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die einzudampfende Flüssigkeit wenigstens einer der ersten Verdampfstufe in der heizseitigen Hintereinanderschaltung folgenden Verdampfstufe zugeführt wird und wenigstens ein Teil des Brüdenkondensats dieser Verdampfstufe zum Eindampfen wenigstens einer ihr in der heizseitigen Hintereinanderschaltung vorangehenden Verdampfstufe zugeführt wird.The solution to this problem consists in a method for evaporating a - in particular radioactive - liquid in a series containing several evaporation stages on the heating side Evaporation plant in which with the vapors at least one evaporation stage is at least one on the heating side Series connection of the following evaporation stage is heated and in which the vapor condensate at least an evaporation stage is evaporated in at least one other evaporation stage, which is characterized is that the liquid to be evaporated at least one of the first evaporation stage in the The following evaporator stage is fed in series on the heating side and at least part of the Vapor condensate of this evaporation stage for evaporation of at least one of it in the series connection on the heating side preceding evaporation stage is supplied.
Dieses Verfahren führt zu einem niedrigen Wärmeleistungsaufwand, ist also sehr wirtschaftlich durchführbar, und es setzt die Gefahr der Verkrustung der Heizflächen so stark herab, daß die Anlage, mit der das Verfahren durchgeführt wird, eine geringere Wartung, Betriebsüberholung oder dergl. erfordert Entscheidend ist jedoch, daß die vorstehenden Vorteile gleichzeitig mit der Erzielung einer äußerst niedrigen Restradioaktivität (besser als 10-10 Curie/m3) des endgültigen Destillats der Anlage erreicht werden, die den heutigen hohen Anforderungen, wie sie eingangs erwähnt worden sind, mehr als gerecht wird.This process leads to a low heat output, so it can be carried out very economically, and it reduces the risk of encrustation of the heating surfaces so much that the system with which the process is carried out requires less maintenance, operational overhaul or the like. However, it is decisive which is today's high requirements as have been mentioned above more than just to the above advantages (/ m better than 10- 10 Curie 3) simultaneously with achieving an extremely low residual radioactivity of the final distillate of the plant are achieved.
Vorzugsweise wird das Verfahren so ausgeführt, daß das Brüdenkondendat entgast wird, bevor es der heizseitig vorangehenden Verdampfstufe zum Eindampfen zugeführt wird.The method is preferably carried out so that the vapor condensate is degassed before it is the is supplied to the preceding evaporation stage on the heating side for evaporation.
Zum Ausgleich der Mengenbilanz innerhalb der Anlage wird das Verfahren so geführt, daß wenigstens ein Teil des Brüdenkondensats wenigstens einer Verdampfstufe wenigstens einer heizseitig vorangehenden Verdampfstufe zugeführt wird.To compensate for the quantity balance within the plant, the process is carried out in such a way that at least part of the vapor condensate of at least one evaporation stage at least one preceding one on the heating side Evaporation stage is supplied.
Auch kann man wenigstens eine der Verdampfstufen wenigstens teilweise mit Frischdampf beheizen.At least one of the evaporation stages can also be heated at least partially with live steam.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele von im Gleichstrom arbeitenden Eindampfanlagen, die in den Fi g. 1 bis 3 im Prinzip dargestellt sind, näher erläutert; es zeigtThe invention is illustrated below with the aid of some particularly preferred exemplary embodiments of im Concurrent evaporation plants, which are shown in the Fi g. 1 to 3 are shown in principle, explained in more detail; it shows
F i g. 1 eine zweistufige Eindampfanlage, die eine Stufe für das zu verarbeitende Produkt, z. B. radioaktives Abwasser, und eine Stufe für das Destillat besitzt;F i g. 1 a two-stage evaporation plant, which has one stage for the product to be processed, e.g. B. radioactive Waste water, and has a stage for the distillate;
Fig.2 eine dreistufige Eindampfanlage, die zwei Stufen für das zu verarbeitende Produkt und eine geteilte Stufe für das Destillat aufweist; undFig. 2 a three-stage evaporation plant, the two stages for the product to be processed and one having split stage for the distillate; and
Fig.3 eine vierstufige Eindampfanlage, die zwei Stufen für das zu verarbeitende Produkt und zwei Stufen für das Destillat umfaßt.Fig. 3 a four-stage evaporation plant, the two stages for the product to be processed and two Includes stages for the distillate.
Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, wonach das bei 1 zugeführte Produkt, das verarbeitet werden soll, z. B. radioaktives Abwasser, mittels einer Pumpe 2 über die Leitung 3 in den Heizkörper 4 der letzten Stufe der Eindampfanlage gepumpt wird, die aus wenigstens zwei heizseitig hintereinandergeschalteten Stufen besteht. Im Prinzip kann die Eindampfanlage aus einer beliebigen Anzahl von Stufen bestehen, wenn auch in F i g. 1 der Zeichnung nur die letzte und vorletzte Stufe in näheren Einzelheiten veranschaulicht ist. Zum Trennen von Flüssigkeit und Brüden aus dem Heizkörper 4 dient ein Abscheider 5. Dieser Abscheider kann einige Destillationsböden zum Auswaschen des Brüdens enthalten. Der hier gereinigte Brüden wird über die Leitung 6 einer Kondensationseinrichtung 7, z. B. einem 5 Oberflächenkondensator, zur Kondensation zugeführt Bei 8 ist der Kühlwassereintritt in die Kondensationseinrichtung und bei 9 der Kühlwasseraustritt aus der Kondensationseinrichtung angedeutetLet us first refer to FIG. 1 referred to, according to which the product supplied at 1 is processed should, e.g. B. radioactive waste water, by means of a pump 2 via line 3 in the radiator 4 of the last stage the evaporation plant is pumped, which consists of at least two stages connected in series on the heating side. In principle, the evaporation plant can consist of any number of stages, albeit in F i g. 1 of the drawing, only the last and penultimate stage is illustrated in more detail. To the A separator 5 is used to separate liquid and vapors from the heating element 4. This separator can contain some distillation trays to wash out the vapors. The vapors cleaned here are transferred to the Line 6 of a condensation device 7, for. B. a 5 surface condenser, fed for condensation At 8 the cooling water inlet into the condensation device and at 9 the cooling water outlet from the Condensation device indicated
Das Kondensat der Kondensations- bzw. Kühleinrichtung 7 wird über die Leitung 10 an einen Rücklaufteiler 11 gegeben, von dem es über eine Leitung 12 zum Teil in den beispielsweise als Waschkolonne ausgebildeten Abscheider 5 zurückgelangt, während der andere Teil des Kondensats vom Rücklaufteiler 11 über eine Leitung 13 in einen Entgaser i 4 eingespeist wird.The condensate of the condensation or cooling device 7 is given via the line 10 to a return divider 11, from which it returns via a line 12 in part to the separator 5, which is designed, for example, as a wash column, while the other part of the condensate from the return divider 11 via a Line 13 is fed into a degasser i 4.
Die Dampfzufuhr zu dem Entgaser 14 ist bei 15 und die Kondensatabführung bei 16 angedeutet Das Brüden/Gas-Gemisch des Entgasers 14 wird über die Leitung 17 erneut der Kondensationseinrichtung 7 zugeführt Die außerdem noch von der Kondensationseinrichtung abgehende Leitung 18 dient zur Entlüftung. Diese Leitung 18 und die daran angeschlossene Vakuumpumpe 19 deuten eine Möglichkeit für einen Betrieb unter Vakuum an. Die Vakuumpumpe 19 ist vorzugsweise eine Dampfstrahlpumpe, so daß bei 20 die Dampfzuführung zur Strahlpumpe und bei 21 die Gasabführung von der Strahlpumpe angedeutet ist.The steam supply to the degasser 14 is indicated at 15 and the condensate discharge at 16 The vapor / gas mixture from the degasser 14 is returned to the condensation device 7 via the line 17 The line 18 also going out from the condensation device is used for venting. This line 18 and the vacuum pump 19 connected to it indicate a possibility for one Operation under vacuum. The vacuum pump 19 is preferably a steam jet pump, so that at 20 the Steam supply to the jet pump and at 21 the gas discharge from the jet pump is indicated.
Das Kondensat aus dem Entgaser 14, das als Monodestillat oder Destillat I bezeichnet und über die Leitung 22 und die in dieser Leitung vorgesehene Pumpe 23 dem Heizkörper 24 einer vorhergehenden, im vorliegenden Fall der unmittelbar vorhergehenden Stufe zugeführt wird, ist vollständig entgast und hat eine Aktivität, wie sie mit einstufigen Anlagen erreichbar ist. Die weitere Herabsetzung der Aktivität erfolgt in der erwähnten vorhergehenden Stufe durch erneute Verdampfung im Heizkörper 24 und durch Abscheidung im zugeordneten Abscheider 25. Eine Rückführung des Monodestillats aus dieser Stufe in die letzte Stufe ist nicht erforderlich, weil die Anreicherung gering ist. Trotzdem kann eine solche Rückführung grundsätzlich erfolgen, wie durch die Leitung 26 angedeutet ist, die vom Flüssigkeitsbereich des Abscheiders 25 zum Heizkörper 4 der letzten Stufe verläuft und in F i g. 1 nur gestrichelt eingezeichnet ist.The condensate from the degasser 14, which is referred to as monodistillate or distillate I and via the Line 22 and the pump 23 provided in this line to the radiator 24 of a preceding, im present case is fed to the immediately preceding stage is completely degassed and has a Activity that can be achieved with single-stage systems. The further reduction in activity takes place in the mentioned previous stage by renewed evaporation in the heater 24 and by deposition in the associated separator 25. A return of the monodistillate from this stage to the last stage is not required because the enrichment is low. Nevertheless, such repatriation can in principle take place, as indicated by the line 26, the from the liquid area of the separator 25 to Radiator 4 of the last stage runs and in F i g. 1 is only shown in dashed lines.
Der Brüden aus dem Abscheider 25 wird über die Leitung 27 dem Heizkörper 4 zugeführt und wegen seiner Wärmeabgabe im Heizkörper 4 kondensiert. Das hierbei erhaltene Kondensat, das als Bidestillat oder Destillat II bezeichnet wird, wird über die Leitung 28 der heizseitig letzten Stufe, also im vorliegenden Falle dem Heizkörper 4, entnommen und über eine Pumpe 29 und die Leitung 30 sowie einen Destillatkühler 31 bei 32 aus der Anlage abgegeben. Über eine an den Auslaß der Pumpe 29 angeschlossene bzw. von der Leitung 30 abgezweigte Rückführleitung 33 wird ein Teilstrom des Bidestillats zum Ausgleich der Mengenbilanz in die vorletzte Stufe, die bei der vorliegenden zweistufigen Anlage gleichzeitig die erste Stute ist, zurückgeführt.The vapor from the separator 25 is fed to the radiator 4 via the line 27 and because of its heat release condenses in the radiator 4. The condensate obtained in this way, which as bidistillate or Distillate II is referred to, is via line 28 of the last stage on the heating side, so in the present case the radiator 4, removed and via a pump 29 and the line 30 and a distillate cooler 31 at 32 released from the plant. Via a connected to the outlet of the pump 29 or from the line 30 branched return line 33 is a partial flow of the bidistillate to compensate for the mass balance in the penultimate stage, which is also the first mare in the present two-stage system, returned.
Bei 34 ist der Kühlwassereintritt und bei 35 der Kühlwasseraustritt am Destillatkühler 31 angedeutet. Außerdem ist an jedem Abscheider 5 bzw. 25 eine Zirivulationsleitung 36 bzw. 37 eingezeichnet, die zu dem zugeordneten Heizkörper 4 bzw. 24 führt. Über die Leitung 38, in der ein Absperrventil 39 vorgesehen ist, kann das Konzentrat vom Abscheider 5 aus der Eindampfanlage entnommen werden.At 34 the cooling water inlet and at 35 the cooling water outlet on the distillate cooler 31 is indicated. In addition, a circulation line 36 and 37 is shown on each separator 5 and 25, which leads to the associated radiator 4 and 24 leads. Via line 38, in which a shut-off valve 39 is provided, the concentrate can be removed from the separator 5 from the evaporation plant.
Die heizseitig erste Stufe wird in der Regel mit Frischdampf beheizt, der dem Heizkörper 24 über die Leitung 40 zugeführt wird, während das daraus gebildete Kondensat über die Leitung 41 abgeführt wird. Es ist aber auch möglich, den Brüden der letzten Stufe zum Beheizen der ersten Stufe zu benutzen, indem man z. B. mit Hilfe eines mechanischen Verdichters die Brüden aus der Leitung 6 komprimiert und dem Heizraum des Heizkörpers 24 über die Leitung 40 zuführt, so daß die Brüden dort kondensiert werden. Das dann über die Leitung 41 entnommene Kondensat würde anschließend entgast werden und nunmehr zum Erzeugen des Bidestillats in den Produktraum des Heizkörpers 24 geleitet.The first stage on the heating side is usually heated with live steam, which is supplied to the radiator 24 via the Line 40 is supplied, while the condensate formed therefrom is discharged via line 41 will. But it is also possible to use the vapor from the last stage to heat the first stage by one z. B. with the help of a mechanical compressor, the vapors from line 6 compressed and the The heating chamber of the heater 24 is supplied via line 40, so that the vapors are condensed there. That then removed via line 41 condensate would then be degassed and now for Generating the bidistillate is passed into the product space of the heater 24.
Dadurch, daß die in der Anlage zu behandelnde Flüssigkeit, wie z. B. eine radioaktive Flüssigkeit, der letzten Stufe zugeführt wird und diese mit Brüden, d. h. Sattdampf, aus der vorhergehenden Stufe beheizt wird, kommt es gegenüber mehrstufigen Gleichstrom-Eindampfanlagen nur sehr verzögert zur Verkrustung der Heizflächen des Heizkörpers 4. Will man die Verkrustungsgeschwindigkeit in der letzten Stufe weiter vermindern, dann empfiehlt sich eine Herabsetzung der Siedetemperatur dieser Stufe, indem ein entsprechendes Vakuum mittels der Vakuumpumpe 19 erzeugt wird.The fact that the liquid to be treated in the system, such as. B. a radioactive liquid that last stage is fed and this with vapors, d. H. Saturated steam from the previous stage is heated, In comparison to multi-stage direct current evaporation systems, encrustation of the Heating surfaces of the radiator 4. If you want to increase the incrustation speed in the last stage reduce, then it is advisable to lower the boiling point of this stage by adding a corresponding Vacuum is generated by means of the vacuum pump 19.
Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß der kondensierte Abdampf bzw. Brüden der letzten Stufe nicht unbedingt zum wiederholten Eindampfen im Heizkörper 24 der vorhergehenden Stufe, sondern bei einer mehr als zweistufigen Anlage auch in einer noch weiter vorn liegenden Stufe verwendet werden kann.It should be noted in this connection that the condensed exhaust steam or vapors from the last stage not necessarily for repeated evaporation in the heating element 24 of the previous stage, but with a more than two-stage system can also be used in a stage further forward.
Bei zweistufigen Eindampfanlagen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, wird ein Kondensat hoher Reinheit erzeugt, nämiich das erwähnte Bidestillat, und der Dampfverbrauch liegt bei einer solchen Anlagen nicht höher als bei einer einstufigen Anlage, die mit Frischdampf beheizt ist.In two-stage evaporation plants that operate according to the process according to the invention, a condensate is produced of high purity, namely the bidistillate mentioned, and the steam consumption is one such systems are not higher than in a single-stage system that is heated with live steam.
Es seien nachstehend zwei Beispiele für Betriebswerte einer zweistufigen Anlage, die gemäß der Erfindung arbeitet, gegeben.The following are two examples of operating values for a two-stage system according to the invention works, given.
Beispiel 1
Normalbetriebexample 1
Normal operation
Die letzte Stufe arbeitet unter Normaldruck entsprechend einer Temperatur im Kondensator 7 von 1000C. Die Produktsiedetemperatur liegt dann infolge Druckverlust und Siedepunktserhöhung bei 102 bis 105° C im Abscheider 5. Der Heizdampf der letzten Stufe, d. h. der Brüden der ersten Stufe, hat eine Sattdampftemperatur von ca. 125°C bei entsprechendem Druck.The last stage operates under atmospheric pressure corresponding to a temperature in the condenser 7 100 0 C. The Produktsiedetemperatur then is due to loss of pressure and boiling point elevation at 102 to 105 ° C in the separator 5. The heating steam of the last stage, ie the vapor from the first stage, has a Saturated steam temperature of approx. 125 ° C at the appropriate pressure.
Die erste Stufe wird mit reduziertem Frischdampf von 3 bar, entsprechend einer Temperatur von ca. 145°C beheizt. Das Monodestillat wird über die Leitung 22 mit seiner Temperatur von 100° C zur ersten Stufe gefördert während das Bidestillat mit seiner Temperatur von 125° C im Destillatkühler 31 mit Kühlwasser auf 40° C gekühlt wird.The first stage is with reduced live steam of 3 bar, corresponding to a temperature of approx. 145 ° C heated. The monodistillate is over the line 22 with its temperature of 100 ° C promoted to the first stage while the bidistillate with its temperature from 125 ° C in the distillate cooler 31 is cooled to 40 ° C with cooling water.
Der Heizkörper 4 wird mit einer Arbeitstemperatur von 125 bis 130° C betrieben, während die Temperatur im Flüssigkeitsteil des Abscheiders 5 bei 102° C liegt Das Kühlwasser an der Kühlwassereintrittsstelle 8 der Kondensationseinrichtung 7 hat eine Temperatur von 25° C, während es am Kühlwasseraustritt 9 eine Temperatur von 35° C hat Die Temperatur in der Kondensationseinrichtung beträgt etwa 1000C, und zwar ebenso wie im oberen Bereich des Entgasers 14, w ährend in dessen Heizraum, in den über die Leitung 15 Dampf von ca. 2,8 bar zugeführt wird, eine Temperatur von 13O0C herrscht.The heating element 4 is operated at a working temperature of 125 to 130 ° C, while the temperature in the liquid part of the separator 5 is 102 ° C. The cooling water at the cooling water inlet point 8 of the condensation device 7 has a temperature of 25 ° C, while it is at the cooling water outlet 9 a temperature of 35 ° C has the temperature in the condenser is about 100 0 C, as much as the top of the degasser 14, w hile in the boiler room, supplied into the steam via line 15 of approximately 2.8 bar is, a temperature of 130 0 C prevails.
In der ersten Stufe wird der Heizkörper 24 mit einer Heiztemperatur von ca. 1450C betrieben, während im Abscheider 25 eine Temperatur von 130° C herrscht. Der Kühleinrichtung 31 wird das Kühlwasser über die Leitung 34 mit 25° C zugeführt und über die Leitung 35 mit 35°C entnommen.In the first stage the heater is operated at a heating temperature of about 145 0 C 24 while the separator 25 has a temperature of 130 ° C prevails. The cooling water is fed to the cooling device 31 via line 34 at 25.degree. C. and withdrawn via line 35 at 35.degree.
Beispiel 2
VakuumbetriebExample 2
Vacuum operation
Bei dem nachstehend gegebenen Beispiel eines Vakuumbetriebs ergeben sich gegenüber den obigen Werten, wie sie für das Beispiel eines Normalbetriebs gegeben worden sind, folgende Abweichungen:In the example of vacuum operation given below, there are compared to the above Values as given for the example of normal operation have the following deviations:
Die Siedetemperatur in der letzten Stufe ist 82 bis 85° C, so daß sich die anderen Temperaturen entsprechend niedriger einstellen.The boiling point in the last stage is 82 to 85 ° C, so that the other temperatures are accordingly set lower.
Der Heizkörper 4 wird mit einer Arbeitstemperatur von 1100C betrieben, während die Temperatur im Flüssigkeitsteil des Abscheiders bei 82° C liegt. Die Temperatur in der Kondensationseinrichtung beträgt etwa 8O0C, und zwar ebenso wie im oberen Bereich des Entgasers 14, während in dessen Heizraum, in den über die Leitung 15 Dampf von ca. 1,3 bar zugeführt wird, eine Temperatur von 110° C herrscht.The heater 4 is operated with a working temperature of 110 0 C, while the temperature in the liquid part of the separator is 82 ° C. The temperature in the condenser is about 8O 0 C, as much as the top of the degasser 14, while in the boiler room, in the 15 steam is supplied from approximately 1.3 bar above the line, a temperature of 110 ° C prevails.
In der ersten Stufe wird der Heizkörper 24 mit einer Heiztemperatur von ca. 1250C betrieben, während im Abscheider 25 eine Temperatur von 110° C herrscht.In the first stage the heater is operated at a heating temperature of about 125 0 C 24 while the separator 25 has a temperature of 110 ° C prevails.
Die Betriebswerte des Kühlwassers der Kondensationseinrichtung 7 und der Kühleinrichtung 31 sowie die Temperatur des zu entnehmenden Bidestillats sind die gleichen wie im Beispiel für Normalbetrieb angegeben.The operating values of the cooling water of the condensation device 7 and the cooling device 31 as well as the The temperature of the bidistillate to be withdrawn is the same as given in the example for normal operation.
Es sei nun anhand der F i g. 2 eine im Gleichstrom arbeitende dreistufige Eindampfanlage näher erläutert, bei der die letzten beiden Stufen für das Produkt und die erste Stufe, die geteilt ausgebildet ist, für das Monodestillat vorgesehen sind, wobei zunächst zu bemerken ist, daß die Eindampfanlage nach Fig.2 in ihren letzten beiden Stufen weitgehend so aufgebaut ist, wie die Eindampfanlage nach F i g. 1, so daß hier nur die Abweichungen gegenüber F i g. 1 erörtert werden.It is now based on FIG. 2 explains in more detail a three-stage evaporation plant operating in cocurrent, in which the last two stages for the product and the first stage, which is designed to be divided, for the Monodistillate are provided, it should first be noted that the evaporation plant according to Figure 2 in its last two stages is largely constructed in the same way as the evaporation plant according to FIG. 1, so here only the Deviations from F i g. 1 will be discussed.
Da nun die beiden letzten Stufen für das Produkt vorgesehen sind, wird dieses über die Leitung 3 dem Heizkörper 24 der vorletzten Stufe zugeführt. Weiterhin ist die Leitung 28 zum Rücklaufteiler 11 geführt, und von dessen Leitung 12 zweigt eine Leitung 12' ab, die zum Abscheider 25 verläuft. Die Leitung 33 und die Pumpe 29 sind weggefallen, und die Leitung 26 ist in F i g. 2 voll ausgezogen, da sie hier eine normale Betriebsleitung ist Schließlich ist die Leitur.g 30 an einer anderen Stelle als in F i g. 1 angeschlossen, die Leitungen 40 und 41 sind anders geschaltet, und zum Heizkörper 24 ist von der vorhergehenden Stufe eine zusätzliche Leitung geführt; auf diese verschiedenen, zuletzt genannten Abweichungen wird weiter unten im Zusammenhang mit der nachstehend erläuterten ersten Stufe noch näher eingegangen.Since the last two stages are provided for the product, this is via line 3 to the Heating element 24 supplied to the penultimate stage. Furthermore, the line 28 is led to the return divider 11, and a line 12 ′ branches off from its line 12 and runs to the separator 25. The line 33 and the Pump 29 has been omitted and line 26 is shown in FIG. 2 fully undressed as they are a normal one here Management is Finally, Leitur.g 30 is at one different place than in Fig. 1 connected, the lines 40 and 41 are connected differently, and to Radiator 24 is led from the previous stage an additional line; on these different, The last-mentioned deviations will be discussed further below in connection with the first explained below Level will be discussed in more detail.
Die erste Stufe der Eindampfanlage nach F i g. 2 ist als geteilte Stufe ausgebildet, d. h. sie weist zwei Heizkörper 42 und 43 auf, die an einen gemeinsamen Abscheider 44 angeschlossen sind, der außerdem über je eine Zirkulationsleitung 45, 46 mit den genannten Heizkörpern verbunden ist Von einer Leitung 47, mittels der über ein Ventil 48 Kondensat aus dem Abscheider 44 entnommen werden kann, zweigt eine Rückführleitung 49 ab, die zum Heizkörper 24 verläuft Die Leitung 49 istThe first stage of the evaporation plant according to FIG. 2 is designed as a split stage, i. H. it has two radiators 42 and 43, which are connected to a common separator 44, which also has one Circulation line 45, 46 is connected to said radiators from a line 47, by means of which Condensate can be removed from separator 44 via a valve 48, and a return line branches off 49, which runs to the radiator 24 The line 49 is
nur gestrichelt eingezeichnet, da im allgemeinen eine Rückführung des Destillats der ersten Stufe zur zweiten Stufe nicht erforderlich ist; in dieser Hinsicht wird auf die Ausführungen bezüglich der Leitung 26 der F i g. 1 verwiesen.only shown in dashed lines, since generally a return of the distillate from the first stage to the second Level is not required; in this regard, reference is made to the discussion relating to line 26 of FIG. 1 referenced.
Das Monodestiliat wird dem Heizkörper 42 über die Leitung 22 zugeführt. Dieser Heizkörper wird mittels Frischdampf aus der Leitung 50 beheizt, dessen Kondensat über die Leitung 51 abgeführt werden kann. Der Brüden aus dem Abscheider 44 wird teilweise zur Erwärmung des Heizkörpers 24 und teilweise zur Erwärmung des Heizkörpers 43 benutzt, wozu ein Teil dieses Brüdens über die Leitung 40 dem Heizraum des Heizkörpers 24 direkt zugeführt wird, während der andere Teil dieses Brüdens über die von der Leitung 40 abzweigende Leitung 52 und einen in diese Leitung eingeschalteten mechanischen Verdichter 53 zu dem Heizraum des Heizkörpers 43 gelangt. Der im Heizraum der Heizkörper 24 und 43 kondensierte Brüden wird über die Leitung 41 bzw. 54 einem Verteiler 55 zugeführt, an dessen Ausgang die Leitung 30 angeschlossen ist, über die das Bidestillat nach Durchgang durch des Destillatkühler 31 bei 32 entnommen wird.The monodistilate is fed to the heating element 42 via the line 22. This radiator is by means of Live steam from line 50 is heated, the condensate of which can be discharged via line 51. The vapor from the separator 44 is partly used to heat the heater 24 and partly to Heating of the radiator 43 used, including a part of this Brüdens via line 40 to the boiler room of the Heating element 24 is supplied directly, while the other part of this vapor is supplied via that of the line 40 branching line 52 and a mechanical compressor 53 connected to this line to the The boiler room of the radiator 43 arrives. The condensed in the boiler room of the radiators 24 and 43 Vapor is fed via line 41 or 54 to a distributor 55, at the outlet of which the line 30 is connected, via which the bidistillate after passing through the distillate cooler 31 at 32 is removed.
Schließlich sei anhand der Fig.3 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gleichstrom arbeitende vierstufige Eindampfanlage erläutert. Bei dieser Anlage ist die Verdampfleistung auf vier Stufen verteilt, von denen zwei Stufen für das Produkt und zwei Stufen für das Destillat vorgesehen sind. Die sich daraus ergebenden Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Dampf- und Kühlwasserverbrauch gegenüber einer zweistufigen Anlage, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, etwa halbiert ist, und daß die Heizkörper und Abscheider der Anlage demgegenüber kleiner werden.Finally, with reference to FIG. 3, one after the Four-stage evaporation plant working in cocurrent according to the invention explained. At this In the system, the evaporation capacity is distributed over four stages, two of which are for the product and two for the product are intended for the distillate. The resulting advantages are in particular that the steam and cooling water consumption compared to a two-stage system, as shown in FIG. 1 is shown, is roughly halved, and that the radiators and separators of the system are smaller.
Grundsätzlich sind die letzten beiden Stufen dieser Eindampfanlage so ausgebildet, wie die beiden Stufen der Eindampfanlage nach Fig. 1, so daß auch hier nur die Abweichungen gegenüber dieser Anlage näher erläutert zu werden brauchen:Basically, the last two stages of this evaporation plant are designed like the two stages the evaporation plant according to FIG. 1, so that here too only the deviations from this plant are closer need to be explained:
Zunächst wird die Leitung 26 ebenso wie bei der Anlage nach F i g. 2 als normale Betriebsleitung benutzt; weiterhin ist ebenso wie in der Anlage nach F i g. 2 die Leitung 12' vorgesehen und die Leitung 28 zum Rücklaufverteiler 11 geführt, sowie die Leitung 3 zum Zuführen des Produktes an den Heizkörper 24 der vorletzten Stufe angeschlossen. Auf weitere Abweichungen gegenüber F i g. 1 wird bei der nachstehenden Erläuterung der beiden ersten Stufen der Eindampfanlage nach F i g. 3 näher eingegangen werden.First, the line 26, as in the system according to FIG. 2 used as normal management; furthermore, as in the appendix according to FIG. 2 the line 12 'is provided and the line 28 to Return manifold 11 out, as well as the line 3 to Feeding the product connected to the heating element 24 of the penultimate stage. For further deviations compared to F i g. 1 is used in the following explanation of the first two stages of the evaporation plant according to FIG. 3 will be discussed in more detail.
Die erste Stufe weist einen Heizkörper 56 auf, der über die Leitung 57 mit Frischdampf beheizt wird, dessen Kondensat bei 58 abgeführt werden kann. An den Heizkörper 56 ist ein Abscheider 59 angeschlossen, der außerdem über eine Zirkulationsleitung 60 mit dem Heizkörper 56 verbunden ist. Vom Abscheider 59 führt eine Dampfleitung 61 zum Heizraum des Heizkörpers 62 der zweiten Stufe, so daß also dieser Heizkörper mit Brüden aus der ersten Stufe erhitzt wird. Dieser Brüden bzw. dessen Destillat wird aus dem Heizraum des Heizkörpers 62 über die Leitung 63 in den Heizraum des Heizkörpers 24 der dritten Stufe geleitet. Außerdem wird dem Heizraum des Heizkörpers 24 über die Leitung 40 Brüden vom Abscheider 64 der zweiten Stufe, der an den Heizkörper 62 angeschlossen ist, zugeführt. Der Abscheider 64 ist außerdem über die Zirkulationsleitung 65 mit dem Heizkörper 62 verbunden. Schließlich kann dem Abscheider 64 über eine Leitung 66 und ein darin vorgesehenes Ventil 67 Kondensat entnommen werden, und es ist auch grundsätzlich möglich, Kondensat aus dem Abscheider 64 über die gestrichtelt eingezeichnete Leitung 68 dem Heizkörper 24 zuzuführen, obwohl das im allgemeinen nicht geschieht (siehe dazu die Ausführungen zur Leitung 26 in F i g. 1). Dagegen wird das Kondensat aus dem Abscheider 59 über die Leitung 69 zum Heizkörper 62 geleitet, soweit es nicht über die Zirkulationsleitung 60 zurück zum Heizkörper 56 geführt wird.The first stage has a heating element 56, which is heated with live steam via line 57, whose condensate can be discharged at 58. A separator 59 is connected to the heating element 56, which is also connected to the heating element 56 via a circulation line 60. From the separator 59 leads a steam line 61 to the boiler room of the radiator 62 of the second stage, so that this radiator with Vapors from the first stage are heated. This vapor or its distillate is taken from the boiler room of the Radiator 62 passed via line 63 into the boiler room of the radiator 24 of the third stage. aside from that is the boiler room of the heater 24 via the line 40 vapors from the separator 64 of the second Stage, which is connected to the heater 62, supplied. The separator 64 is also on the Circulation line 65 connected to the heating element 62. Finally, the separator 64 via a Condensate can be removed from line 66 and a valve 67 provided therein, and it is also in principle possible, the condensate from the separator 64 via the line 68 shown in dashed lines To feed heater 24, although this does not generally happen (see the comments on Line 26 in FIG. 1). In contrast, the condensate from the separator 59 is via the line 69 to the radiator 62, as long as it is not fed back to the heating element 56 via the circulation line 60.
Das Bidestillat wird dem Heizraum des Heizkörpers 24 der dritten Stufe über die Leitung 30 entnommen.The bidistillate is taken from the heating space of the heating element 24 of the third stage via line 30.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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