DE1619678C - 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) mildem Separator (S) ver- Einwegverdampfers aus den genannten Gründen nicht bundcn und an den Sumpf (D) der Auslaß (/) für genutzt werden können.

das Konzentrat aus der anderen Plattengruppc 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 Warmetauschplalten zugeführt, welche zu Gruppen durch gekennzeichnet, daß das Trennelemerit (G) ■ von je vier Platten parallel zueinander geschaltet sind, eine weitere Durchtrittsöffnung (A') zum Verbin- Die Flüssigkeit tritt am unteren Ende der zwischen den der Zuführungsöffnung QVl, Wl) für das den Platten gebildeten Durchströmräume ein und Heizmittel der beiderseits des Trennclementes 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 Konangcordnet ist. zentrat und Dampf verläßt am unteren Endi 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 Wärmeauslauschplaltcn, Heizmittel strömt. Die vier Platten einer Gruppe sind die unter Zwischenschaltung von Dichtungen in einem unter Zwischenlage von Dichtungen zusammen-Rahmen ancinariderliegend 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 Hcizniillelzuführleitung 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 Endkonzentrals Rückführung des Konzentrats in den Strömungskreis- aus dem Sumpf des Trennelements die Plattengruppen lauf eine hohe Konzentralion oder ein großer Ein- mit dem Endkonzentrat überflutet- werden, kann dickungsgrat erreicht werden kann, ohne daß die zweckmäßigerweise in dem Sumpfraum ein Höhen-Strömungsgeschwindigkeit so stark absinkt, daß ein to Standsanzeiger für das Konzentral mit einem die Absetzen von Feststoffen oder Verkrusten der Heizmittelzufuhr abschaltenden Organ angeordnet Slrömungsräume oder Strömungswege zu befürchten sein,
ist. :. O'^e Erfindung wird nachfolgend an Hand schema-

Dicse Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- tischcr 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 so In Fig. 1 sind zwei Gruppen von Wärmelausch-

Trennung von Konzentrat bzw. Vorkonzentrat und platten Pi und Pl gezeigt, welche in einem Rahmen

Dampf dienenden Sumpfraum mit dem Auslaß für aufgenommen sind. Der Rahmen weist ein Kopf-

dasKonzentrat oder Vorkonzentrat besteht und daß stück H, ein Gegehelement 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 zwi-

konzentrats aus dem Auslaß dieser über eine Leitung sehen dem Kopfstück und dem Endstück gehalten,

mit der anderen Plattcngruppe 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 1059 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 Fig. 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 Abführ- 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 Fl 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 Lci-

Vorteilhafterweise wird die Anordnung jedoch so lung V zugeführt und das vorverdichtete Konzentrat getroffen, daß die vom Trennelement abgewandte durch eine Pumpe Q abgezogen und über eine Lei-Abführöffnung der einen Plattengruppe mit dem 60 uing 51 der Plattengruppe P2 durch das Gegen-Separator oder Zyklon verbunden ist, während an element/·' bei C zugeführt. Die zweite Stufe des Eindcn Sumpf D der Auslaß für das Endkonzentrat aus . dickungsvorganges vollzieht sich in der Plattengruppe der anderen Plattcngruppe angeschlossen ist. Bei der P2, und das Endkonzentrat wird dem Trennelement C! letzteren Anordnung wird gewährleistet, daß das End- durch die Dampfströmung 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 J abgezogen,
gen der beiden Plattengruppen vermischen kann. " Es ist zu erkennen, daß das Produkt, anstatt gleich-

Vorteilhafterweisc weist das Trennelement eine mäßig über alle Gruppen der Platten PX und Pl ver-

(eilt zu werden, wie dies ohne das Trennclcnient der Fall wäre, nunmehr bei der neuen Vorrichlung durch die Gegenwart des Trcnnclcmenls G nacheinander durch beide Plattcngruppcn Pl und /'2 geführt wird. Hierbei sind die Plattcngruppen in Reihe geschaltet und das [Endkonzentrat braucht nur über die Platten der Platingruppe Pl verteilt zu werden. Das hat zur Folge,. daß' sich die Strömungsgeschwindigkeit pro Platte nahezu verdoppelt.

Der konstruktive Aufbau des Trennelcments ist in Einzelheiten in F i g. 2 wiedergegeben. Danach besteht das Trcnnelement 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 H durch eine Dampfleitung L in die PlätlengruppcPl bei W\ eintritt. Das Element M ist mit Rollen R ausgerüstet, die eine Längsverschiebung auf der Oberschienc B des Rahmens gestatten.

Am unteren Ende ist eine Durchtrittsöffnung Y vorgesehen, die mit den Abführöffnungen Zi und ZZ für Konzentrat und Dampf der PlattengruppenPl und Pl in Fluchtung steht.

Das Trennclement weist weiterhin einen Sumpf D auf, der in eine Entnahmeleitung J 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 Konzentralion der Flüssigkeit erreicht werden soll, oder die gewünschte Mindeslströmungsgcsciiwindigkeil des Konzentrais dies erfordert. . '■'_;. ■-\·ΐ.:·.- - ■·· ί-Λ-. :' ·..:■:

An Stelle der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellten Slrömungswegc kann man die neue Vorrichtung auch in der Weise verwenden, wie dies durch die gestrichelten Ströniungswcgc in Fig. 1 angedeutet isU Hierbei erfolgt die Zufuhr der zu bchan- delnden Flüssigkeit statt über die Leitung A 1 bei A der Plattengruppe P1 über die Leitung Cl bei C in die Platingruppe Pl. Das vorkonzentrierte Produkt . wird nicht dem Separator S zugeführt, sondern aus dem Sumpf D bei / über die Leitung A 2 abgezogen und bei A der Plaltengruppc P1 zugeführt. Das Endkonzentrat gelangt dann aus dieser Platingruppe in den Separators und wird durch die LeitungSl entnommen. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich allerdings gewisse Nachteile, da einige Anteile des Vorkonzeritrats aus dem Sumpf übertreten und mit dem Endkonzenlrat in den Separators 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. . .' ^l ■ ' " 2 '■: ' ;·■■■■■

   P-iieniansnn.Hu· miteinander in Flüchtling stehende OIInuimen für die · raicnianspruclic. . Zufuhr und die Abfuhr des Heizmittel* bzw. für die !.Vorrichtung zum Konzentrieren einer Flüssig- Zufuhr der zu konzentrierenden Flüssigkeit und für kcit durch Verdampfen, bestehend aus einer An- die Abführ des Konzentrats und des Dampfes, die zahl - von Wärmcaustauschplatten, die unter 5 einem Separator zugeführt sind, sich ergeben. Zwischenschaltung von Dichtungen in einem Bei Vorrichtungen dieser Art ist es von Bedeutung, Rahmen aneinanderliegend. zusammengcspannl daß eine gleichmäßige Flüssigkeilsvcrleilung über die sind, und zwar so, daß zwischen den Platten Heizoberflächen gewährleistet ist, da sonst die Gefahr Durchslrömräume abwechselnd für die zu kon- besteht, daß die Flüssigkeit auf der Heizfläche zur zentrierende Flüssigkeit und für ein· Heizmedium ίο 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 Heizmittel 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 i_{5 s}j_cn ganz besonders an den Auslaßenden der Heizzugeführl sind, sich ergeben, dadurch ge- oberfläche^ weil dort die Konzentration bereits kennzeichnet, daß die Wärmeaustausch- relativ hoch ist und entsprechend die Strömungsplalten durch wenigstens ein Trennelemenl (G) in geschwindigkeit der Flüssigkeit klein ist. Die VerGruppen (PX 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 (K) 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 Vorrichbenachbarlen Gruppen steht und aus einem zur tungen finden hauptsächlich Anwendung, wenn die Trennung von Konzentrat bzw. Vorkonzenlral 25 zu behandelnden Flüssigkeiten sehr empfindlich sind, und Dampf dienenden Sumpfraum (D) mit dem _weji die geringe Aufenthallszeit der Flüssigkeit in der Auslaß (J) für das Konzentrat oder Vorkonzentral Vorrichtung die Gewähr dafür bietet, daß keine oder besteht, und daß bei Entnahme des Konzentrats _{nur eme} geringe Beeinträchtigung der Qualität des aus dem Auslaß (J) eine Leitung (S 1) zwischen Produkts hervorgerufen wird.

   dem Separator (S) und der einen Platingruppe _3O Wenn die Konzentration ansteigt und die Gc-

   (bei C) zur Rückführung des Vorkonzentrals vor- schwindigkeit der Flüssigkeit niedrig wird, ist es

   gesehen ist, während bei Entnahme des Vor- häufig erforderlich, einen gewissen Anteil der Flüssig-

   konzenlrats aus dem Auslaß (J) dieser über eine keil zum Einlaß der Vorrichtung zurückzuführen, um

   Leitung (A 2) mit der anderen Platingruppe _ej_nc Mindestströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit

   (bei A) verbunden ist und die Leitung (S2) vom ₃₅ über alle Teile der Heizoberfläche zu gewährleisten.

   Separator (S) zur Entnahme des Konzentrats E_me solche Rückführung ist jedoch unerwünscht,

   dient. weil sich dadurch die Verweilzeit des Produkts in der