DE2540774C2

DE2540774C2 -

Info

Publication number: DE2540774C2
Application number: DE19752540774
Authority: DE
Inventors: John E. New Orleans La. Us Pottharst Jun.
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-12
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1988-11-17
Also published as: DE2540774A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Destillieren von Brackwasser oder Meerwasser unter Verwendung eines Verdampfers aus von einem Mantel umgebenen Rohren, wobei man im unteren Ende des Verdampfers einen Sumpf von Wasser, der sich bis in die unteren Enden der Rohre erstreckt, hält und darin zum Sieden erhitzt, Dampf und Flüssigkeit trennt, den abgetrennten Dampf komprimiert, und den komprimierten Dampf als Wärmeaustauschmittel an die Rohre des Verdampfers führt.The invention relates to a method and a device for distilling brackish water or sea water using an evaporator made of a jacket Pipes, one in the lower end of the evaporator Swamp of water that extends to the lower ends of the Pipes extends, holds and heats to boiling therein, steam and separates liquid, compresses the separated vapor, and the compressed steam as a heat exchange medium to the Pipes of the evaporator leads.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind aus der US-PS 30 00 795 bekannt geworden.Such a device and such a method are known from US-PS 30 00 795 become.

Bei der Errichtung von Dampfkompressionsdestillationsanlagen ist einer der Faktoren, der von wesentlichem Einfluß auf die Anlagenkosten je Einheit an Tagesvolumen destillierten Wassers ist, der Grad der Wärmeübertragung, d. h. die Anzahl Wär meeinheiten (Kalorien oder BTU), die durch eine Einheit Rohroberfläche je Grad Temperaturdifferential je Stunde übertragen wird. Es wurde nun gefunden, daß dieser Faktor erhöht werden kann, wenn das Meerwasser in den Rohren zum heftigen Kochen gebracht werden kann, so daß es die Konsistenz eines Schaums annimmt, derart, daß der Wärmeübertragungskoeffizient an der Innenfläche des Rohres aus verschiedenen theoretisch erfaßbaren Gründen zunimmt. Wenn jedoch die flüssige Komponente dieses Schaums verdampft wird, nimmt das Volumen des Schaums und damit auch die Geschwindigkeit, mit der er aus dem Rohr ausgestoßen wird, stark zu. Das hat zur Folge, daß das schaumige Gemisch mit sehr hoher Geschwindigkeit aus dem Rohr ausgestoßen werden kann, so daß von dem Dampf nicht-verdampfte Flüssigkeitströpfchen und Schaum mitgerissen werden. Die Abtrennung von Tröpfchen und Schaum wird zu einem schwerwiegenden Problem, weil bei steigender Menge daran ein Nebelscheider überladen und funk tionsunfähig wird, so daß Flüssigkeitströpfchen mit verhältnismäßig hoher Salzkonzentration in das Destillationsprodukt hinübergetragen werden. Außerdem wird unter solchen Umständen das Kochen in dem Rohr so heftig, daß größere Flüssigkeits teilchen nach oben geschleudert werden und das Problem der Flüssigkeitsabtrennung weiter erschweren würden, wenn, wie üblich, der Nebelscheider über der oberen Rohrhalterungsplatte angeordnet wäre.When setting up steam compression distillation systems is one of the factors that have a significant impact on the Plant costs per unit of daily volume of distilled water is the degree of heat transfer, i.e. H. the number of heat Units (calories or BTU) by one unit Transfer pipe surface per degree of temperature differential per hour becomes. It has now been found that this factor increases can become violent when the sea water in the pipes Can be brought to boil so that it is the consistency of a Foam adopts such that the heat transfer coefficient on the inner surface of the tube from different theoretically ascertainable reasons increases. However, if the liquid component of this foam is evaporated, that takes away Volume of foam and thus also the speed with which it is ejected from the pipe, strong to. The result is that the frothy mixture with very can be ejected from the pipe at high speed, so that droplets of liquid not evaporated from the vapor and foam are carried away. The separation of droplets and foam becomes a serious problem because at increasing amount of it a fog separator overloaded and radio becomes incapable of functioning, so that liquid droplets are relatively high salt concentration in the distillation product be carried over. Besides, in such circumstances boiling in the tube so violently that larger liquid particles are thrown up and the problem of Liquid separation would be more difficult if, as usual, the mist separator over the top tube support plate would be ordered.

Es sind schon verschiedene Versuche gemacht worden, um dieses Problem zu lösen und einen hohen Wärmeübertragungsgrad zu erzielen, wobei ein niedriger Wasserpegel und lange Rohre verwendet wurden, um die Wirkung zu verbessern. Beispielsweise sind verschiedene Arten von Nebelscheidern entwickelt worden. Auch ist vorgeschlagen worden, für die Abtrennung von Wasser tröpfchen zusätzlich Zyklonabscheider zu verwenden. Weiterhin ist vorgeschlagen worden, große Gewölbe über dem Verdampfer anzuordnen, um die Dampfgeschwindigkeit zu senken, so daß die mit gerissenen Tröpfchen nach unten fallen können. Alle diese Vorschläge haben jedoch ihre Nachteile, von denen einer darin besteht, daß die Kosten so hoch werden, daß ihre Anwendung unrentabel wird.Various attempts have been made to do this Solve the problem and achieve a high degree of heat transfer, using a low water level and long pipes were to improve the effect. For example Different types of fog separators have been developed. It has also been proposed for water separation droplets to use additional cyclone separators. Farther it has been proposed to place large vaults above the evaporator, to lower the steam speed so that the with cracked droplets can fall down. All of these suggestions however have their drawbacks, one of which is that the costs become so high that their application becomes unprofitable becomes.

Daher wurde bei der Errichtung von Anlagen zur Dampfkompressions destillation ein Kompromiß zwischen dem Wärmeübertragungsgrad und dem Problem des Mitreißens getroffen. Für eine bestimmte Form eines Nebelscheiders gibt es einen bestimmten Höchstwert für die Menge an mitgerissenem Material, die von dem Nebelscheider abgetrennt werden kann, und die Menge an mitgerissenem Material muß unter diesem Wert gehalten werden. Dadurch werden wiederum die zulässige Dampfgeschwindigkeit und die Menge an Flüssigkeit, die aus den Rohren austreten darf, auf einen be stimmten Wert begrenzt, derart, daß nicht mehr Flüssigkeit mitgerissen werden darf als im Nebelscheider abgetrennt werden kann. Die Begrenzung der Dampf-Flüssigkeits-Austrittsgeschwindigkeit schreibt ihrerseits die Menge an Dampf vor, die in einem bestimmten Rohr je Zeiteinheit erzeugt werden kann. Um diese zu beschränken, war es notwendig, unter sonst gleichen Bedingungen die wirksame Länge der der Dampferzeugung dienenden Rohre zu beschränken. Diese Länge konnte durch eine Anzahl Faktoren, ein schließlich der physikalischen Länge des Rohres, der Temperatur des eingeführten Meerwassers, des im unteren Ende der Rohre gehaltenen Flüssigkeitspegels usw., beeinflußt werden.Therefore, when installing steam compression systems distillation a compromise between the heat transfer rate and the problem of getting carried away. For a specific one Form of a fog separator there is a certain maximum value for the amount of material carried away by the mist separator can be separated, and the amount of entrained material must be kept below this value. This will again the permissible steam speed and the amount of Liquid that is allowed to escape from the tubes on a be agreed value limited, so that no more liquid entrained may be separated than can be separated in the mist separator. The limitation of the vapor-liquid exit velocity in turn prescribes the amount of steam that is in a particular one Pipe can be generated per unit of time. To limit this it was necessary, under otherwise the same conditions the effective length of the steam generating pipes restrict. This length could be determined by a number of factors finally the physical length of the pipe, the temperature of the imported sea water, that of the lower end of the pipes Liquid level, etc., are affected.

Außerdem hat das durch eine typische technische Dampfkompressions destillationsanlage umlaufende Wasser einen praktisch in der ganzen Anlage gleichen Salzgehalt. Dieser Salzgehalt ist normalerweise gleich oder etwas geringer als derjenige des abgelassenen Wassers. Demzufolge ist in der ganzen Anlage die Siedepunktserhöhung auf einem Maximum und folglich der Temperaturunterschied zwischen dem kondensierenden Dampf und dem verdampfenden Wasser auf einem gleichbleibenden Minimum. Beispielsweise hat Meerwasser mit einer Salzkonzentration entsprechend 32 000 ppm NaCl einen um etwa 0,6°C erhöhten Siedepunkt, wenn es mit 100°C in den Verdampfer einströmt. Wenn ein Konzentrationsverhältnis von 2 angenommen wird (1 l Fallwasser je 2 l Beschickung), enthält das Fallwasser etwa 6,4% NaCl und hat einen um etwa 1,2°C erhöhten Siedepunkt. In dieser typischen Anlage wird der Dampf komprimiert, bis seine Temperatur um etwa 2,8°C steigt. Da das Meerwasser in der Anlage hinsichtlich seines Salzgehaltes homogen ist, beträgt die mittlere Temperaturdiffe renz dann 1,6°C. Da die mittlere Temperaturdifferenz im allgemeinen ziemlich klein ist, kann eine Variation der effektiven mittleren Temperaturdifferenz von wenigen Zehnteln eines Grades zu beträchtlichen Änderungen der Effizienz führen. So kann beispielsweise die Effizienz um 18% zunehmen, wenn die mittlere Temperaturdifferenz um etwa 0,3°C steigt.It also has a typical technical vapor compression distillation system circulating water practically all over Plant with the same salinity. This salinity is normal equal to or slightly less than that of the drained Water. As a result, the boiling point increase is in the whole plant at a maximum and consequently the temperature difference between the condensing steam and the evaporating water at a constant minimum. For example, sea water with a salt concentration corresponding to 32,000 ppm NaCl about 0.6 ° C increased boiling point when in with 100 ° C flows into the evaporator. If a concentration ratio of 2 is assumed (1 l falling water per 2 l loading), contains the fall water is about 6.4% NaCl and has a temperature of around 1.2 ° C increased boiling point. In this typical facility the steam compresses until its temperature is around 2.8 ° C increases. Since the sea water in the plant with regard to its If the salinity is homogeneous, the average temperature difference is then 1.6 ° C. Since the mean temperature difference in general is quite small, a variation of the effective average temperature difference of a few tenths of a Degrees lead to significant changes in efficiency. So For example, efficiency can increase by 18% if the mean temperature difference increases by about 0.3 ° C.

Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dampfkompressionsdestillation von Brackwasser oder Meer wasser, bei denen das Wasser in den Rohren zum heftigen Sieden gebracht werden kann, derart, daß über einen beträchtlichen Teil der Länge der Rohre ein schaumartiges Gemisch entsteht, das einen hohen Wärmeübertragungsgrad ergibt, während gleichzeitig ein zu starkes Mitreißen von Flüssigkeit in dem zum Nebelscheider strömenden Dampf vermieden wird, obwohl die Ge schwindigkeit des vom Austrittsende der Rohre zum Nebelscheider strömenden Dampfes sehr groß ist.The object of the invention is an apparatus and a method for steam compression distillation of brackish water or sea water, in which the water in the pipes boils violently can be brought in such a way that over a considerable Part of the length of the tubes creates a foam-like mixture which gives a high level of heat transfer while at the same time excessive entrainment of liquid in the Mist separator flowing steam is avoided, although the Ge speed of the pipe from the outlet end to the mist separator flowing steam is very large.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei denen die Wirkungen von Schwerkraft, Geschwindigkeit und Trägheit so genützt werden, daß das Mitreißen von Tröpfchen durch den zum Nebelscheider strömenden Dampf weitgehend unterbunden wird.Another object of the invention is an apparatus and a Procedures in which the effects of gravity, speed and laziness are used so that the entrainment of Droplets largely from the steam flowing to the mist separator is prevented.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dampfkompressionsdestillation von Brackwasser oder Meerwasser, bei denen die effektive mittlere Temperaturdifferenz zwischen dem kondensierenden Dampf und dem der Destillation unterworfenen Wasser möglichst hoch gehalten werden kann, um die Gesamteffizienz zu verbessern.Another object of the invention is an apparatus and a Process for steam compression distillation of brackish water or Sea water, where the effective mean temperature difference between the condensing steam and that subjected to distillation Water can be kept as high as possible Improve overall efficiency.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren, bei denen das Beschickungswasser in der Nähe des einen Endes einer Anordnung von Rohren eingefügt und Fallwasser vom anderen Ende der Anordnung entnommen wird und die Umlaufgeschwindigkeit durch die Rohre ausreichend hoch gehalten wird, daß das Wasser durch aufeinander folgende Gruppen von Rohren strömen kann, so daß die Salzkonzentration in den Rohren am Beschickungsende der Anordnung auf ein Minimum und am Fallwasserende auf einem Maximum ist, wodurch die mittlere Temperaturdifferenz durch die ganze Anordnung erhöht wird. In den Zeichnungen istAnother object of the invention is such a device and such a method in which the feed water in inserted near one end of an array of tubes and falling water is withdrawn from the other end of the assembly and the circulation speed through the pipes is sufficiently high that the water is held by successive groups can flow from pipes, so that the salt concentration in the Pipes to a minimum at the loading end of the assembly and at the end of the falling water is at a maximum, whereby the middle Temperature difference is increased by the whole arrangement. In the drawings is

Fig. 1 eine halbschematische Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; FIG. 1 is a semi-schematic illustration of a preferred embodiment of the invention;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Verdampfer; Fig. 2 is a plan view of the evaporator shown in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie 3-3 von Fig. 2; Fig. 3 is a view along line 3-3 of Fig. 2;

Fig. 4 ein Aufriß längs der Linie 4-4 von Fig. 2; und Fig. 4 is an elevation taken along line 4-4 of Fig. 2; and

Fig. 5 ein Aufriß längs der Linie 5-5 von Fig. 2, bei dem Teile fortgebrochen sind; Figure 5 is an elevation along line 5-5 of Figure 2 with parts broken away;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 6 is a side view of a device according to the invention;

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Modifikation einer Rohranordnung; und Fig. 7 is a plan view of a modification of a tubing string; and

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine weitere Modifikation einer Rohranordnung. Fig. 8 is a plan view of a further modification of a pipe arrangement.

Gemäß der Erfindung wird in einen Dampfkompressionsdestillations kreis ein Verdampfer, der aus von einem Mantel umgebenen Rohren besteht, angeordnet. Der Verdampfer weist ein oberes und ein unteres Verschlußteil auf, die zusammen mit der oberen und der unteren Rohrhalterungsplatte eine obere Kammer und eine untere Kammer, die mit den oberen bzw. unteren Enden der Rohre in offener Verbindung stehen, bilden. Die Rohranordnung ist be trächtlich breiter als tief. An der Seite des Mantels sind Mittel vorgesehen, durch die das Fallwasser praktisch ungehindert von der oberen zu der unteren Kammer gelangen kann. Dieser Durchtrittsweg hat einen Einlaß, der praktisch in Flucht mit einem beträchtlichen Teil des Umfangs der oberen Rohrhalterungsplatte liegt und sich über einen beträchtlichen Teil dieser Platte erstreckt, so daß Flüssigkeit und Schaum auf der oberen Rohrhal terungsplatte seitlich zu dem Fallwasserweg strömen können. Gleichzeitig strömt auch in den Rohren erzeugter Dampf nach dieser Seite und strömt durch den Fallwasserweg zusammen mit der umlaufenden Flüssigkeit nach unten. Um den Dampf von der nach unten strömenden Flüssigkeit abzutrennen und das Mitreißen von Flüssigkeit in dem Dampf, bevor er einen Nebelscheider erreicht, auf einem Minimum zu halten, sind Mittel vorgesehen, die einen sich nach oben erstreckenden Dampfauslaß seitlich von dem Fall wasserweg und von diesem getrennt begrenzen, wobei der Einlaß dieses Dampfaustrittsweges auf einer Höhe unter derjenigen der oberen Rohrhalterungsplatte liegt. Dadurch wird erreicht, daß der Dampf zunächst seitlich über der Rohrhalterungsplatte durch die obere Kammer, dann abwärts durch den Fallwasserweg und danach aufwärts durch den Dampfauslaßweg strömt. Dadurch ändert der Dampf seine Strömungsrichtung beträchtlich (beispielsweise um 180°) und von dem Dampf anfänglich mitgerissene Flüssigkeits tröpfchen neigen dazu, den Fallweg nach unten zu der unteren Kammer fortzusetzen, so daß das Mitreißen in dem Dampf verringert wird.According to the invention is in a vapor compression distillation circle an evaporator made of tubes surrounded by a jacket exists, arranged. The evaporator has an upper and a lower closure part, which together with the upper and the lower tube support plate an upper chamber and a lower one Chamber that fits in with the top and bottom ends of the tubes to be openly connected. The pipe arrangement is be broader than deep. There are means on the side of the coat provided by which the fall water practically unhindered can get from the upper to the lower chamber. This The passageway has an inlet that is practically in line with a substantial portion of the circumference of the upper tube support plate lies and over a considerable part of this plate extends so that liquid and foam on the upper tube neck can flow laterally to the fall water path. At the same time, steam generated in the pipes also flows after them Side and flows through the fall waterway along with the circulating liquid down. To the steam from the after to separate liquid flowing down and the entrainment of Liquid in the vapor before it reaches a mist separator means are to be kept to a minimum, which one extending steam outlet to the side of the case limit waterway and separate from this, the inlet this steam outlet path at a height below that of the upper tube support plate. This ensures that the steam passes through the side of the pipe support plate the upper chamber, then down through the fall waterway and then flows up through the steam outlet path. This changes the steam its direction of flow considerably (for example by 180 °) and liquid initially entrained by the steam droplets tend to drop down to the lower chamber to continue so that entrainment in the steam is reduced becomes.

In der unteren Kammer wird ein Sumpf aus der zu destillierenden Flüssigkeit gehalten, dessen Pegel ausreichend niedrig ist, daß er innerhalb der unteren 25%, vorzugsweise der unteren 20%, der Länge der Rohre liegt. Der Pegel sollte so nierig sein, daß die Menge an Schaum, die seitlich über die obere Rohrhalterungsplatte strömt, auf einem Minimum gehalten wird, jedoch andererseits ausreichend hoch, daß die Menge an schaumartigem Gemisch, die aus den Rohren austritt, zwischen den verschiedenen Rohren praktisch gleich ist, damit gewährleistet ist, daß die Verteilung der ver dampfbaren Beschickung über die verschiedenen Rohre praktisch gleich ist und daß die gesamte Wärmeübertragungsfläche stetig benetzt ist. Ein niedriger Wasserpegel ist auch wesentlich, um den hydrostatischen Druckverlust auf einem Minimum zu halten.In the lower chamber, a sump is made from the one to be distilled Liquid, the level of which is sufficiently low that he within the bottom 25%, preferably the bottom 20%, of The length of the pipes lies. The level should be so low that the Amount of foam that flows laterally over the top tube support plate flows, is kept to a minimum, but on the other hand sufficient high that the amount of foam-like mixture that made up comes out of the pipes, practical between the different pipes is the same to ensure that the distribution of ver steamable loading via the various pipes practically is the same and that the entire heat transfer surface is continuous is wetted. A low water level is also essential to keep hydrostatic pressure loss to a minimum.

Mit dieser gesamten Anordnung ist es möglich, einen sehr hohen Wärmeübertragungsgrad zu erzielen, ohne daß gleichzeitig beträchtliche Mitreißprobleme auftreten.With this entire arrangement it is possible to get a very high one To achieve heat transfer rate without simultaneously considerable entrainment problems occur.

Wie erwähnt, hat der Fallwasserweg einen Einlaß von der oberen Kammer und einen Auslaß in die untere Kammer, wobei dieser Einlaß und Auslaß sich längs der oberen bzw. der unteren Rohrhalterungsplatte über eine Strecke, die wenigstens etwa der Breite der Rohranordnung entspricht, erstrecken. Die Anordnung ist derart, daß das von den oberen Enden der Rohre austretende Wasser in den Fallwasserweg eintreten und in einen Wasserkörper in der unteren Kammer strömen kann, derart, daß das von einer Gruppe von Rohren ausgebrachte Wasser in eine nachfolgende Gruppe von Rohren strömen kann, ohne sich zu stark mit dem in die erste Gruppe von Rohren strömenden Wasser zu vermischen. Auf diese Weise kann die nicht-verdampfte Flüssigkeit mehr oder weniger in Serie durch spiralig aufeinanderfolgende Rohre strömen, ohne daß es praktisch zu einer Rezirkulation der Flüssigkeit zurück durch die gleichen Rohre, aus denen sie ausgebracht wurden, kommt. Wenn außerdem der Beschickungswassereinlaß so angeordnet wird, daß die Beschickung in die Rohre an einem Ende der Anordnung einströmt und eine Ablaßeinrichtung mit einem Einlaß am anderen Ende der Anordnung vorsieht, so stellt sich ein hydraulischer Gradient dazwischen ein, der die Flüssigkeits strömung in Serie durch aufeinanderfolgende Rohre begünstigt. Bei einer solchen Gesamtanordnung und einem solchen Verfahren steigt die Konzentration an gelösten Salzen in dem Wasser längs der Länge der Anordnung vom Zufuhr- zum Ablaßende, wodurch die Siedepunktserhöhung des umlaufenden Wassers steigt und das effektive Temperaturdifferential von einem Ende der Anordnung zum anderen sinkt. Die Folge ist, daß die mittlere Temperatur differenz zwischen dem kondensierenden Dampf und dem Wasser in den Rohren über diejenige einer herkömmlichen Dampfkompressions anlage, in der das Wasser in der unteren Kammer hinsichtlich seines Salzgehaltes homogen ist, steigt.As mentioned, the fall waterway has an inlet from the top Chamber and an outlet in the lower chamber, this inlet and outlet along the top and bottom tube support plates, respectively over a distance at least about the width corresponds to the pipe arrangement. The arrangement is such that the water emerging from the upper ends of the pipes enter the fall waterway and into a body of water in the lower chamber can flow, such that that of a group water discharged from pipes into a subsequent group of Pipes can flow without getting too involved in the first Mixing group of pipes pouring water. To this Way, the non-evaporated liquid more or less flow in series through spirally successive pipes, without practically causing recirculation of the fluid back through the same pipes from which they were deployed were coming. If also the feed water inlet like this arranged that the feed into the tubes at one end the arrangement flows and a drain device with a Provides inlet at the other end of the arrangement, so it turns out a hydraulic gradient in between that defines the fluid flow in series favored by successive pipes. With such an overall arrangement and such a method the concentration of dissolved salts in the water increases lengthways the length of the array from the feed end to the discharge end, whereby the The boiling point of the circulating water increases and that effective temperature differential from one end of the assembly on the other hand sinks. The result is that the mean temperature difference between the condensing steam and the water in the pipes over that of a conventional vapor compression installation in which the water in the lower chamber regarding its salinity is homogeneous, increases.

Wenigstens in kleineren Anlagen kann die mehr oder weniger serienweise Strömung des Wassers durch Einstellen gewisser Parameter, wie unten besprochen, verursacht werden. Gewünschtenfalls können jedoch im Fallweg Umlenkteile angeordnet werden, um diese serienweise Durchströmung der Rohre mechanich zu bewirken, und dies kann in sehr großen Anlagen besonders erwünscht sein.At least in smaller plants it can do more or less serial flow of water by setting certain parameters, as discussed below. If desired However, deflecting parts can be arranged in the fall path to this to cause mechanical flow through the pipes in series, and this can be particularly desirable in very large plants.

In den Zeichnungen wird mit 10 der Verdampfer bezeichnet, der aus einem vertikalen Mantel und einem Rohrwärmeaustauscher besteht. Der Verdampfer weist eine obere Rohrhalterungsplatte 11 und eine untere Rohrhalterungsplatte 12 und eine Anzahl vertikale Rohre 13, die sich zwischen diesen Platten erstrecken, auf. Außerdem erstreckt sich zwischen diesen Platten der die Rohre um gebende Mantel 14. Der Verdampfer weist auch ein oberes und ein unteres Verschlußteil 15 bzw. 16 auf, die eine obere Kammer 17 und eine untere Kammer 18 in offener Verbindung mit den oberen bzw. den unteren Enden der Rohre bilden. Zwischen diesen Kammern erstreckt sich der Fallweg 19, der von den Wänden 20 und 21 und einer Seitenwand 19 a des Mantels 14 gebildet wird. Der Fallweg 19 ist aus einem später erläuterten Grund an der Seite des Mantels bzw. des Rohrverdampfers angeordnet.In the drawings, 10 denotes the evaporator, which consists of a vertical jacket and a tubular heat exchanger. The evaporator has an upper tube support plate 11 and a lower tube support plate 12 and a number of vertical tubes 13 extending between these plates. In addition, the pipe around the jacket 14 extends between these plates. The evaporator also has upper and lower closure members 15 and 16 , respectively, which form an upper chamber 17 and a lower chamber 18 in open communication with the upper and lower ends of the tubes, respectively. Between these chambers the fall path 19 extends, which is formed by the walls 20 and 21 and a side wall 19 a of the jacket 14 . The fall path 19 is arranged on the side of the jacket or the tube evaporator for a reason explained later.

An der Seite des Fallweges 19 ist durch Wände 23 sowie durch die Wand 20 ein sich nach oben erstreckender Dampfauslaßweg 22 gebildet. Die Wand 29 endet bei 20 a, so daß ein Einlaß in den Dampf auslaßweg 20 aus dem Fallweg 19 in einer Höhe unter derjenigen der oberen Rohrhalterungsplatte gebildet wird.On the side of the fall path 19 , an upwardly extending steam outlet path 22 is formed by walls 23 and by wall 20 . The wall 29 ends at 20 a , so that an inlet in the steam outlet path 20 from the fall path 19 is formed at a height below that of the upper tube support plate.

Im Dampfauslaßweg kann ein herkömmlicher Nebelscheider 24 angeordnet sein, um eine ausreichende Menge an mitgerissenen Flüssig keitströpfchen von dem Dampf abzutrennen.A conventional mist separator 24 may be disposed in the steam outlet path to separate a sufficient amount of entrained liquid droplets from the steam.

Ein Dampfkompressor 25 ist so montiert, daß er am oberen Ende des Dampfdurchtrittswegs 22 eine Saugwirkung ausübt, und so ausgebildet, daß er diesen Dampf komprimiert, um seinen Wärmegehalt zu erhöhen, und den komprimierten Dampf dann in den Mantel des Verdampfers abzugeben, wo er unter Abgabe seiner Wärme kondensiert und die Verdampfung von Flüssigkeit in den Verdampferrohren bewirkt. Der Abgabetrakt 26 wird von den Wänden 27 so gebildet, daß er sich vom Kompressorauslaß in eine Öffnung 28 im Mantel 14 erstreckt, so daß komprimierter Dampf vom Dampfkompressor 25 in den Mantel strömen kann, wie oben erwähnt. A steam compressor 25 is mounted to suction at the top of the steam passageway 22 and is configured to compress this steam to increase its heat content and then discharge the compressed steam into the jacket of the evaporator where it is below Release of its heat condenses and causes the evaporation of liquid in the evaporator tubes. The discharge tract 26 is formed by the walls 27 so that it extends from the compressor outlet into an opening 28 in the jacket 14 so that compressed steam can flow from the steam compressor 25 into the jacket, as mentioned above.

Der Beschickungseinlaß kann beispielsweise die Form eines Rohrs 29 mit einer Abgabeöffnung 29 a, die an einer in einem Abstand über dem Flüssigkeitspegel 30 befindlichen Stelle in den Fallweg 19 führt, haben. Das Beschickungswasser wird in einem Ab laßkondensator 31 vorgewärmt und dann durch ein Ventil 29 b geführt, um nahe oder an einem Ende der Rohranordnung ausgebracht zu werden, wie weiter unten näher beschrieben. Vorzugsweise wird die vorgewärmte Beschickungsflüssigkeit nach unten ausgebracht, so daß sie frei in die Flüssigkeit in der unteren Kammer 18 fallen kann, und während des Fallens können nicht-kondensierbare Gase sowie durch Entspannungsverdampfung gebildeter Dampf von der Flüssigkeit abgetrennt werden, um nach oben und durch den Dampf auslaßweg 22 nach außen zu strömen. Das nach unten fallende Be schickungswasser kann auch auf dem darunter befindlichen Wassersumpf liegenden Schaum brechen.The feed inlet can, for example, have the shape of a tube 29 with a discharge opening 29 a , which leads into the fall path 19 at a point above the liquid level 30 . The feed water is preheated in a From laßkondensator 31 and then passed through valve 29 b, to be applied to near or at one end of the tube assembly, as described further below. Preferably, the preheated feed liquid is discharged downward so that it can freely fall into the liquid in the lower chamber 18 , and during the fall non-condensable gases as well as vapor generated by flash evaporation can be separated from the liquid to go up and through the Steam outlet path 22 to flow to the outside. The feed water falling down can also break on the foam below it.

Ein Auslaßrohr 32 steht in offener Verbindung mit dem Sumpf von Wasser in der Kammer 18 am anderen Ende der Rohranordnung gegenüber demjenigen Ende, in das die Beschickung eingeführt wird. Das Fallwasser strömt durch ein Rohr 32 in einen Niveauregler behälter 33 mit einem darin angeordneten Wehr 34, das den Flüssigkeitspegel im Verdampfer vorgibt. Eine Druckausgleichs leitung 35 kann den Verdampfer und den Behälter 33 verbinden. Auf diese Weise kann der Flüssgkeitspegel 30 über der Höhe der unteren Rohrhalterungsplatte 12 und innerhalb der unteren 25%, vorzugsweise der unteren 20% der Länge der Rohre gehalten werden. Der Pegel wird zweckmäßig so eingestellt, daß er niedrig genug ist, um die Menge an Schaum, die aufwärts durch die Rohre und aus diesen heraus geführt wird, auf einem Minimum zu halten, und damit auch die Menge an Schaum, die seitlich über die obere Rohrhalte rungsplatte fließt, gering zu halten. Andererseits muß der Pegel ausreichend hoch sein, daß die Menge an schaumigem Gemisch, die durch die Rohre strömt, ausreichend ist, um die Rohroberflächen stetig zu benetzen, damit keine trockenen Stellen oder lokalisierte Konzentrationen in den Rohren auftreten. Wenn beispielsweise der Wasserpegel zu hoch ist, werden zu große Mengen an Schaum (oder "Zirkulation") aus den Rohren ausgebracht, und der Wärmeübertragungsgrad ist entsprechend niedriger. Wenn andererseits der Pegel zu niedrig ist, kann die Verdampfungswirkung im oberen Teil einiger der Rohre vollständig zum Stillstand kommen, so daß es zu einer Überkonzentrierung von Salzen in diesen Rohren und zu einem unerwünschten Abschuppen kommt. Dadurch sinkt die mittlere Temperaturdifferenz zwischen dem kondensierenden Dampf und der verdampfenden Flüssigkeit, so daß die Zirkulation in diesen Rohren noch schwerer einstellbar wird.An outlet pipe 32 is in open communication with the sump of water in chamber 18 at the other end of the pipe assembly opposite the end into which the feed is introduced. The falling water flows through a pipe 32 into a level controller container 33 with a weir 34 arranged therein, which specifies the liquid level in the evaporator. A pressure compensation line 35 can connect the evaporator and the container 33 . In this way, the liquid level 30 can be maintained above the height of the lower tube support plate 12 and within the lower 25%, preferably the lower 20% of the length of the tubes. The level is conveniently adjusted so that it is low enough to keep the amount of foam that is passed up and out of the pipes to a minimum, and thus the amount of foam that passes laterally over the top Pipe support plate flows to keep low. On the other hand, the level must be sufficiently high that the amount of foamy mixture flowing through the pipes is sufficient to continuously wet the pipe surfaces so that no dry spots or localized concentrations occur in the pipes. For example, if the water level is too high, too much foam (or "circulation") will be expelled from the pipes and the degree of heat transfer will be correspondingly lower. On the other hand, if the level is too low, the evaporation effect in the upper part of some of the tubes can come to a complete standstill, so that an over-concentration of salts in these tubes and an undesirable desquamation occurs. As a result, the average temperature difference between the condensing vapor and the evaporating liquid decreases, so that the circulation in these tubes is even more difficult to adjust.

Bei dieser Anordnung kann also ein Meerwassersumpf im unteren Ende des Verdampfers gehalten werden, dessen Pegel in den unteren Enden der Rohre liegt, so daß das Wasser in den Rohren erhitzt wird. Bei fortgesetztem Erhitzen wird in den Rohren Dampf erzeugt, und die heftige Siedewirkung verbunden mit dem Aufströmen des Dampfes bewirkt eine natürliche Zirkulation in der Form von Schaum (größere Teilchen, Tröpfchen und Blasen), während das Gemisch aufwärts durch die Rohre strömt. Die Geschwindigkeit dieses Schaums und die starke Senkung des hydrostatischen Drucks, die damit verbunden ist, erhöht den Wärmeübertragungsgrad mit der Folge, daß größere Mengen an Dampf entwickelt werden, was wiederum zu einer stetig zunehmenden Schaumbildung führt. Das vom oberen Ende der Rohre abgegebene Gemisch enthält also Dampf, Schaum (Blasen, größere Teilchen und Flüssigkeitströpfchen). Der Schaum, der von dem Dampf nicht mitgerissen wird, wenn dieser dem Fallweg 19 zuströmt, fällt auf die obere Rohrhalterungsplatte und läuft von dieser in den Fallweg. Die Menge an Schaum und Flüssigkeit auf der oberen Rohrhalterungsplatte wird zweckmäßig so begrenzt, daß sie das Ausbringen des Schaums aus den Rohren nicht stört, damit es zu keinem Rückdruck auf die Rohre kommt. Das kann dadurch bewirkt werden, daß man die obere Kante des Fallwegs an der Rohrhalterungsplatte praktisch in Flucht mit dieser und längs eines größeren Teiles und vorzugsweise wenigstens praktisch über die ganze Breite W der Anordnung verlaufen läßt. Dadurch können Flüssigkeit und Schaum leichter in den Fallweg übertreten, so daß ihre Höhe auf der oberen Rohrhalterungsplatte begrenzt wird. Die obere Rohrhalterungsplatte ist vorzugsweise praktisch rechtwinklig oder trapezoid und hat eine Länge, die wenigstens gleich der doppelten Breite ist, so daß über die gesamte Tiefe des Verdampfers die langgestreckte Kante 19 a gebildet wird. Vorzugsweise sind die Rohre 13 so angeordnet, daß die Breite W der Anordnung beträchtlich größer ist als ihre Tiefe D, und vorzugsweise beträgt die Breite wenigstens das 2,5fache der Tiefe. Die Rohranordnung muß aber nicht, wie bevorzugt, rechtwinklig sein, sondern kann auch eine andere Form haben, vorausgesetzt, daß sie die Durchführung des beschriebenen Verfahrens nach den angegebenen Prinzipien ermöglicht. Auch der Auslaß des Fallweges in der unteren Kammer 18 hat eine Breite mit gleichen Proportionen wie die Rohranordnung.With this arrangement, therefore, a sea water sump can be held in the lower end of the evaporator, the level of which lies in the lower ends of the tubes, so that the water in the tubes is heated. With continued heating, steam is generated in the tubes and the violent boiling action associated with the flow of the vapor causes natural circulation in the form of foam (larger particles, droplets and bubbles) as the mixture flows up through the tubes. The speed of this foam and the large reduction in hydrostatic pressure associated with it increases the degree of heat transfer, with the result that larger amounts of steam are evolved, which in turn leads to an ever increasing foam formation. The mixture discharged from the top of the tubes contains steam, foam (bubbles, larger particles and liquid droplets). The foam, which is not entrained by the steam as it flows into the drop path 19 , falls onto the upper tube support plate and runs from it into the drop path. The amount of foam and liquid on the upper tube support plate is expediently limited so that it does not interfere with the discharge of the foam from the tubes, so that there is no back pressure on the tubes. This can be accomplished by letting the top edge of the drop path on the pipe support plate practically flush with it and along a larger portion and preferably at least practically across the entire width W of the assembly. This makes it easier for liquid and foam to pass into the fall path, so that their height is limited on the upper tube support plate. The upper tube mounting plate is preferably practically rectangular or trapezoidal and has a length that is at least twice the width, so that the elongated edge 19 a is formed over the entire depth of the evaporator. Preferably, the tubes 13 are arranged so that the width W of the assembly is considerably greater than its depth D , and preferably the width is at least 2.5 times the depth. However, the tube arrangement does not have to be rectangular, as is preferred, but can also have a different shape, provided that it enables the described method to be carried out according to the stated principles. The outlet of the fall path in the lower chamber 18 has a width with the same proportions as the pipe arrangement.

Vorzugsweise erstrecken sich die oberen Enden 13 a der Rohre 13 bis über die Rohrhalterungsplatte, so daß die Möglichkeit, daß Wasser auf der Rohrhalterungsplatte in die Rohre zurückfällt oder das Ausströmen von Dampf und Schaum aus den Rohren behindert wird, weitgehend unterbunden wird. Außerdem wird durch dieses Herausragen der Rohre eine gewisse Tiefe an Flüssigkeit auf der oberen Rohrhalterungsplatte gegenüber dem aus den Rohren aus tretenden Dampf isoliert, so daß die Erzeugung von weiterem Dampf beim Arbeiten unter Aufschäumungsbedingungen unterbunden wird. Dampf, der durch einen Schaum hindurchtritt, neigt dazu, weiteren Schaum zu bilden. Preferably, the upper ends 13 a of the tubes 13 extend over the tube mounting plate, so that the possibility that water falls back on the tube mounting plate into the tubes or the outflow of steam and foam from the tubes is prevented is largely prevented. In addition, this protrusion of the pipes isolates a certain depth of liquid on the upper pipe mounting plate from the steam emerging from the pipes, so that the generation of further steam is prevented when working under foaming conditions. Steam that passes through a foam tends to form more foam.

Nachdem der Dampf seitlich durch die obere Kammer 17 geströmt ist, beginnt er im Fallweg 19 nach unten zu strömen. Wenn er die Öffnung unter der unteren Kante 20 a der Wand 20 erreicht, strömt er durch eine solche Öffnung aus und dann aufwärts durch den Dampfauslaßweg 22. Während er aus dem Fallweg in den Dampfauslaßweg strömt, ändert er seine Richtung um etwa 180°, und von ihm mitgerissene Flüssigkeitströpfchen neigen zufolge der Trägheit und Schwerkraft dazu, ihren Weg nach unten in Richtung zu der unteren Kammer fortzusetzen. Der so abgetrennte Dampf strömt aufwärts durch den Nebelscheider 24 und wird dann vom Kompressor 25 komprimiert und dann zur Mantelseite des Verdampfers zurück geführt, wo er kondensiert und Wärme für die Verdampfung liefert.After the steam has flowed laterally through the upper chamber 17 , it begins to flow downward in the fall path 19 . When it reaches the opening below the lower edge 20 a of the wall 20 , it flows out through such an opening and then upwards through the steam outlet path 22 . As it flows from the fall path into the steam outlet path, it changes direction by about 180 ° and liquid droplets entrained by it tend to continue their descent towards the lower chamber due to inertia and gravity. The vapor thus separated flows up through the mist separator 24 and is then compressed by the compressor 25 and then returned to the jacket side of the evaporator, where it condenses and provides heat for the evaporation.

Wenn die Flüssigkeit und der Schaum weiterhin im Fallweg nach unten strömen, erreichen sie zu gegebener Zeit den Sumpf von Wasser in der unteren Kammer. Der Schaum flotiert auf der Flüssigkeit, und da die Beschickungseinlaßöffnung 29 a sich über dem Flüssig keitspegel befindet, schlägt die zutretende Beschickung auf dem Schaum auf und zerstört ihn. Auch die Tröpfchen und größeren Wasserteilchen, die sich von dem Dampf abtrennen, fallen auf den Schaum und erhöhen diese schaumzerstörende Wirkung.If the liquid and foam continue to flow down the fall path, they will eventually reach the sump of water in the lower chamber. The foam floated on the liquid, and since the feed inlet opening is a keitspegel above the liquid 29 zutretende charging beats on the foam and destroys him. The droplets and larger water particles that separate from the steam also fall onto the foam and increase this foam-destroying effect.

Mit der bisher beschriebenen Anordnung und bei Einstellen des Wasserpegels, wie oben beschrieben, ist die Zirkulationsgeschwindigkeit durch die Rohre ausreichend hoch, daß das in der Nähe eines Endes der Anordnung zugeführte Beschickungswasser aufwärts durch die Rohre in der Nähe eines solchen Endes der Anordnung zirkuliert wird, ohne daß ein zu starkes Vermischen mit dem Rest des Wassersumpfes in der Kammer 18 erfolgt. Daher ist der Salz gehalt (der Ausdruck "Salzgehalt" soll alle gelösten Salze umfassen) des aufwärts durch die erste Gruppe von Rohren strömenden Wassers ebenso groß oder nur wendig größer als die Salzkonzentration in der eintretenden Beschickung. Das hat zur Folge, daß die Tem peraturdifferenz zwischen dem Dampf innerhalb des Mantels und der Flüssigkeit innerhalb der ersten Gruppe von Rohren verhältnismäßig groß ist. Wenn die nicht-verkrampfte Flüssigkeit von dem oberen Ende dieser ersten Gruppe von Rohren austritt, kann sie durch den Fallweg nach unten in den Wassersumpf in dem unteren Teil des Fallweges strömen. Da zwischen dem Flüssigkeitspegel 30 vom Be schickungsende bis zum Ablaßende ein hydraulischer Gradient herrscht, fließt Wasser, das von der ersten Gruppe von Rohren nach unten fällt, zur Seite und dann aufwärts durch eine zweite Gruppe von Rohren. Diese Zirkulation setzt sich durch die letzten Gruppen von Rohren in der Anordnung fort, so daß tatsächlich eine "spiralige" Wasserzirkulation durch aufeinanderfolgende Gruppen von Rohren erfolgt, wodurch als Gesamtwirkung die zu destillierende Flüssigkeit in Serie durch die Gruppen von Rohren strömt. Daher steigt die Konzentration an gelösten Salzen in dem Wasser in der Kammer 18 allmählich von derjenigen des Beschickungswassers am Einlaßende der Rohranordnung auf diejenigen am Ablaß am anderen Ende der Rohranordnung an. Demzufolge steigt die Siedepunktserhöhung des umlaufenden Wassers und das effektive Temperaturdifferential sinkt vom Beschickungsende der Anordnung zum Ablaß. Daraus ergibt sich eine Senkung des mittleren Verlustes an Siedepunktserhöhung, die ihrerseits zu einer Erhöhung der Wassererzeugung und der Effizienz der Anlage führt.With the arrangement described so far and when the water level is set as described above, the circulation speed through the pipes is sufficiently high that the feed water supplied near one end of the device is circulated upwards through the pipes near such an end of the device, without excessive mixing with the rest of the water sump in the chamber 18 . Therefore, the salt content (the term "salt content" is meant to include all dissolved salts) of the water flowing up through the first group of pipes is just as large or only maneuverably greater than the salt concentration in the incoming feed. As a result, the temperature difference between the steam inside the jacket and the liquid within the first group of tubes is relatively large. When the non-cramped liquid emerges from the top of this first group of tubes, it can flow down the fall path into the water sump in the lower part of the fall path. Since there is a hydraulic gradient between the liquid level 30 from the loading end to the discharge end, water falling down from the first group of pipes flows to the side and then up through a second group of pipes. This circulation continues through the last groups of tubes in the array, so that there is in fact "spiral" water circulation through successive groups of tubes, as a result of which the liquid to be distilled flows in series through the groups of tubes. Therefore, the concentration of dissolved salts in the water in chamber 18 gradually increases from that of the feed water at the inlet end of the tubing assembly to that at the outlet at the other end of the tubing assembly. As a result, the boiling point of the circulating water increases and the effective temperature differential decreases from the loading end of the assembly to the drain. This results in a decrease in the average loss of boiling point increase, which in turn leads to an increase in water production and the efficiency of the plant.

Beispielsweise wurde eine Anlage gemäß der Erfindung mit einer Rohranordnung von etwa 102 cm Breite und etwa 35,6 cm Tiefe errichtet. Beim Betrieb dieser Anlage lag die mittlere Temperaturdifferenz etwa 2,2°C über dem Siedepunkt des Meerwassers, und die Salzkonzentration im Wassersumpf am unteren Ende der Anlage war wie folgt: For example, a system according to the invention with a Pipe arrangement of about 102 cm wide and about 35.6 cm Depth erected. The operation of this system was average temperature difference about 2.2 ° C above the boiling point of the sea water, and the salt concentration in the water sump at lower end of the plant was as follows:

Meerwasserbeschickung für die
Destillationsanlage
und in einer Höhe von:1,9% 3,8 cm vom Einlaßende des Verdampfers2,3% 38,1 cm vom Einlaßende des Verdampfers2,6% 63,3 cm vom Einlaßende des Verdampfers2,9% 85,3 cm vom Einlaßende des Verdampfers3,2% ablaufendes Meerwasser3,7%Seawater feed for the
Distillation plant
and at a height of: 1.9% 3.8 cm from the inlet end of the evaporator 2.3% 38.1 cm from the inlet end of the evaporator 2.6% 63.3 cm from the inlet end of the evaporator 2.9% 85.3 cm from the inlet end of the Evaporator 3.2% draining sea water 3.7%

In einer herkömmlichen Anlage würde bei Verwendung des gleichen Beschickungswassers und des gleichen Temperaturdifferentials von 2,2°C und mit einem praktisch in der gesamten Flüssigkeit in der Anlage gleichen Salzgehalt der Verlust an Siedepunkts erhöhung etwa 1,18°C betragen. Bei Verwendung eines Verdampfers gemäß der Erfindung mit der oberen beschriebenen Rohranordnung und der angegebenen Verteilung der Salzkonzentrationen beträgt der Verlust an Siedepunktserhöhung nur etwa 0,9°C. In diesem Fall wird dadurch eine Erhöhung der mittleren Temperatur differenz von 2,2°C auf 2,5°C möglich, wodurch die Ausbeute um 12,5% erhöht wird. Andererseits konnte die Ausbeute konstant gehalten werden, indem die Energiezufuhr zum Kompressor gesenkt wurde, so daß die Temperaturerhöhung im Dampf nur 2,8°C statt 3,4°C war, wodurch Heizmaterial gespart wird.In a conventional plant, using the same would Feed water and the same temperature differential of 2.2 ° C and with practically all of the liquid the loss of boiling point in the plant equals the salinity increase be about 1.18 ° C. When using an evaporator according to the invention with the pipe arrangement described above and the specified distribution of salt concentrations the loss of boiling point increase is only about 0.9 ° C. In this case this will increase the mean temperature difference from 2.2 ° C to 2.5 ° C possible the yield is increased by 12.5%. On the other hand, the yield be kept constant by the energy supply to the Compressor was lowered so that the temperature rise in the steam was only 2.8 ° C instead of 3.4 ° C, making heating material is saved.

Die Zunahme der Siedepunktserhöhung erfolgt nicht abrupt von einer Querreihe von Rohren der Anordnung zur nächsten Reihe, sondern allmählich längs der Breite der Anordnung. Jedoch können die Rohre in aufeinander folgende Gruppen unterteilt werden, und die Siedepunktserhöhung kann als Mittelwert für eine solche Gruppe berechnet und mit der mittleren Siedepunktserhöhung für eine nachfolgende Gruppe verglichen werden. Der Ausdruck "Gruppe von Rohren" ist in diesem Sinne zu verstehen.The increase in the boiling point does not occur abruptly from a transverse row of pipes arranged to the next row, but gradually along the width of the array. However, can the pipes are divided into successive groups, and the boiling point increase can be used as the mean for a such group calculated and with the mean boiling point increase be compared for a subsequent group. The expression "Group of pipes" is to be understood in this sense.

In manchen Fällen, insbesondere in größeren Anlagen, kann es erwünscht sein, die von einer Gruppe von Rohren austretende Flüssigkeit von derjenigen, die von einer nachfolgenden Gruppe austritt, zu isolieren, so daß es zu keiner zu starken Vermischung der Flüssigkeiten von den beiden Gruppen von Rohren kommt und sie getrennt zu getrennten, jedoch benachbarten Zonen in der unteren Kammer 18 geführt werden. Beispielsweise können Ablenkbleche 37 a, b und c quer zum Fallweg vorgegeben werden, die unter der unteren Rohrhalterungsplatte 12 enden und die Flüssigkeit längs der Länge der unteren Kammer 18 in die auf einanderfolgenden Zonen leiten.In some cases, especially in larger plants, it may be desirable to isolate the liquid emerging from one group of pipes from that emerging from a subsequent group so that there is no excessive mixing of the liquids from the two groups of Pipes comes and they are led separately to separate but adjacent zones in the lower chamber 18 . For example, baffles 37 a , b and c can be specified transverse to the fall path, which end under the lower tube support plate 12 and guide the liquid along the length of the lower chamber 18 into the successive zones.

Außerdem kann ein Ablenkblech 38 (Fig. 5) an dem Einlaßende der Rohranordnung vorgesehen werden, so daß das vom Rohr 29 kommenden Beschickungswasser gegen die Flüssigkeit im Ablaßweg isoliert wird, bis es unter der unteren Rohrhalterungsplatte hindurchströmt, wie oben beschrieben.In addition, a baffle 38 ( Fig. 5) may be provided at the inlet end of the tube assembly so that the feed water coming from tube 29 is isolated from the liquid in the drain path until it flows under the lower tube support plate as described above.

Wie in Fig. 7 gezeigt, kann ein Lenkblech 39 diagonal über eine Ecke des Mantels 14 angeordnet sein, so daß es sich zwischen dem oberen und unteren Rohrhalterungsblech erstreckt und einen Ablaßweg 40 vorgibt. Dieser Ablaßweg 40 steht über Schächte 41 mit Öffnungen 42 und 43, durch die nicht-kondensierbares Material in den Ablaßweg 40 strömen kann, in offener Verbindung. Der Ablaßweg steht auch über ein Rohr 44 mit dem Ablaßweg 40 und dem Ablaßkondensator 31 in Verbindung. Auf diese Weise wird nicht nur das eintretende Beschickungswasser vorgewärmt, sondern die nicht- kondensierbaren Materialien werden durch den Ablaßkondensator abgezogen und abgelassen. As shown in FIG. 7, a steering plate 39 can be arranged diagonally over a corner of the jacket 14 so that it extends between the upper and lower pipe mounting plates and provides a drainage path 40 . This drain path 40 is in open communication via manholes 41 with openings 42 and 43 through which non-condensable material can flow into the drain path 40 . The drain path is also connected via a pipe 44 to the drain path 40 and the drain condenser 31 . In this way, not only is the incoming feed water preheated, but the non-condensable materials are drawn off and discharged through the drain condenser.

Eine andere Anordnung des Ablaßweges ist in Fig. 8 gezeigt. Bei dieser Anordnung hat das Leitblech 60 die Form eines mit Schlitzen versehenen, vertikal verlaufenden, umgekehrten V, verläuft zwischen der oberen und der unteren Rohrhalterungsplatte und steht über Schlitze in offener Verbindung mit der Mantelseite des Verdampfers, so daß nicht-kondensierbare Materialen in das Ablaßrohr 44 strömen können. Diese Anordnung macht die äußeren Schächte 41 der Anordnung von Fig. 7 unnötig und ermöglicht außerdem eine ausgeglichenere Abführung der nicht-kondensierbaren Materialien.Another arrangement of the drain path is shown in FIG . In this arrangement, the baffle 60 is in the form of a slotted, vertically inverted V, runs between the upper and lower tube support plates, and is openly connected to the mantle side of the evaporator via slots so that non-condensable materials enter the drain tube 44 can flow. This arrangement makes the outer shafts 41 of the arrangement of FIG. 7 unnecessary and also enables a more balanced removal of the non-condensable materials.

Für die Abtrennung von Destillat kann ein Kondensatauslaß 45 in üblicher Weise so vorgesehen sein, daß er mit dem unteren Teil der Mantelseite des Verdampfers in offener Verbindung steht.For the separation of distillate, a condensate outlet 45 can be provided in the usual way so that it is in open connection with the lower part of the jacket side of the evaporator.

Dem in Fig. 1 gezeigten Verdampfersystem sind natürlich alle übrigen für eine vollständige, mit Maschinen betriebene Dampf kompressionsdestillationsanlage erforderlichen Einrichtungen zugeordnet. Der gleiche Verdampfer kann aber auch in einer mit einem Elektromotor betriebenen Anlage und anderen solchen Anlagen verwendet werden. Beispielsweise kann die Beschickung einer Beschickungspumpe 46 zugeführt und dann durch einen Kühler, in dem sie durch Wärmeaustausch mit Destillat in Leitung 47 und mit Ablaß in Leitung 48 erwärmt wird, geführt werden. Die derart teilweise vorgewärmte Beschickung strömt durch Leitung 49 durch den Ablaßkondensator 31, wo sie weiter durch Wärmeaustausch mit nicht-kondensierbaren Materialien und von der Mantelseite des Wärmeaustauschers über das Ablaßrohr 44 strömenden Dampf erhitzt wird. Die vorgewärmte Beschickung strömt dann durch Leitung 49 a mit dem Ventil 49 b in das Beschickungsrohr 29. Im Kondensor 31 kondensiertes Destillat kann über Leitung 50 zur Mantelseite des Wärmeaustauschers zurückgeführt werden, während nicht-kondensierbare Materialien durch Leitung 51 abgezogen werden. Gewöhnlich ist es erwünscht, die Beschickung vorzuwärmen, so daß sie sich, wenn sie durch den Fallweg abgeführt wird, bei einer Temperatur etwas unter, bei oder etwas über ihrer Siedetemperatur befindet.The evaporator system shown in Fig. 1 are of course all the other facilities required for a complete, machine-operated steam compression distillation system. The same evaporator can also be used in a system operated with an electric motor and other such systems. For example, the feed may be fed to a feed pump 46 and then passed through a cooler in which it is heated by heat exchange with distillate in line 47 and drain in line 48 . The feed, so partially preheated, flows through line 49 through the drain condenser 31 where it is further heated by heat exchange with non-condensable materials and steam flowing from the jacket side of the heat exchanger via the drain pipe 44 . The preheated feed then flows through line 49 a with valve 49 b into the feed pipe 29 . Distillate condensed in condenser 31 can be returned via line 50 to the jacket side of the heat exchanger, while non-condensable materials are withdrawn through line 51 . It is usually desirable to preheat the feed so that when it is discharged through the drop path it is at a temperature slightly below, at, or slightly above its boiling temperature.

Ablaßwasser aus Leitung 32 strömt durch den Behälter 33 mit dem Pegelregler und dann durch Leitung 52 zur Pumpe 53, durch die es durch den Kühler geführt wird, um die Beschickung aufzuheizen, wonach sie abgeleitet wird. Ein Teil kann durch einen Säuretank 61 geführt und dann mit Säure vermischt werden, um periodisch ein Abschuppen zu bewirken, und dann (mit Destillat) als Beschickung unmittelbar vor der Beschickungspumpe 46 zurückgeführt werden.Drain water from line 32 flows through the tank 33 with the level controller and then through line 52 to the pump 53 , through which it is passed through the cooler to heat the feed, after which it is drained. A portion may be passed through an acid tank 61 and then mixed with acid to cause periodic desquamation and then returned (with distillate) as a feed just before the feed pump 46 .

Durch eine Destillationspumpe 54 wird ein kleiner Teil des Destillats in das Mantelwasserkühlsystem der Maschine 55 geführt. Diese Maschine gibt ihre Abgase an den Abhitzekessel 56 ab. Das heißt, Destillat wird in einer durch ein Pegelregelventil 58, das eine aus reichende Menge an Destillat zu dem Mantelwasserkühlsystem durchtreten läßt, um das im Abhitzekessel und in den Maschinenkühlmänteln verdampfte Wasser zu ersetzen, gesteuerten Menge einem Destillatkessel 57 zugeführt. Der so erzeugte Dampf wird über Leitung 59 mit dem vom Kompressor 25 kommenden Dampf vermischt. Überschüssiges Destillat strömt durch den Kühler zum Produktspeicher.A small part of the distillate is fed into the jacket water cooling system of the machine 55 by a distillation pump 54 . This machine releases its exhaust gases to the waste heat boiler 56 . That is, distillate is to replace, in a by a level control valve 58 that can be a pass from reaching amount of distillate to the jacket water cooling system to the in the waste heat boiler and in the engine cooling jackets evaporated water, controlled amount supplied to a distillate boiler 57th The steam generated in this way is mixed via line 59 with the steam coming from the compressor 25 . Excess distillate flows through the cooler to the product storage.

Damit die wirksame Fläche je Rohrlängeneinheit und damit der Wärmeübertragungsgrad möglichst hoch ist, werden vorzugsweise Rohre 13 mit vergrößerter Oberfläche, beispielsweise Rohre mit doppelter Riefelung, verwendet.So that the effective area per pipe length unit and thus the degree of heat transfer is as high as possible, pipes 13 with an enlarged surface, for example pipes with double corrugation, are preferably used.

In dem Verdampfer gemäß der Erfindung können Rohre von größerem Durchmesser und größerer Länge als in üblichen Verdampfern dieses Typs verwendet werden, so daß die Herstellungskosten verringert werden, weil weniger Rohre zur Erzeugung einer bestimmten Menge an Destillat verwendet werden können. Die längeren Rohre und die stärkere Wärmeübertragung führt zu höheren Rohr auslaßgeschwindigkeiten, die bei dem Verdampfer gemäß der Er findung, nicht jedoch in herkömmlichen Meerwasserverdampfern mit natürlichem Umlauf in vertikalen Rohren zulässig sind.In the evaporator according to the invention, tubes of larger size can be used Diameter and greater length than in conventional evaporators of this Type can be used so that the manufacturing cost is reduced because there are fewer pipes to produce a particular one Amount of distillate can be used. The longer ones Pipes and the stronger heat transfer leads to higher pipe outlet speeds, the evaporator according to the Er invention, but not in conventional seawater evaporators with natural circulation in vertical pipes are permitted.

Claims

1. A method of distilling brackish water or sea water using an evaporator from pipes surrounded by a jacket, wherein in the lower end of the evaporator a sump of water, which extends into the lower ends of the pipes, is held and boiled therein heated, separating steam and liquid, compressing the separated steam and leading the compressed steam as heat exchange medium to the tubes of the evaporator, characterized in that the water is heated so that a foam-like mixture of steam and liquid is formed in the tubes and from them emerges that the water level in the evaporator is kept above the lower ends of the pipes, but not over a fifth of the length of the pipes, and that the mixture is introduced from one side of an upper pipe mounting plate into an unobstructed fall path to the water sump to separate steam and liquid, and over a distance of this fall path leads down and then the steam from the fall path z can flow down and then up to the suction end of the compressor, while the liquid separates from the vapor under the action of centrifugal and gravity and falls further down.

2. Apparatus for performing the method of claim 1 with an evaporator from a jacket around given tubes, an upper and a lower tube mounting plate, between which the tubes extend vertically, an upper and a lower chamber in open communication with the tubes and with means for returning water from the upper to the lower chamber and a steam compressor, a distillate outlet on the jacket side of the evaporator, a feed inlet and means for maintaining a liquid level in the lower part of the evaporator, characterized in that the means for returning water from the Upper chamber ( 17 ) in the lower chamber ( 18 ) consist of an unobstructed fall path ( 19 ) between the two chambers, which over a section laterally through a vertical wall ( 20 ) with a lower edge ( 20 a ) for guiding the together with the Liquid entering this drop path vapor down this leg before going laterally and then upwards over the steam outlet path ( 22 ) along part of the fall path ( 19 ) and then flows into the compressor ( 25 ), is limited.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the outlet openings of the tubes ( 13 ) over the upper tube support plate ( 11 ), so that liquid can not flow back into the tube support plate in the tubes.

4. The device according to claim 1, characterized, that the width of the pipe arrangement is at least 2.5 times their depth is.