DD262167A1 - METHOD FOR THE BOILER WATER PRODUCTION BY THERMOCOMPRESSION - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemaesse Verfahren betrifft die Erzeugung von Kesselspeisewasser in mehrstufigen Destillationsanlagen, welche nach dem Prinzip der Entspannungsverdampfung arbeiten, wobei in den letzten Stufen eine zusaetzliche Kuehlung erforderlich ist. Ziel dieser Erfindung ist es, durch Nutzung einer niedrigtemperierten anfallenden Energiequelle aus dem Bereich der Destillationsanlage selbst den erforderlichen Aufwand an hochwertiger Energie bei gleichzeitig minimalem apparativem Aufwand spuerbar zu verringern und gleichzeitig Kuehlwasser einzusparen. Erfindungsgemaess wird das Ziel dadurch erreicht, dass aus den letzten Stufen einer mehrstufigen Destillationsanlage Entspannungsdampf abgesaugt und in einem mehrstufigen Thermokompressor komprimiert wird. Durch Kondensation des komprimierten Entspannungsdampfes im Solevorwaermer wird die umlaufende Kreislaufsole aufgewaermt, wobei zum Bilanzausgleich im Solevorwaermer eine Resterwaermung durch Kondensation von Heizdampf erfolgt.The inventive method relates to the production of boiler feed water in multi-stage distillation plants, which operate on the principle of flash evaporation, wherein in the last stages an additional cooling is required. The aim of this invention is to reduce by using a low-temperature accumulating energy source from the field of distillation plant even the required cost of high-quality energy at the same time minimal equipment expense and at the same time saving froth water. According to the invention, the goal is achieved by extracting flash steam from the last stages of a multistage distillation unit and compressing it in a multistage thermocompressor. By condensation of the compressed flash steam in the brine preheater, the circulating brine is heated up, wherein for balancing the balance in the brine preheater, a residual warming takes place by condensation of heating steam.
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung kann beider Erzeugung von Kesselspeisewasser in mehrstufigen Destillationsanlagen angewendet werden, wenn in den letzten Stufen zur Einstellung der Temperaturtriebkraft eine zusätzliche Kühlung des Entspannungsdampfes erforderlich ist. Mehrstufige DestiHationsanlagen sind dadurch gekennzeichnet, daß eine erhitzte Kreislaufsole in mehreren Stufen entspannt wird, sich dabei siedepunktgemäß unter Abführung von Verdampfungswärme abkühlt, nach Zumischung von Weichwasser mittels einer Kreislaufpumpe durch Kondensatoren geführt wird, an denen sich der in den Stufen bei der Entspannung gebildete Dampf als Kesselspeisewasser niederschlägt, dabei aufgeheizt wird, danach die für das Betreiben der mehrstufigen Destillationsanlage erforderliche Energie in einem Solevorwärmer zugeführt und schließlich wieder mehrstufig entspannt wird.The invention can be applied to the production of boiler feed water in multi-stage distillation units, if additional cooling of the flash steam is required in the last stages for adjusting the temperature drive force. Multi-stage DestiHationsanlagen are characterized in that a heated brine is relaxed in several stages, it cools boiling point while dissipating heat of vaporization, is led by admixing soft water by means of a circulation pump through capacitors, where the formed in the steps in the relaxation of steam as Boiler feed water is precipitated, it is heated, then fed the required for the operation of the multistage distillation unit energy in a brine heater and finally relaxed again in several stages.
Für Verfahren und Anordnungen zur Erzeugung von Kesselspeisewasser liegen zahlreiche Erfindungsbeschreibungen vor, die nach folgender Technologien arbeiten: Eine Kreislaufsole wird im allgemeinen auf 100 bis 1300C aufgewärmt und danach in mehreren Stufen auf einen bestimmten Enddruck, meist zwischen 0,01 MPa und 0,004MPa entspannt. Die dabei freiwerdende fühlbare Wärme führt zur Verdampfung eines Teiles der Kreislaufsole. Dieser Dampf wird an Kondensatoren niedergeschlagen, in Destillatwannen gesammelt und mit dem gleichen Effekt wie die Kreislaufsole von Stufe zu Stufe entspannt. Die in der letzten Stufe ankommende abgekühlte Kreislaufsole wird über eine Pumpe im Gegenstrom zur heißen Kreislaufsole durch die Kondensatoren geführt, wobei sie deren Entspannungsverdampfungswärme aufnimmt. Im allgemeinen erfolgt, zur Einstellung der Temperaturtriebkraft am kalten Ende, eine zusätzliche Kühlung des Entspannungsdampfes, z. B. mittels Kühlwasser. Das Kühlwasser wird im allgemeinen im Kreislauf gefahren und muß in Rückkühlwerken mit den dazu erforderlichen HauptausrüstungenFor methods and arrangements for the production of boiler feed water there are numerous descriptions of the invention using the following technologies: A loop brine is generally warmed to 100 to 130 0 C and then in several stages to a certain final pressure, usually between 0.01 MPa and 0.004 MPa relaxed. The released sensible heat leads to the evaporation of a part of the loop brine. This steam is condensed on condensers, collected in distillate tanks and expanded from stage to stage with the same effect as the loop brine. The cooled circuit brine arriving in the last stage is passed through the condensers via a pump in countercurrent to the hot brine, taking up their flash heat of vaporization. In general, to adjust the temperature drive force at the cold end, an additional cooling of the flash vapor, z. B. by means of cooling water. The cooling water is generally circulated and must in recooling with the necessary main equipment
— Rücklaufbecken,- return basin,
— Kühltürme,- cooling towers,
— Pumpen wieder aufbereitet werden.- Pumps are recycled.
Im überwiegenden Teil der Erfindungen Wird die für den Destillationsprozeß erforderliche Energie durch Kondensation von Heizdampf in einem Solevorwärmer an die Kreislaufsole übertragen. Der Heizdampfdruck liegt dabei gewöhnlich zwischen 0,22 und0,25MPa,dieTemperaturüber130°C. (DE-OS 2548156,DE-OS 2020580, US-PS 3398059,US-PS 3395084,US-PS 3388045, US-PS 3372096, US-PS 3360442, US-PS 3499827, US-PS 3405037, US-PS 2979443) Nachteil dieser Erfindungen ist, daß exergetisch vergleichsweise hochwertiger Dampf, der selbst in wirkungsgradbehafteten Dampferzeugern unter Einsatz hochwertiger Primärenergie oder entsprechender Abenergie mit hohem Temperaturniveau erzeugt werden muß, zur Aufheizung der Kreislaufsole auf lediglich 100°C bis 130°C verwendet werden muß.In the majority of the inventions, the energy required for the distillation process is transferred to the loop brine by condensation of heating steam in a brine preheater. The heating steam pressure is usually between 0.22 and 0.25 MPa, the temperature above 130 ° C. (DE-OS 2548156, DE-OS 2020580, US-PS 3398059, US-PS 3395084, US-PS 3388045, US-PS 3372096, US-PS 3360442, US-PS 3499827, US-PS 3405037, US-PS 2979443 ) Disadvantage of these inventions is that exergetic comparatively high-quality steam, which must be generated even in efficiency steam generators using high quality primary energy or corresponding Abenergie with high temperature level, must be used for heating the circuit brine to only 100 ° C to 130 ° C.
Nur in wenigen Erfindungen wird die erforderliche Energie zur Destillaterzeugung teilweise in anderer Form zugeführt.Only in a few inventions is the energy required to produce distillates partially supplied in a different form.
Es ist die Möglichkeit bekannt, lediglich den Hauptteil der zur Destillaterzeugung erforderlichen Wärme durch Kondensation von Heizdampf in einem Solevorwärmer an die Sole zu übergeben und in einem zusätzlichen Wärmetauscher durch Abkühlung des Heizdampfkondensates auf etwa 600C Weichwasser vorzuwärmen (US-PS 3194747).It is known the possibility to pass only the main part of the heat required for distillate production by condensation of heating steam in a brine heater to the brine and preheat in an additional heat exchanger by cooling the Heizdampfkondensates to about 60 0 C soft water (US-PS 3194747).
Nachteile dieser Erfindung sind, daß nur ein geringer Teil des eingesetzten Dampfes durch Nutzung der fühlbaren Wärme des Dampfkondensates bis 600C eingespart werden kann — im allgemeinen liegt die Einsparung bei etwa 5% — und der apparative Aufwand vergleichsweise hoch ist.Disadvantages of this invention are that only a small portion of the steam used can be saved by using the sensible heat of the steam condensate to 60 0 C - in general, the savings is about 5% - and the equipment cost is relatively high.
Weiterhin ist bekannt WP 207072, daß durch die erfindungsgemäße Nutzung der fühlbaren Wärme des Dampfkondensates bei minimalem apparativem Aufwand der Heizdampfbedarf um etwa 7% verringert werden kann. Nachteil dieser Erfindung ist, daß nur ein kleiner Teil des Heizdampfes eingespart werden kann.It is also known WP 207072 that can be reduced by about 7% by the inventive use of the sensible heat of the steam condensate with minimal equipment cost of Heizdampfbedarf. Disadvantage of this invention is that only a small part of the heating steam can be saved.
Allen genannten Erfindungen ist nachteilig gemeinsam, daß der in mehr oder weniger großem Umfang erforderliche Heizdampf in Dampferzeugern mit den dazu erforderlichen HauptausrüstungenAll mentioned inventions is disadvantageous in common that the required to a greater or lesser extent heating steam in steam generators with the necessary main equipment
— Anlage zur Herstellung von Kesselspeisewasser,- plant for the production of boiler feed water,
— Entgaser,- degasser,
— Kesselspeisewasserpumpen,- boiler feed water pumps,
— Kesselspeisewasservorwärmer,- boiler feedwater pre-heater,
— Dampftrommel,- steam drum,
— Verdampfer,- Evaporator,
— Überhitzer hergestellt werden muß.- Superheater must be made.
Es ist ein Verfahren bekannt, bei welchem exergetisch hochwertiger Wasserdampf eingespart wird, indem die entsprechend der eingesparten Dampfmenge benötigte Energie erfindungsgemäß dem Rauchgas des zur Anlage für die Erzeugung von Synthesegas gehörenden Dampfreformers entzogen wirdThere is known a method in which exergetely high-quality water vapor is saved by the energy required according to the amount of steam saved according to the invention being withdrawn from the flue gas of the steam reformer belonging to the plant for the production of synthesis gas
Nachteil dieser Erfindung ist, daß Rauchgas mit entsprechendem Temperaturniveau zur Nutzung vorhanden sein muß. Disadvantage of this invention is that flue gas with appropriate temperature level must be available for use.
Ziel der Erfindung ist es, einen großen Teil des bisher erforderlichen exergetisch wertvollen Heizdampfes zur Erzeugung von Kesselspeisewasser durch eine niedrigtemperierte anfallende Energiequelle aus dem Bereich der mehrstufigen Destillationsanlage selbst zu ersetzen und dabei erhebliche Kühlwassermengen einzusparen, wobei gleichzeitig der apparative Aufwand für die Aufheizung der Kreislaufsole minimal· sein soll.The aim of the invention is to replace a large part of the previously required exergetically valuable heating steam for the production of boiler feed water by a low-temperature accumulating energy source from the field of multi-stage distillation plant itself and thereby save considerable amounts of cooling water, while minimizing the cost of equipment for heating the circuit brine · should be.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von Kesselspeisewasser in den oben beschriebenen mehrstufigen Destillationsanlagen unter Verwendung einer niedrigtemperierten Energiequelle aus dem Bereich der mehrstufigen Destillationsanlage selbst und unter besonderer Beachtung minimaler Apparatekosten zur Energiebereitstellung vorzuschlagen.The object of the invention is to propose a method for the production of boiler feed water in the above-described multi-stage distillation plants using a low-temperature energy source from the field of multi-stage distillation plant itself and with particular attention minimum equipment costs for energy supply.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch folgende wesentliche Verfahrensschritte gelöst:According to the invention, the object is achieved by the following essential method steps:
1. Absaugen des Entspannungsdampfes aus den letzten Stufen einer mehrstufigen Destillationsanlage mit einer Temperatur von 30 bis 5O0C und einem siedepunktgemäßen Druck von 0,0043 MPa bis 0,0126 MPa und Zuführung zu einem mehrstufigen Thermokompressor, wobei die Menge des Entspannungsdampfes durch die Weichwassererwärmung gesteuert wird, indem das Weichwasser als Kühlmedium im Belüftungs- und Ejektorkondensator zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes in der mehrstufigen Destillationsanlage eingesetzt, dabei für die nachfolgenden Verfahrensschritte aufgewärmt und zur Entcarbonisierung und Entgasung geführt wird, bei erforderlicher Resterwärmung des Weichwassers erfolgt zuvor in den Weichwasserkondensatoren der mehrstufigen Destillationsanlage ein zusätzlicher Wärmeeintrag durch Kondensation von1. Suction of the flash vapor from the last stages of a multi-stage distillation plant with a temperature of 30 to 50 0 C and a boiling point pressure of 0.0043 MPa to 0.0126 MPa and feeding to a multi-stage thermocompressor, wherein the amount of flash steam by the Weichwassererwärmung is controlled by the soft water used as a cooling medium in the aeration and Ejektorkondensator to maintain the negative pressure in the multi-stage distillation plant, heated for the subsequent steps and led to decarbonation and degassing, with required Resterwärmung the soft water takes place previously in the soft water condensers of the multi-stage distillation plant an additional heat input by condensation of
Entspannungsdampf. Flash steam.
2. Verdichtung des Entspannungsdampfes in einem mehrstufigen Thermokompressor auf einen Druck von etwa 0,20MPa bis 0,63MPa.2. Compressing the flash vapor in a multistage thermocompressor to a pressure of about 0.20MPa to 0.63MPa.
3. Quenchung des komprimierten, überhitzten Dampfes mit Hilfe von Destillat auf Dampftemperaturen von 120 bis 16O0C und einen siedepunktgemäßen Druck von 0,20MPa bis 0,63MPa.3. Quenching of the compressed, superheated steam by means of distillate at steam temperatures of 120 to 16O 0 C and a boiling point pressure of 0.20 MPa to 0.63 MPa.
4. Einleitung dieses Dampfes in den Solevorwärmer der mehrstufigen Destillationsanlage zwecks Kondensation, wobei die freiwerdende Wärmemenge zur weiteren Aufheizung der Kreislaufsole, welche zuvor in den Kondensatoren der mehrstufigen Destillationsanlage auf eine Temperatur von ca. 90 bis 1300C erwärmt wurde, auf eine Temperatur von etwa 100 bis 1400C dient.4. Introduction of this steam in the brine heater of the multistage distillation unit for the purpose of condensation, wherein the amount of heat released to further heat the circuit brine, which was previously heated in the capacitors of the multi-stage distillation plant to a temperature of about 90 to 130 0 C, to a temperature of about 100 to 140 0 C serves.
Wird die für die I.Stufe der mehrstufigen Destillationsanlage gewünschte Kreislaufsoletemperatur nicht erreicht, erfolgt zum Energiebilanzausgleich zusätzlich die Kondensation von Heizdampf im Solevorwärmer.If the desired cycle temperature for the first stage of the multistage distillation plant is not reached, the condensation of heating steam in the brine preheater is additionally carried out to balance the energy balance.
5. Rückführung der im Solevorwärmer anfallenden Kondensate zur Destillatwanne der 1. Stufe der mehrstufigen Destillationsanlage.5. Return of condensate from the brine heater to the first stage distillation tray of the multi-stage distillation unit.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment.
Das Verfahren zur Kesselspeisewassererzeugung mittels Thermokompression wird in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt.The process for boiler feedwater production by means of thermocompression is shown schematically in the attached drawing.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden ca. 8t/h Entspannungsdampf aus den letzten drei Stufen der mehrstufigen Destillationsanlage 1 mit einerTemperatur von 43°C und einem siedepunktgemäßen Druck von 0,0089 MPa abgezogen und über die Leitung 15 zum mehrstufigen Thermokompressor 12 geführt. Dort wird der Entspannungsdampf bis auf einen erforderlichenIn the process according to the invention about 8 t / h flash steam from the last three stages of the multistage distillation unit 1 with a temperature of 43 ° C and a boiling point pressure of 0.0089 MPa are withdrawn and fed via line 15 to the multi-stage thermocompressor 12. There is the relaxation steam to a required
Kondensationsdruck von 0,37MPa mehrstufig komprimiert. Durch die Leitung 16 wird der komprimierte, erhitzte Entspannungsdampf in Richtung Solevorwärmer 11 geführt, wobei zuvor über die Leitung 17 eine Quenchung mit Destillat . erfolgt. Der derart gekühlte Entspannungsdampf, mit einer Temperatur von 1400C und einem Druck von 0,37MPa, wird über die Leitung 18 zum Solevorwärmer 11 geführt. Die in den Kondensatoren 2 der mehrstufigen Destillationsanlage ί erwärmten 1100m3/h Kreislaufsole werden über die Leitung 21 mit einer Temperatur von 1100C und einem Druck von 0,25MPa dem Solevorwärmer 11 zugeführt. Durch Kondensation des Entspannungsdampfes, welcher über Leitung 18 in den Solevorwärmer 11 eingebracht wird sowie durch Kondensation von Heizdampf (0,45MPa, 2000C), welcher über die Leitung 19 zum Solevorwärmer 11 geführt wird, erfolgt die weitere Erwärmung der Kreislaufsole auf die in der Solewanne 8 der 1. Stufe der mehrstufigen Destillationsanlage 1 erforderliche Temperatur von 117°C.Condensation pressure of 0.37MPa compressed in several stages. Through the line 16 of the compressed, heated flash steam is conducted in the direction of brine preheater 11, previously using the line 17 quenching with distillate. he follows. The thus cooled flash steam, with a temperature of 140 0 C and a pressure of 0.37 MPa, is fed via line 18 to the brine heater 11. The heated in the capacitors 2 of the multistage distillation unit 11 1100m 3 / h brine are fed via line 21 with a temperature of 110 0 C and a pressure of 0.25 MPa the brine heater 11. By condensation of the flash vapor, which is introduced via line 18 into the brine heater 11 and by condensation of heating steam (0.45MPa, 200 0 C), which is guided via the line 19 to the brine heater 11, the further heating of the circuit brine takes place in the the Solewanne 8 the 1st stage of the multi-stage distillation unit 1 required temperature of 117 ° C.
Das im Solevorwärmer anfallende Dampfkondensat wird über die Leitung 20 in die Destillatwanne 7 der 1. Stufe der mehrstufigen Destillationsanlage 1 eingeleitet. Die im Solevorwärmer 11 auf 1170C erwärmte Kreislaufsole wird über die Leitung 22 zur Solewanne 8 der I.Stufe der mehrstufigen Destillationsanlage 1 geführt. Dort wird die Kreislaufsole über 33 Stufen bis zu einer Temperaturvon40°Cund einem siedepunktgemäßen Druck von 0,0074MPa entspannt. Der dabei freiwerdende Entspannungsdampf schlägt sich an den zugehörigen Kondensatoren 2 nieder und die so gewonnenen 140t/h Kesselspeisewasser werden in den Destilatwannen 7 gesammelt und über die Leitung 23 abgeführt. Zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes in der mehrstufigen Destillationsanlage 1 dient ein mehrstufiges Vakuumsystem, bestehend aus zwei doppelt ausgeführten, nacheinandergeschalteten Dampfstrahlejektoren sowie einem Belüftungs-13 und einem Ejektorkondensator Zur Kühlung der Abzugsgase aus verschiedenen Stufen der mehrstufigen Destillationsanlage 1, vom Solevorwärmer 11 und vom Entgaser 4 sowie des Treibdampfes der Dampfstrahlejektoren werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 165m3/h Weichwasser verwendet, welches von Leitung 24, mit einer Temperatur von 1O0C, kommend nacheinander den Belüftungskondensator 13 und den Ejektorkondensator 14 durchläuft, sich dabei auf 180C erwärmt und über Leitung 25 den Weichwasserkondensatoren 10 zur Resterwärmung auf 25°C zugeführt wird. Das erwärmte Weichwasser wird im Entcarbonisator 3 und Entgaser 4 vorbehandelt und in der Solewanne 5 der Stufe 33 der mehrstufigen Destillationsanlage 1 der abgekühlten und entspannten Kreislaufsole zugeführt. Mit Hilfe der Solekreislaufpumpe 6 wird die Kreislaufsole aus der Solewanne 5 der Stufe 33 angesaugt, dem Kondensator 2 der Stufe 30 zugeführt und bis zur Stufe 1 auf 11O0C erwärmt. Zuvor werden 15m3/h Kreislaufsole über die Leitung 26 ausgekreist, um die mit dem Weichwasser eingetragene Salzlast aus dem Solekreislauf zu entfernen.The resulting in the brine heater steam condensate is introduced via line 20 into the distillate trough 7 of the first stage of the multi-stage distillation unit 1. The circuit in heated brine Solevorwärmer 11 to 117 0 C is passed via line 22 to the brine bath 8 of I.Stufe the multistage distillation Enclosure 1. There, the loop brine is decompressed over 33 stages to a temperature of 40 ° C and a boiling point pressure of 0.0074 MPa. The released during this relaxation steam is reflected on the associated capacitors 2 and the thus obtained 140 t / h boiler feed water are collected in the Destilatwannen 7 and discharged via line 23. To maintain the negative pressure in the multi-stage distillation unit 1 is a multi-stage vacuum system consisting of two double executed, successive Dampfstrahlejektoren and a vent 13 and Ejektorkondensator For cooling the flue gases from various stages of the multi-stage distillation unit 1, the brine preheater 11 and the degasser 4 and of the motive steam of Dampfstrahlejektoren be used 165m 3 / h of soft water in the process according to the invention, which passes from line 24, with a temperature of 1O 0 C, successively the aeration capacitor 13 and the Ejektorkondensator 14, thereby heated to 18 0 C and via line 25 is fed to the soft water condensers 10 for residual heating at 25 ° C. The heated soft water is pretreated in the decarbonizer 3 and degasser 4 and supplied to the brine tank 5 of stage 33 of the multi-stage distillation unit 1 of the cooled and relaxed circuit brine. With the help of the brine circuit pump 6, the brine is sucked from the brine tank 5 of the stage 33, the capacitor 2 of the stage 30 and fed to stage 1 to 11O 0 C heated. Beforehand, 15m 3 / h loop brine are removed from the line 26 to remove the salt load introduced by the soft water from the brine circuit.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können 60% des Heizdampfes am Solevorwärmer 11 und gleichzeitig 100% des Kühlwassers, welches für die Kühlwasserkondensatoren 9 sowie für den Belüftungs-13 und Ejektorkondensator 14 benötigt wird, eingespart werden.By using the method according to the invention 60% of the heating steam at the brine heater 11 and at the same time 100% of the cooling water, which is required for the cooling water condensers 9 and the ventilation 13 and Ejektorkondensator 14 can be saved.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1317198C (en) * | 2004-12-07 | 2007-05-23 | 管学彬 | Boiler system with few power consumption and multiple functions of evaporation, desalting sea water and purifying sewage |
-
1987
- 1987-07-01 DD DD30439987A patent/DD262167A1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |