DE1442765C

DE1442765C - Process for the evaporation of aqueous solutions of salts

Info

Publication number: DE1442765C
Application number: DE19621442765
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Mroz, Edmund Andrew Josef, Stoneham, Mass (VStA)
Priority date: 1961-01-05
Filing date: 1962-01-04
Publication date: 1973-02-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdampfen wäßriger Lösungen von Salzen, deren Löslichkeit in Wasser mit steigender Temperatur abnimmt, durch direkten Wärmeaustausch mit heißen Gasen.The invention relates to a method for evaporating aqueous solutions of salts, their solubility in water decreases with increasing temperature, through direct heat exchange with hot Gases.

Ein solches Verfahren dient zur Gewinnung von Frischwasser aus See- und Brackwasser. Weiter eignet es sich für die Behandlung von natürlichen und industriellen Abwässern, bei denen es darauf ankommt, die in der Lösung enthaltenen Salze zwecks weiterer Verwendung zu gewinnen.Such a process is used to obtain fresh water from sea and brackish water. Further suitable it is suitable for the treatment of natural and industrial wastewater where it is important to to obtain the salts contained in the solution for further use.

Bekannt ist ein Verfahren der eingangs genannten Gattung, bei dem die die Salze enthaltende Lösung durch unmittelbare Berührung mit einem heißen Gas bis auf eine Temperatur unterhalb ihres Verdampfungspunktes erwärmt wird. Trotzdem setzt eine geringe Verdampfung ein. Der anfallende Dampf tritt in das heiße Gas ein, und dies verläßt mit geringem Dampfgehalt den Verdampfungsturm oder eine gleichartige Einrichtung. Der Wirkungsgrad dieses Verfahrens ist sowohl in thermischer als auch in chemischer Hinsicht gering. Die in dem heißen Gas enthaltene Wärme wird nicht vollständig zum Verdampfen der Lösung ausgenutzt, und die Trennung dieser Lösung in Salz und Dämpfe ist unvollständig (britische Patentschrift 762 083).A method of the type mentioned is known in which the solution containing the salts through direct contact with a hot gas down to a temperature below its evaporation point is heated. Nonetheless, there is little evaporation. The resulting steam occurs into the hot gas, and this leaves the evaporation tower or a low vapor content similar facility. The efficiency of this process is both thermal and chemical Respect low. The heat contained in the hot gas does not completely evaporate of the solution and the separation of this solution into salt and vapors is incomplete (British Patent 762 083).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, ein mit hohem Wirkungsgrad arbeitendes Verfahren zum Verdampfen wäßriger Lösungen von Salzen zu schaffen. Bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung liegt die durch die Erfindung hierfür gegebene Lösung darin, daß man aus der wäßrigen Lösung in einer ersten Stufe Wasser durch direkten Kontakt mit den heißen Gasen verdampft, die unverdampfe Lösung aus der ersten Stufe entfernt, den Wasserdampf und die heißen Gase aus der ersten Stufe in einer zweiten Stufe in zusätzlicher Ausgangslösung kondensiert, die nicht kondensierten Gase aus der zweiten Stufe abführt und die durch die Dampfkondensation verdünnte Lösung der zweiten Stufe einem Verdampfer zuführt.Based on this prior art, the invention is based on the technical problem of having a high efficiency working process for the evaporation of aqueous solutions of salts create. In a method of the type mentioned at the outset, the invention provides for this given solution in that one from the aqueous solution in a first stage water by direct Contact with the hot gases evaporated, the non-evaporated solution removed from the first stage, the Steam and the hot gases from the first stage in a second stage in an additional starting solution condenses, the non-condensed gases are discharged from the second stage and those through the steam condensation dilute solution of the second stage is fed to an evaporator.

Dies bedeutet, daß die Lösung und die heißen Gase in zwei Stufen zusammengeführt werden und damit die in den Gasen enthaltene Wärme vorteilhaft ausgenutzt wird. In der ersten Stufe weiden die Gase bis auf diejenige Temperatur abgekühlt, bei der sie gerade mit Wasserdampf gesättigt sind. Die in der ersten Stufe in den Wasserdampf eingebrachte Wärme und die noch in den heißen Gasen enthaltene Wärmeenergie werden in der zweiten Stufe zur Verdampfung zusätzlicher Ausgangslösung weiter ausgenutzt. Die ίο heißen Gase können die zweite Stufe mit der verhältnismäßig niedrigen Temperatur der in die erste Stufe eintretenden Lösung verlassen. Auf diese Weise wird die in den heißen Gasen enthaltene Wärmeenergie in bester Weise ausgenutzt.This means that the solution and the hot gases are brought together in two stages and so that the heat contained in the gases is advantageously used. The gases graze in the first stage cooled down to the temperature at which they are just saturated with water vapor. The one in the The first stage is the heat introduced into the water vapor and the heat energy still contained in the hot gases are used in the second stage to evaporate additional starting solution. the ίο hot gases can use the second stage with the proportionate leave the low temperature of the solution entering the first stage. That way will the thermal energy contained in the hot gases is used in the best possible way.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß das Verfahren bei über Atmosphärendruck liegendem Druck ausgeführt wird.In an expedient development, the invention provides that the method at above atmospheric pressure horizontal pressure is carried out.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Graphik und schematischer Darstellungen des Arbeitsablaufs wird die Erfindung nun weiter erläutert. In der Zeichnung istUsing the example of the graphics shown in the drawing and schematic representations of the The invention will now be further explained in the workflow. In the drawing is

Fig. 1 eine Graphik, in der die Löslichkeit eines Salzes (Kesselstein) in Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt wird,Fig. 1 is a graph in which the solubility of a salt (scale) in water as a function of the temperature is displayed,

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Ausführungsform und2 shows the schematic representation of an embodiment and

F i g. 3 die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 1 stellt die Kurve MNP die Sättigungskonzentration von Calciumsulfat zwischen Raumtemperatur und Sättigungstemperatur am atmosphärischen Siedepunkt, das heißt 100° C, dar. Der gestrichelt dargestellte Abschnitt PR jenseits P stellt eine Extrapolation in das Gebiet dar, für das Daten nicht erhältlich sind. Die Bedeutung der Punkte P und R auf der Kurve MNPR ist, daß der Punkt P die Temperatur t_s festlegt, bei der das in der Lösung vorhandene Calciumsulfat auszufällen beginnt. Der Punkt R stellt die höhere Temperatur t_f dar, bei der das in der verdünnten Lösung vorhandene Calciumsulfat, das durch c, versinnbildlicht wird, aus der Lösung auszufällen beginnt.F i g. 3 shows the schematic representation of a further embodiment of the method according to the invention. In FIG. 1, the curve MNP represents the saturation concentration of calcium sulfate between room temperature and saturation temperature at the atmospheric boiling point, i.e. 100 ° C. The dashed section PR beyond P represents an extrapolation into the area for which data are not available. The meaning of the points P and R on the curve MNPR is that the point P defines the temperature t _s at which the calcium sulfate present in the solution begins to precipitate. The point R represents the higher temperature t _f at which the calcium sulfate present in the dilute solution, symbolized by c, begins to precipitate out of the solution.

Das Ausfällen ist eine Funktion des Anhaftens des Salzes an einer heißen Fläche. Das Ausfällen erfolgt daher im allgemeinen bei leicht höheren Temperaturen und Konzentrationen als in der Kurve MNPR angegeben. Die Kurve N'P'VW läuft im wesentlichen parallel. Sie stellt ein Ausfällen von Calciumsulfat aus , der Lösung in Rechnung. Diese Kurve stellt die Bedingungen dar, die in einer gegebenen Vorrichtung erreicht werden. Aus dieser Kurve erkennt rrian, daß die anfängliche Ausfällung, wie sie für das ursprünglich in Seewasser vorhandene Calciumsulfat durch c_s dargestellt wird, bei einer wesentlich höheren Tem-„ peratur als der Ausfall-Temperatur /_s von t_si stattfindet. Auf ähnliche^ Weise wird verdünntes Seewasser, dessen Konzentration an Calciumsulfat durch C₁ dargestellt wird, eher am Punkt W bei der Temperatur t_fl als an dem durch t, bestimmten Punkt R eine Ausfällung ergeben. Eine weitere Beobachtung ist, daß man für eine gegebene Temperatur oder Sättigungstemperatur des in der Seewasserlösung der Temperatur i_s vorhandenen Calciumsulfate eine höhere Konzentration zulassen kann, wie sie am Punkt P' durch c_e dargestellt wird, bevor ein Ausfällen auftritt.Precipitation is a function of the adhesion of the salt to a hot surface. The precipitation therefore generally takes place at slightly higher temperatures and concentrations than those indicated in the MNPR curve. The curve N'P'VW runs essentially parallel. She issues calcium sulfate precipitation, the solution bills. This curve represents the conditions that will be achieved in a given device. From this curve he recognizes that the initial precipitation, as represented by c _s for the calcium sulphate originally present in seawater, takes place at a significantly higher temperature than the precipitation temperature / _s of t _s i . Similarly, dilute seawater, the concentration of calcium sulfate of which is represented by C ₁ , will precipitate at point W at temperature t _fl rather than at point R determined by t. Another observation is that for a given temperature or saturation temperature of the _{calcium sulfate present in the seawater solution at temperature i s} , a higher concentration can be allowed, as represented at point P ' by c _e , before precipitation occurs.

Fig. 2 zeigt den Ablauf des Verfahrens. Die zu verdampfende Ausgangslösung wird zuerst verdünntFig. 2 shows the sequence of the method. The starting solution to be evaporated is first diluted

und während der Verdünnung zur weiteren Wärmebehandlung erwärmt, um den Salzanteil von der Ausgangslösung zu trennen und wiederzugewinnen.and heated during the dilution for further heat treatment to remove the salt fraction from the starting solution to separate and regain.

Die Ausgangslösung, z. B. Seewasser, wird über die Leitung 10 .in einen Sprühturm 12 eingeführt. In Form von Sprühnebel 14 tritt sie in diesen ein. Das Seewasser kommt aus der Leitung 16, und ein Teil wird über das Ventil 18 in die Leitung 10 abgezweigt. In dem Sprühturm .12 wird das Seewasser mit-über eine Leitung 20 zugeführten heißen Gasen in Berührung gebracht. Die Gase, die von einem Flammrohr abströmende heiße Abgase sein können oder andere für diesen Zweck erhitzte Gase, treten durch den Sprühturm 12 durch und verdampfen einen Teil des in diesen eingeführten Seewassers. Zum Wärmeaustausch zwischen dem Seewasser und den diese berührenden Gasen sind in dem Sprühturm 12 keine besonderen Flächen erforderlich. Die Gase müssen nicht das gesamte eingeführte Seewasser verdampfen. Ein Teil des Seewassers sammelt sich am Boden des Sprühturmes 12 an, wo es durch das Bezugszeichen 22 erfaßt wird. Diese überschüssige Flüssigkeit wirdThe starting solution, e.g. B. sea water is introduced into a spray tower 12 via line 10. In In the form of spray mist 14, it enters this. The sea water comes from line 16, and a part is branched off into the line 10 via the valve 18. In the spray tower .12 the sea water is with-over a line 20 supplied hot gases brought into contact. The gases coming from a flame tube outflowing hot exhaust gases or other gases heated for this purpose pass through the Spray tower 12 through and evaporate part of the sea water introduced into them. For heat exchange there are none in the spray tower 12 between the seawater and the gases in contact with it special areas required. The gases do not have to evaporate all of the seawater introduced. Part of the lake water collects at the bottom of the Spray tower 12, where it is identified by the reference number 22. This excess liquid will

\ über die Leitung 24 und das Ventil 26 abgeleitet.\ derived via line 24 and valve 26.

Die Temperatur des durch die Leitung 20 eingeführten Gases sollte vorzugsweise den Siedepunkt der im Seewasser enthaltenen gelösten Anteile übersteigen. Es können jedoch auch Gase mit niedrigerer Temperatur angewendet werden, solange deren Temperatur mindestens gleich der Temperatur der in den Sprühturm 12 eingeführten Flüssigkeit ist.The temperature of the introduced through line 20 Gas should preferably exceed the boiling point of the dissolved fractions contained in the seawater. However, gases with a lower temperature can also be used, as long as their temperature is at least equal to the temperature of the liquid introduced into the spray tower 12.

Die den Sprühturm 12 durchlaufenden Gase nehmen während ihres Durchganges an Feuchtigkeit zu und treten über die Leitung 28 in einen Flüssigkeits-Dampfscheider 30 ein. In dem Scheider 30 wird jegliches mitgezogene Material aus der Gasströmung entfernt und über eine Leitung 32 in den Sprühturm 12 zurückgeführt, aus dem es über die Leitung 24 abfließt. Die mit Feuchtigkeit beladenen Gase treten über die Leitung 34 in einen zweiten Sprühturm 36 ein. In den Sprühturm 36 wird zusätzlich Ausgangslösung über Sprühdüsen 38 eingeführt, die oberhalb der Gasleitung 34 angeordnet -sind.· Die über die Düsen 38 eingeführte Lösung wirkt unmittelbar auf den durch den Sprühturm 36 durchtretenden Gas-The gases passing through the spray tower 12 increase in moisture during their passage and enter a liquid vapor separator via line 28 30 a. In the separator 30, any entrained material is removed from the gas flow removed and fed back via a line 32 into the spray tower 12, from which it flows off via the line 24. The gases laden with moisture enter a second spray tower 36 via line 34 one. Starting solution is additionally introduced into the spray tower 36 via spray nozzles 38 which are located above of the gas line 34 -are arranged. · The over the Nozzles 38 introduced solution acts directly on the gas passing through the spray tower 36

)■ strom ein. In diesem Sprühturm ist es jedoch wichtig, daß die Temperatur der über die Sprühdüsen 38 eingeführten Ausgangslösung unter der Temperatur des über die Leitung 34 eingeführten feuchten Gases liegt. ■?■-]■'' - ■ ■ ./- :■'■-...■:,-:■■■ . . ■:-.. ■ ■ - -...·■-.■ ) ■ power on . In this spray tower, however, it is important that the temperature of the starting solution introduced via the spray nozzles 38 is below the temperature of the moist gas introduced via the line 34 . ■? ■ -] ■ '' - ■ ■ ./- : ■ '■ -... ■:, -: ■■■ . . ■: - .. ■ ■ - -... · ■ -. ■

Die im Sprühturm 36 nach oben steigenden Gase geben ihre Wärme und Feuchtigkeit an die durch die Sprühdüsen 38 eintretende. Äusgangslösung ab und werden über die Leitung 42 abgeführt, durch die sie .· in deriFlüssigkeits-Dampfscheider44 geleitet werden. Von diesem werden die Gase über'die Leitung 46 abgeführt. Mitgenommenes Material wird über die Leitung 48 in den Sprühtunn 36 zurückgeführt. . ,The gases rising up in the spray tower 36 give their heat and moisture to the one entering through the spray nozzles 38. Starting solution from and are discharged via line 42, through which they are conducted in the liquid vapor separator 44. From this the gases are discharged via line 46. Any material you take with you will be taken over the line 48 returned to the spray tunnel 36. . ,

Am Boden des Sprühturmes 36 bildet sich eine Lösung, die durch eine Pumpe 50 abgeführt und in einen Verdampfer 52 geleitet wird.At the bottom of the spray tower 36 forms a solution which is discharged by a pump 50 and in an evaporator 52 is passed.

Über das Ventil 54 kann eine andere, zweite Ausgangslösung eingeführt werden. Sollte für den Sprühturm 12 nur diese Ausgangslösung wünschenswert sein, wird das Ventil 18 geschlossen und nur das Ventil 54 geöffnet.Another, second starting solution can be introduced via the valve 54. Should be for the spray tower 12 only this initial solution is desirable, the valve 18 is closed and only that Valve 54 open.

Zwei Sprühtürme werden gezeigt, um den Grundgedanken der Verdünnung der Ausgangslösung von der anfänglichen Konzentration c_v, wie es in F i g. 1 gezeigt wird, auf C₁ zu-erläufern.· Falls die aus der Leitung 46 austretenden Gase zusätzliche wiederverwendbare Wärme und unverdampfte Lösung enthalten, kann es wünschenswert sein, - einen weiteren Sprühturm einzubauen, um aus den Gasen zusätzlich Wärme und Lösung abzuführen. ' >Two spray towers are shown to carry out the basic idea of diluting the starting solution from the initial concentration c _v as shown in FIG. 1, runs to C _1. If the gases exiting line 46 contain additional reusable heat and non-evaporated solution, it may be desirable to - install an additional spray tower to remove additional heat and solution from the gases. '>

Bei der zweiten Ausführungsform in Fig. 3 wird die Ausgangslösung über eine Leitung 10 a in den Sprühturm 12a mit Sprühdüsen 14a eingeführt.- Eine ίο Pumpe 11 liegt in der Leitung 10 a. Die heißen Gase weFden über die Leitung 20a in den Sprühturm12a eingeführt. Die Gase werden unter Druck eingeleitet. Hierzu wird Brennstoff 73 in einer Kammer 70 zum Antrieb einer Gasturbine 72 verbrannt. Diese treibt einen Luftkompressor 74 an, um Druckluft 71 der Anlage zuzuführen, wobei die austretenden Verbrennungsgase wesentliche Mengen überschüssiger Luft . enthalten. Diese Gase werden einem Nachbrenner 76 zugeführt, in den zusätzlicher Treibstoff eingeführt und verbrannt wird. Mit dieser Anlage kann Gas mit Temperaturen in der Größenordnung von 1650° C und hohem Druck erzeugt werden. Diese Gase werden über die Leitung 20a in den Sprühturm 12a ge-"::.· leitet, in dem sie die über die Leitung 10a zugeführte ' as Ausgangslösung berühren. Die noch unter Druck stehenden Gase, die aber infolge der verdampfenden Ausgangslösung, auf die sie in dem Sprühturm treffen, abgekühlt sind, gelängen über eine Leitung 28 α in einen Flüssigkeits-Dampfscheider 30a. Die Ausgangslösung, die in den Sprühturm 12 a eingeführt wird, wird mit einer solchen Geschwindigkeit eingeführt, daß sich an dessen Boden unverdampfte Lösung 22 α ansammelt. Diese wird über eine Leitung 24a und ein Ventil 26a mit einer Pegelsteuerung abgezogen, die so voreingestellt ist, daß in dem Sprühturm 12a ein gegebener Flüssigkeitspiegel aufrechterhalten wird. Die Pegelsteuerung 80 wirkt auf bekannte Art und hat die Aufgabe, die Lösung iii dem Sprühturm 12 a auf einer gewünschten Höhe zu halten, so daß die heißen Verbrennungsgase aus der Leitung 20 α den Sprühturm 12 α nicht über diesen weg verlassen können. Indem die Menge der über die Leitung 10a eingeführten Lösung und die Menge der Wärme, die über die heißen Verbrennungsgase der Leitung 20α zugeführt wird, eingestellt werden, läßt sich die Konzentration der den Sprühturm 12« über die Leitung 24 a verlassenden unverdampften Lösung steuern. Bei einigen Anwendungen wird diese Lösung wertvolle Nebenprodukte enthalten. \ ' '* In dem Scheider 30 α werden mitgenommene Feststoffteile entfernt und treten über die Leitung 32a in den Sprühturm 12a zurück. . ' ' ' . In the second embodiment in FIG. 3, the starting solution is introduced into the spray tower 12a with spray nozzles 14a via a line 10a. A pump 11 is located in the line 10a. The hot gases weFden via the line 20a in the Sprühturm12 a introduced. The gases are introduced under pressure. For this purpose, fuel 73 is burned in a chamber 70 for driving a gas turbine 72. This drives an air compressor 74 in order to supply compressed air 71 to the system, with the exhausting combustion gases resulting in substantial amounts of excess air. contain. These gases are fed to an afterburner 76 where additional fuel is introduced and burned. With this system, gas with temperatures in the order of magnitude of 1650 ° C and high pressure can be generated. These gases are passed via line 20a into spray tower 12a, in which they come into contact with the starting solution supplied via line 10a they meet in the spray tower, are cooled, pass through a line 28a into a liquid-vapor separator 30a This is withdrawn via a line 24a and a valve 26a with a level control which is preset so that a given liquid level is maintained in the spray tower 12. The level control 80 operates in a known manner and has the task of solving the problem in the spray tower To keep 12 a at a desired height so that the hot combustion gases from the line 20 α cannot leave the spray tower 12 α via this The amount of the solution introduced via line 10a and the amount of heat which is supplied via the hot combustion gases to line 20a can be adjusted, the concentration of the non-evaporated solution leaving the spray tower 12 "via line 24a can be controlled. In some applications this solution will contain valuable by-products. \ '' * In the separator 30 a, entrained solid particles are removed and return to the spray tower 12 a via the line 32 a. . '''.

Die aus dem Scheider 30a austretenden Gase stehen immer noch unter Druck und gelangen über die Leitung 34a in einen zweiten Sprüh turm 36 a. Ih diesem werden die in ihn eingeführten Gase weiter mit Lösung abgebraust, die für die weitere Wärmebehandlung verdünnt und erwärmt werden muß. In der Zeichnung sind drei voneinander getrennte Punkte eingezeichnet, an denen Lösung in den Sprühturm 36 a eingeleitet wird. Eine Leitung trägt das Bezugszeichen 52, da sie die aus dem Sprühturm 36 von F i g. 2 austretende Lösung aufnehmen kann. Dies ist jedoch fakultativ. Die anderen Leitungen können Lösung führen, die auf eine Zwischentemperatur erwärmt worden ist, und eine weitere Leitung kann kalte Ausgangslösung enthalten. Diese Leitungen sind mit den Bezugszeichen 52 a' und 52 a" bezeichnet.The gases emerging from the separator 30a are still under pressure and pass through the line 34a in a second spray tower 36a. The gases introduced into it are passed on to this showered off with solution, which must be diluted and warmed up for further heat treatment. In The drawing shows three separate points where the solution enters the spray tower 36 a is introduced. One line bears the reference numeral 52 since it is the one from the spray tower 36 of FIG F i g. 2 can absorb escaping solution. However, this is optional. The other lines can Lead solution that has been heated to an intermediate temperature, and another line can contain cold starting solution. These lines are denoted by the reference symbols 52 a 'and 52 a ".

Vom Boden des Sprühturmes 36a wird unter Druck verdünnte, warme Lösung abgeführt, die sich zur anschließenden Wärmebehandlung eignet. Eine Pegelsteuerung 82a' regelt das öffnen und Schließen des Ventils 26 a", das· in der Leitung 24 a' liegt und die Strömung der Lösung aus dem Sprühturm 36a reguliert. Die oben aus dem Sprühturm 36 α abgenommene Lösung läuft über eine Leitung 28 α' in einen Scheider 30a', und jeder in dieser enthaltende Feuchtigkeitsrest wird in diesem abgetrennt und läuft über die Leitung 32 α' in den Sprühturm 36 a zurück. Ein Rückdruckventil 84 a steuert die Geschwindigkeit der Gasabgabe und reguliert den Druck in der von dem Scheider 30a' ausgehenden Leitung 34 α'. Man wird an dieser Stelle erkennen, daß das Verfahren insoweit abgewandelt werden kann, indem die Lösung und die Gase durch weitere Sprühtürme geleitet werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Weiter können die in F i g. 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen mit Vorteil in Reihe oder parallel verwendet werden, was von den angetroffenen Verhältnissen abhängt.From the bottom of the spray tower 36a, dilute, warm solution is discharged under pressure, which is suitable for the subsequent heat treatment. A level control 82a ' regulates the opening and closing of the valve 26a ", which is located in the line 24a' and regulates the flow of the solution from the spray tower 36a. The solution removed from the spray tower 36a at the top runs through a line 28a 'in a separator 30a', and each residual moisture contained in this is separated in this and runs back via the line 32α 'into the spray tower 36a. A back pressure valve 84a controls the speed of the gas discharge and regulates the pressure in the separator It will be seen at this point that the method can be modified to the extent that the solution and the gases are passed through further spray towers, as described above 1 and 3 can advantageously be used in series or in parallel, depending on the circumstances encountered.

B e i s ρ i e 1 1B e i s ρ i e 1 1

Im Sprühturm 12 werden über die Leitung 20 Brenngase eingeführt, die aus einer Verbrennung von Methan mit 50% Luftüberschuß entstehen. Die entstehenden Brenngase haben eine Temperatur von 200° C. Ebenso wird in den Sprühturm 12 über die Leitung 10 rohes Seewasser mit einer Temperatur von 21"'C cingesprüht. Die Menge des Seewassers wird so eingestellt, daß in dem Sprühturm 12 ein Konzentrat 22 entsteht, das 25 Gewichtsprozent Festteile bei einer Temperatur von 100° C enthält. Je 0,635 kg rohes Seewasser, das 3,5 Gewichtsprozent vollständig aufgelöster Feststoffe (O,126°/o CaSO₄) enthält, ergibt sich eine Ausbeute von 0,544 kg an reinem Wasserdampf. Zusätzlich zu diesem Wassergehalt wird jedoch Wasser durch die Verbrennung des Methan erzeugt, so daß jede 0,45 kg Methan — stöchiometrisch — 0,998 kg Wasser ergeben. Entsprechend ergeben die Verbrennung von 1 kg Methan und die Einleitung der von diesem stammenden Brenngase in den Sprühturm 12 bei einer Temperatur von 204° C und die unmittelbare Berührung dieser Gase mit dem Seewasser annähernd 3,4 kg Wasser für jedes Kilogramm Methan und je 1,4 kg Seewasser. Dieses Wasser tritt bei Siedetemperatur und Atmosphärendruck in Dampfform auf. Dieser Dampf wird über die Leitung 28 in den Scheider 30 und von dort in den Sprühturm 36 gegeben, wo er auf zusätzliches Seewasser trifft. Ungefähr 28,6 kg rohes Seewasser werden für jedes verbrannte Kilogramm Methan zugeführt. Dieses rohe Seewasser hat bei der Einleitung in den Sprühturm einen Feststoffgehalt von 3,5 Gewichtsprozent. Unter Berührung mit den Brenngasen und dem in diesem enthaltenen und durch die Leitung 34 zuströmenden Dampf wird das Seewasser auf einen Feststoffgehalt von 3,16 Gewichtsprozent (0,114% CaSO₄) verdünnt, wobei es eine Temperatur von 100⁰C aufweist. Dieses erwärmte, verdünnte Seewasser sammelt sich am Boden des Sprühturmes 36 an und kann von diesem über die Leitung 49 und die Pumpe 50 in den sich anschließenden Verdampfer 52 geleitet werden.In the spray tower 12 fuel gases are introduced via the line 20, which result from the combustion of methane with 50% excess air. The resulting fuel gases have a temperature of 200 ° C. Raw sea water is also sprayed into the spray tower 12 via the line 10 at a temperature of 21 ° C. The amount of sea water is adjusted so that a concentrate 22 is produced in the spray tower 12 , which contains 25 percent by weight of solids at a temperature of 100 ° C. Per 0.635 kg of raw seawater, which contains 3.5 percent by weight of completely dissolved solids (0.16% CaSO ₄ ), the result is a yield of 0.544 kg of pure water vapor In addition to this water content, however, water is produced by the combustion of the methane, so that each 0.45 kg of methane - stoichiometrically - results in 0.998 kg of water 12 at a temperature of 204 ° C and the direct contact of these gases with the sea water approximately 3.4 kg of water for every kilogram of methane and for every 1.4 kg of sea water occurs in vapor form at boiling temperature and atmospheric pressure. This steam is fed via line 28 into separator 30 and from there into spray tower 36, where it meets additional seawater. Approximately 28.6 kg of raw seawater is added for every kilogram of methane burned. When it is introduced into the spray tower, this raw seawater has a solids content of 3.5 percent by weight. Under contact with the combustion gases and the inflowing contained in the latter and through the steam line 34 the sea water is diluted to a solids content of 3.16 weight percent (0.114% CaSO _4), wherein it has a temperature of 100 ⁰ C. This heated, diluted seawater collects at the bottom of the spray tower 36 and can be passed from this via the line 49 and the pump 50 into the adjoining evaporator 52.

Example2

Methan wird in einer stationären Turbine bei einem Druck von vier Atmosphären verbrannt. In dem Nachbrenner wird zusätzlicher Treibstoff eingeführt, so daß der Luftüberschuß auf 50% gehalten wird. Die heißen Brenngase werden in den Sprühturm 12 α geleitet, wo sie auf den Sprühnebel einer Lösung treffen, die bei einer Temperatur von 60° C 5,6 Gewichtsprozent Feststoffe enthält. Das Verhältnis der Lösung zu-dem eingeführten heißen Gas wird so geregelt, daß am Boden des Sprühturmes 12 α eine Ausbeute an endgültigem Konzentrat mit^einem Feststoffgehalt von 25 Gewichtsprozent entsteht. Das Konzentrat hat eine Temperatur von 144° C. Diese Temperatur entspricht der Sättigungstemperatur von Wasserdampf bei einem Verbrennungsdruck von 4 Atmosphären. Bezogen auf 1 kg (Mol) des in einer Turbine verbrannten Methan, das über die Leitung 73 in F i g. 3 zugeführt wird, werden bei dem in dem Sprühturm 12 a auftretenden Abbrausevorgang 291 kg Dampf erzeugt. Dieser Dampf und die in ihm enthaltene Wärme zusätzlich der Wärme der Brenngase werden über die Leitung 28a in den Scheider 30a geleitet und von dort über die Leitung 34 a in den Sprühturm 36 a gebracht. Sie treffen dort auf zusätzliche Dampf ströme, die über Leitungen 52, 52 a' und 52 a" zugeführt werden. Die sich ergebenden erwärmten, verdünnten Strömungen sammeln sich am Boden des Sprühturmes 36 a bei 40 a an und werden von dort über die Leitungen 24 a' dem sich anschließenden Verdampfer zugeleitet.Methane is burned in a stationary turbine at a pressure of four atmospheres. Additional fuel is introduced into the afterburner so that the excess air is kept at 50%. The hot fuel gases are passed into the spray tower 12 α, where they hit the spray mist of a solution which, at a temperature of 60 ° C., contains 5.6 percent by weight of solids. The ratio of the solution to the hot gas introduced is regulated in such a way that a yield of final concentrate with a solids content of 25 percent by weight arises at the bottom of the spray tower 12 α. The concentrate has a temperature of 144 ° C. This temperature corresponds to the saturation temperature of water vapor at a combustion pressure of 4 atmospheres. Based on 1 kg (mol) of the methane burned in a turbine, which via line 73 in FIG. 3 is supplied, 291 kg of steam are generated during the spraying process occurring in the spray tower 12 a. This steam and the heat contained in it in addition to the heat of the combustion gases are passed via line 28a to the separator 30a and transferred from there via the conduit 34 a into the spray tower 36 a. You meet there on additional steam streams, which are supplied via lines 52, 52 a ' and 52 a ". The resulting heated, diluted currents collect at the bottom of the spray tower 36 a at 40 a and are from there via the lines 24 a ' fed to the subsequent evaporator.

Example 3

Aus der Verbrennung von Methan unter Druck einer Turbine werden heiße Gase über die Leitung 34 a in den Sprühturm 36 a geleitet, wo sie ihrerseits nach und nach auf kältere Strömungen auftreffen, die über die Leitungen 52, 52 a' und 52 a" zugeführt werden. Die über die Leitung 34 a' zugeführte Lösung wird durch die Strömungen 52, 52 a' und 52 a" absorbiert, um unter Druck erwärmt und gleichzeitig verdünnt zu werden, um Ausgangsstoff für eine weitere Wärmebehandlung zu erzeugen.From the combustion of methane under pressure in a turbine, hot gases are passed through line 34 a into spray tower 36 a , where they in turn gradually encounter colder currents which are fed in through lines 52, 52 a 'and 52 a " The solution fed in via line 34 a 'is absorbed by flows 52, 52 a' and 52 a "in order to be heated under pressure and at the same time diluted in order to produce starting material for further heat treatment.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method of evaporating aqueous solutions of salts, the solubility of which in water decreases with increasing temperature, by direct Heat exchange with hot gases, characterized in that from the aqueous solution in a first stage water through direct contact with the hot gases evaporated, the non-evaporated solution removed from the first stage, the water vapor and the hot gases from the first stage condensed in a second stage in an additional starting solution, removes the non-condensed gases from the second stage and those through the steam condensation dilute solution of the second stage is fed to an evaporator.

2. The method according to claim 1, characterized in that it is at above atmospheric pressure horizontal pressure is carried out.