DE1619678B - Vorrichtung zum Konzentrieren einer Flüssigkeit durch Verdampfen - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Vorrichtung wesentlich steigert und zugleich auch kennzeichnet, daß die vom Trennelement (G) eine Erniedrigung des Wärmeübergangskoeffizienten abgewandte Abfuhröffnung (Zl) der einen 40 eintritt, so daß häufig die sonstigen Vorteile eines Plattengruppe (Pl) mit dem Separator (5) ver- Einwegverdampfers aus den genannten Gründen nicht bunden und an den Sumpf (D) der Auslaß (7) für genutzt werden können.

das Konzentrat aus der anderen Plattengruppe Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs

(Pl) angeschlossen ist. genannten Art wird die Flüssigkeit einer Anzahl von

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 45 Wärmetauschplatten zugeführt, welche zu Gruppen durch gekennzeichnet, daß das Trennelement (G) von je vier Platten parallel zueinander geschaltet sind, eine weitere Durchtrittsöffnung (X) zum Verbin- Die Flüssigkeit tritt am unteren Ende der zwischen den der Zuführungsöffnung (Wl, Wl) für das den Platten gebildeten Durchströmräume ein und Heizmittel der beiderseits des Trennelementes steigt in diesen unter gleichzeitiger Erhitzung bis zum liegenden Gruppen (Pl, Pl) mit einer gemein- 50 Kochen an, strömt am oberen Ende der Räume durch samen Heizmittelzuführleitung (L) aufweist. eine Übertrittsöffnung über und gelangt in einen in

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Richtung von oben nach unten durchströmten Raum kennzeichnet, daß in dem Sumpfraum (D) ein der Platten, bei dessen Durchströmung der Koch-Höhenstandsanzeiger für das Konzentrat mit Vorgang und damit die Konzentration oder Eindickung einem die Heizmittelzufuhr abschaltenden Organ 55 fortgesetzt wird. Das entstehende Gemisch aus Konangeordnet ist. zentrat und Dampf verläßt am unteren Ende der in

absteigender Richtung durchströmten Räume die

Plattengruppe und tritt in eine Rohrleitung ein, die

zu einem Zyklon führt. Die in aufsteigender und ab-60 steigender Richtung durchströmten Räume zwischen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kon- den Platten sind voneinander durch weitere Räume zentrieren einer Flüssigkeit durch Verdampfen, be- zwischen den Platten getrennt, durch welche das stehend aus einer Anzahl von Wärmeaustauschplatten, Heizmittel strömt. Die vier Platten einer Gruppe sind die unter Zwischenschaltung von Dichtungen in einem unter Zwischenlage von Dichtungen zusammen-Rahmen aneinanderliegend zusammengespannt sind, 65 gespannt. Mehrere solche aus vier Platten bestehende und zwar so, daß zwischen den Platten Durchström- Gruppen sind strömungsmäßig parallel zueinander räume abwechselnd für die zu konzentrierende Flüs- geschaltet. Auch bei dieser bekannten Ausbildung ist sigkeit und für ein Heizmedium gebildet sind und bei Erreichen einer hohen Konzentration die Rück-

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führung eines Teiles des Produkts notwendig, um die weitere Durchtrittsöffnung zum Verbinden der Zuabsinkende Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit führungsöffnung für das Heizmittel der beiderseits des wieder zu steigern. Trennelements liegenden Gruppen mit einer gemein-

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine samen Heizmittelzuführleitung auf.
Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so 5 Um zu verhindern, daß z. B. im Falle eines Verweiterzubilden, daß ohne die Notwendigkeit der sagens der Pumpe zum Abziehen des Endkonzentrats Rückführung des Konzentrats in den Strömungskreis- aus dem Sumpf des Trennelements die Plattengruppen lauf eine hohe Konzentration oder ein großer Ein- mit dem Endkonzentrat überflutet werden, kann dickungsgrat erreicht werden kann, ohne daß die zweckmäßigerweise in dem Sumpf raum ein Höhen-Strömungsgeschwindigkeit so stark absinkt, daß ein io Standsanzeiger für das Konzentrat mit einem die Absetzen von Feststoffen oder Verkrusten der Heizmittelzufuhr abschaltenden Organ angeordnet Strömungsräume oder Strömungswege zu befürchten sein.

ist. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schema-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- tischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel

löst, daß die Wärmeaustauschplatten durch wenigstens 15 näher erläutert.

ein Trennelement in Gruppen unterteilt sind, welches Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen zwischen den Gruppen im Rahmen einspannbar ist, Vorrichtung in Seitenansicht, während
eine Durchtrittsöffnung aufweist, die in Fluchtung mit Fig. 2 Einzelheiten der in Fig. 1 wiedergegebenen den Abführöffnungen für Konzentrat und Dampf der Vorrichtung in perspektivischer Ansicht wiedergibt,
benachbarten Gruppen steht und aus einem zur 20 In Fig. 1 sind zwei Gruppen von Wärmetausch-Trennung von Konzentrat bzw. Vorkonzentrat und platten Pl und Pl gezeigt, welche in einem Rahmen Dampf dienenden Sumpfraum mit dem Auslaß für aufgenommen sind. Der Rahmen weist ein Kopfdas Konzentrat oder Vorkonzentrat besteht und daß stück H, ein Gegenelement F und ein Endstück E auf. bei Entnahme des Konzentrats aus dem Auslaß eine Die Platten der Plattengruppe sind zwischen dem Leitung zwischen dem Separator und der einen 25 Kopfstück H und dem Gegenelement F mittels Plattengruppe zur Rückführung des Vorkonzentrats Klemmstangen T zusammengepreßt. Sie werden von vorgesehen ist, während bei Entnahme des Vor- einer Oberschiene B und einer Bodenschiene U zwikonzentrats aus dem Auslaß dieser über eine Leitung sehen dem Kopfstück und dem Endstück gehalten, mit der anderen Plattengruppe verbunden ist und die Die Zufuhr des zu behandelnden Produktes erfolgt Leitung vom Separator zur Entnahme des Konzen- 30 durch das Kopfstück H bei A. Die Anordnung der trats dient. einzelnen Platten in jeder Gruppe ist im wesentlichen Bei dieser Vorrichtung werden wenigstens zwei identisch mit der Anordnung der Platten, die in der Plattengruppen in Reihe hintereinandergeschaltet, deutschen Patentschrift 1 059 785 beschrieben ist.
wobei je eine Plattengruppe zum Vorkonzentrieren Die Wärmetauschplatten sind in Einheiten von und die zweite Gruppe nach Abschalten des Dampfes 35 vier Einzelplatten zusammengefaßt und bilden Durchim Zyklon zum Erreichen des gewünschten End- strömräume für ein Heizmedium und für die zu konzustandes der Eindickung dient. Hierdurch läßt sich zentrierende Flüssigkeit, die zunächst unten in einen auch in der nachgeschalteten Plattengruppe bzw. in Durchströmraum eintritt, unter Kochen nach oben deren Strömungsräumen eine ausreichende Durch- strömt, über eine Überströmöffnung in den nächsten Strömgeschwindigkeit aufrechterhalten, so daß die 40 Durchströmraum übertritt und in diesem unter Gefahr der Verkrustung oder des Absetzens von Weiterkochen nach unten strömt. Weiterhin besitzen Feststoffen nicht besteht. Dieser Vorteil läßt sich die Platten Dampfeinlaßöffnungen W und Dampfunter Beibehaltung der sonstigen Ausbildung der und Konzentrat-Austrittsöffnungen Z, die in F i g. 2 Platten lediglich durch Zwischenschalten des ge- zu erkennen sind. Weitere Zuführöffnungen für die nannten Trennelements erreichen. Die in diesem vor- 45 zu konzentrierende Flüssigkeit sowie Konzentratsausgesehene Durchtrittsöffnung steht mit den Abfuhr- trittsöffnungen sind ebenfalls vorgesehen in den öffnungen für Konzentrat und Dampf der benach- Figuren, jedoch nicht dargestellt,
harten Gruppen in Fluchtung, so daß der Dampf aus Zwischen den beiden Gruppen ist ein Trennbeiden Gruppen gemeinsam abgezogen werden kann. element G angeordnet, das Durchtrittsöffnungen X Die neue Vorrichtung läßt sich auf verschiedene 50 und Y aufweist, die mit den Öffnungen W und Z Weise betreiben. So ist es möglich, im Sumpf das fluchten, wobei das Trennelement jedoch die Zuführaus der ersten Plattengruppe kommende Vorkonzen- öffnungen für das Produkt sperrt,
trat aus dem Sumpf abzuziehen und am von dem Die zu konzentrierende Flüssigkeit wird den Platten Trennelement abgewandten Ende der anderen Platten- bei A zugeleitet und in der Plattengruppe Pl vorgruppe wieder zuzuführen und das in dieser Platten- 55 konzentriert. Das Gemisch aus Dampf und vorkongruppe anfallende Endkonzentrat aus der Abführ- zentrierter Flüssigkeit tritt in einen Separator oder öffnung dieser Plattengruppe abzuleiten. einen Zyklon S ein. Hier wird der Dampf einer Lei-Vorteilhafterweise wird die Anordnung jedoch so tung V zugeführt und das vorverdichtete Konzentrat getroffen, daß die vom Trennelement abgewandte durch eine Pumpe β abgezogen und über eine Lei-Abführöffnung der einen Plattengruppe mit dem 60 tung 51 der Plattengruppe P2 durch das Gegen-Separator oder Zyklon verbunden ist, während an element F bei C zugeführt. Die zweite Stufe des Einden Sumpf D der Auslaß für das Endkonzentrat aus dickungsvorganges vollzieht sich in der Plattengruppe der anderen Plattengruppe angeschlossen ist. Bei der P 2, und das Endkonzentrat wird dem Trennelement G letzteren Anordnung wird gewährleistet, daß das End- durch die Dampf strömung zugeführt, wobei es in konzentrat sich nicht mit dem Vorkonzentrat trotz 65 einen Sumpf D im Boden des Trennelements G fällt, der freien Verbindung zwischen den Austrittsöffnun- Dort wird es mittels einer Pumpe bei 7 abgezogen,
gen der beiden Plattengruppen vermischen kann. Es ist zu erkennen, daß das Produkt, anstatt gleich-Vorteilhafterweise weist das Trennelement eine mäßig über alle Gruppen der Platten Pl und P 2 ver-

teilt zu werden, wie dies ohne das Trennelement der Fall wäre, nunmehr bei der neuen Vorrichtung durch die Gegenwart des Trennelements G nacheinander durch beide Plattengruppen Pl und P 2 geführt wird. Hierbei sind die Plattengruppen in Reihe geschaltet und das Endkonzentrat braucht nur über die Platten der Plattengruppe P 2 verteilt zu werden. Das hat zur Folge, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit pro Platte nahezu verdoppelt.

Der konstruktive Aufbau des Trennelements ist in Einzelheiten in F i g. 2 wiedergegeben. Danach besteht das Trennelement aus einem etwa lotrecht angeordneten kastenförmigen Teil M, der aus einem entsprechenden Werkstoff gegossen oder in anderer Weise hergestellt ist. Das Trennelement weist eine langgestreckte Durchtrittsöffnung X auf, welche den Eintritt von Dampf ermöglicht, der durch das Kopfstück// durch eine Dampf leitung L in die Plattengruppe Pl bei Wl eintritt. Das Element M ist mit Rollen R ausgerüstet, die eine Längsverschiebung auf der Oberschiene B des Rahmens gestatten.

Am unteren Ende ist eine Durchtrittsöffnung Y vorgesehen, die mit den Abführöffnungen Zl und Zl für Konzentrat und Dampf der Plattengruppen Pl und P 2 in Fluchtung steht.

Das Trennelement weist weiterhin einen Sumpf D auf, der in eine Entnahmeleitung / übergeht. Zu beiden Seiten des Trennelements sind Platten K und N der beiden Gruppen vorgesehen.

Es ist auch möglich, zwei oder mehr der genannten Trennelemente anzuwenden, insbesondere dann, wenn eine besonders hohe Konzentration der Flüssigkeit erreicht werden soll, oder die gewünschte Mindestströmungsgeschwindigkeit des Konzentrats dies erfordert.

An Stelle der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellten Strömungswege kann man die neue Vorrichtung auch in der Weise verwenden, wie dies durch die gestrichelten Strömungswege in Fig. 1 angedeutet ist. Hierbei erfolgt die Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit statt über die Leitung .41 bei A der Plattengruppe Pl über die Leitung Cl bei C in die Plattengruppe P 2. Das vorkonzentrierte Produkt wird nicht dem Separator 5 zugeführt, sondern aus dem Sumpf D bei J über die Leitung A 2 abgezogen und bei A der Plattengruppe Pl zugeführt. Das Endkonzentrat gelangt dann aus dieser Plattengruppe in den Separator 5 und wird durch die Leitung 52 entnommen. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich allerdings gewisse Nachteile, da einige Anteile des Vorkonzentrats aus dem Sumpf übertreten und mit dem Endkonzentrat in den Separator 5 gelangen und mit durch die Leitung S abgezogen werden.

Weiterhin ist es möglich, in der Durchtrittsöffnung Y bzw. in dem Sumpf D einen Höhenstandsanzeiger zur Überwachung des Produktstandes anzuordnen. Dieser hat die Aufgabe, bei Versagen der Pumpe für das Endkonzentrat die Dampfzufuhr automatisch zu unterbrechen, um bei einem Überfluten der Anordnung mit dem Endkonzentrat eine Verkrustung bzw. Ablagerung an den Verdampferoberflächen zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. i Diy D/ö
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   Patentansorüche- miteinander in Fluchtung stehende Öffnungen für die ^v Zufuhr und die Abfuhr des Heizmittels bzw. für die !.Vorrichtung zum Konzentrieren einer Flüssig- Zufuhr der zu konzentrierenden Flüssigkeit und für keit durch Verdampfen, bestehend aus einer An- die Abfuhr des Konzentrats und des Dampfes, die zahl von Wärmeaustauschplatten, die unter 5 einem Separator zugeführt sind, sich ergeben. Zwischenschaltung von Dichtungen in einem Bei Vorrichtungen dieser Art ist es von Bedeutung, Rahmen aneinanderliegend zusammengespannt daß eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung über die sind, und zwar so, daß zwischen den Platten Heizoberflächen gewährleistet ist, da sonst die Gefahr Durchströmräume abwechselnd für die zu kon- besteht, daß die Flüssigkeit auf der Heizfläche zur zentrierende Flüssigkeit und für ein Heizmedium 10 Ruhe kommt und das Produkt anbrennt. Hierbei gebildet sind, und miteinander in Fluchtung können Ablagerungen und Verkrustungen entstehen, stehende Öffnungen für die Zufuhr und Abfuhr welche die Lebensdauer oder Betriebsdauer der Andes Heizmittels bzw. für die Zufuhr der zu kon- lage bis zur nächsten Reinigung wesentlich verkürzen, zentrierenden Flüssigkeit und für die Abfuhr des Derartige Anlagerungen oder Verkrustungen bilden Konzentrats und Dampfes, die einem Separator i₅ sich ganz besonders an den Auslaßenden der Heizzugeführt sind, sich ergeben, dadurch ge- oberflächen, weil dort die Konzentration bereits kennzeichnet, daß die Wärmeaustausch- relativ hoch ist und entsprechend die Strömungsplatten durch wenigstens ein Trennelement (G) in geschwindigkeit der Flüssigkeit klein ist. Die Ver-■ Gruppen (Pl und Pl) unterteilt sind, welches minderung der Strömungsgeschwindigkeit ist von zwischen den Gruppen im Rahmen (R, B, E, U) 20 besonderer Bedeutung dann, wenn es sich um soeinspannbar ist, eine Durchtrittsöffnung (Y) auf- genannte Einwegverdampfer handelt, bei denen sich weist, die in Fluchtung mit den Abführöffnungen g_anz besonders mit zunehmender Konzentration die (Zl und Zl) für Konzentrat und Dampf der Strömungsgeschwindigkeit verringert. Diese Vorrichbenachbarten Gruppen steht und aus einem zur tungen finden hauptsächlich Anwendung, wenn die Trennung von Konzentrat bzw. Vorkonzentrat 25 zu behandelnden Flüssigkeiten sehr empfindlich sind, und Dampf dienenden Sumpfraum (D) mit dem _wen die geringe Aufenthaltszeit der Flüssigkeit in der Auslaß (/) für das Konzentrat oder Vorkonzentrat Vorrichtung die Gewähr dafür bietet, daß keine oder besteht, und daß bei Entnahme des Konzentrats _{nur e}j_ne geringe Beeinträchtigung der Qualität des aus dem Auslaß (7) eine Leitung (51) zwischen Produkts hervorgerufen wird.

   dem Separator (S) und der einen Plattengruppe ₃₀ Wenn die Konzentration ansteigt und die Ge-(bei C) zur Rückführung des Vorkonzentrats vor- schwindigkeit der Flüssigkeit niedrig wird, ist es gesehen ist, während bei Entnahme des Vor- häufig erforderlich, einen gewissen Anteil der Flüssigkonzentrats aus dem Auslaß (7) dieser über eine k_ej_{t zum} Einlaß der Vorrichtung zurückzuführen, um Leitung (A 1) mit der anderen Plattengruppe _ej_ne Mindestströmungsgeschwihdigkeit der Flüssigkeit (bei A) verbunden ist und die Leitung (Sl) vom ₃₅ über alle Teile der Heizoberfläche zu gewährleisten. Separator (S) zur Entnahme des Konzentrats Eine solche Rückführung ist jedoch unerwünscht, dient. weil sich dadurch die Verweilzeit des Produkts in der