Einrichtung zum Eindampfen einer wässrigen Lösung, insbesondere einer Sole
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Eindampfen einer wässrigen Lösung, insbesondere einer Sole, mit einem Verdampfungsapparat, aus dem die Dämpfe, über einen Kondensator, und die eingedampfte Lösung abgesaugt werden, wobei die letztere in einen gekühlten Behälter gefördert wird.
Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art ist für den fortlaufenden Abzug der eingedampften Kühlsole entweder eine barometrische Aufstellung der Anlage erforderlich, oder es muss eine besondere Förderpumpe eingesetzt werden, um die eingedampfte Sole fortlaufend aus dem Vakuum in die Atmosphäre zu befördern. Bei den zur Verfügung stehenden geringen Raumhöhen ergeben sich jedoch auf der Saugseite dieser Pumpe nur sehr geringe Zulaufhöhen, so dass Zentrifugalpumpen überhaupt nicht verwendbar sind und besondere Kolbenpumpen in Spezialkonstruktion eingesetzt werden müssen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist erfindungsgemäss für das Absaugen eine einzige Vakuumpumpe in Gestalt einer Drehkolbenpumpe mit Schieber vorgesehen, die somit gleichzeitig sowohl die eingedampfte Lösung, als auch die Dämpfe bzw.
Gase absaugt, wobei die für die Arbeitsweise als Vakuumpumpe erforderliche Zufuhr von Schmier und Dichtflüssigkeit üb, er ein Regelorgan aus dem gekühlten Behälter erfolgt.
Bei einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung sind die Leitung für die Abfuhr der eingedampften Lösung vom Verdampfungsapparat und die vom gekiihlten Behälter ausgehende Leitung für die Zufuhr von Schmier- und Dichtflüssigkeit zur Vakuumpumpe, letztere unter Vorschaltung eines Regelventiles, mit einer Zweigleitung verbunden, welche in die vom Kondensator kommende Saugleitung der Vakuumpumpe knapp vor deren Saugstutzen mündet.
Bei dieser Ausbildung wird über das Regelventil die ständige Zufuhr von Schmier- und Dichtflüssigkeit von dem gekühlten Behälter zur Pumpe sichergestellt, von der die eingedampfte Lösung und die Dämpfe abgesaugt und dem gekühlten Behälter zugeleitet werden.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird dem für die Kühlung der eingedampften Lösung im Sammelbehälter vorgesehenen Wärmeaustauscher als Kühlmittel uneingedampfte Lösung zugeführt, die der Zufuhrleitung zum Verdampfungsapparat entnommen wird.
Es wird dabei gleichzeitig eine Vorwärmung der einzudampfenden Sole erreicht, und die aus dem Verdampfungsapparat dem Sammelbehälter warm zulaufende Sole verlässt diesen im eingedampften Zustand mit niederer Temperatur.
Anhand der beigefügten Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise beschrieben und dargestellt.
Die Dünnsole wird in der Pfeilrichtung durch die Rohrleitung 1 über das Regelorgan 2 zugeführt. Sie läuft in dünner Schicht über die elektrisch oder mit Dampf beheizten Heizelemente 3, 4, 5, die innerhalb des Verdampfungsapparates 6 so angeordnet sind, dass die Sole im Zickzack diesen Verdampfungsapparat 6 durchlaufen muss. Vom Heizelement 5 gelangt die Sole über die Leitung 7 in den Querstutzen 8 und von diesem in die Leitung 9, deren unteres Ende zur Nassläuferpumpe 10 führt, wäh- rend das obere Ende mit dem Oberflächenkondensator 12 in Verbindung steht. Die Vakuumpumpe 10 saugt daher die sich im Verdampfungsapparat 6 bildenden Brüdendämpfe über die Rohrleitung 11 zunächst nach dem Oberflächenkondensator 12, dessen Rohre 1 2a von einem Kühlmittel durchflossen werden. Durch die Abkühlung werden die Brüdendämpfe kondensiert.
Das anfallende Kondensat wird durch die Leitung 13 abgeführt und entweder barometrisch, durch besondere Absaugpumpen, oder mit Hilfe abschaltbarer Auffangrezipienten in die Atmosphäre abgeführt. Die nicht kondensierbaren Gase werden über die Rohrleitung 9 von der Vakuumpumpe 10 abgesaugt. Diese empfängt ihre Betriebsflüssigkeit aus dem Behälter 14 über die Verbindungsleitung 15. Zur Regelung der für den Betrieb der Vakuumpumpe 10 erforderlichen Mindestmenge an Flüssigkeit ist zwischen die Leitungen 7 und 15 ein Regelventil 16 eingeschaltet.
Die Vakuumpumpe 10 läuft in der Pfeilrichtung um. Sie fördert dabei das angesaugte Gas-Flüssigkeits-Gemisch über die Leitung 17 in den Behälter 14. In diesem sammelt sich die Flüssigkeit an, während das Gas durch die Leitung 18 abgeführt wird.
Die im Behälter 14 angesammelte Flüssigkeit wird mit Hilfe einer Kühlschlange 19 gekühlt, durch die die Kühlflüssigkeit in Richtung der eingezeichneten Pfeile hindurchtritt. Diese Kühlung der Umlaufflüssigkeit ist zur Abführung der Kompressionswärme sowie der Reibungswärme innerhalb der Pumpe erforderlich.
Wenn die Flüssigkeit innerhalb des Behälters 14 bis zu der Marke 20 angestiegen ist, kann sie bei weiterem Zufluss aus der Verdampfungsapparatur durch den Ablaufstutzen 21 aus dem Behälter 14 als konzentrierte Lösung austreten.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird zur Aufrechterhaltung der Funktion der Vakuumpumpe der erforderliche Flüssigkeitsumlauf durch den Querstutzen 8 sichergestellt, dem die Flüssigkeit über das Regelorgan 16 und die Zuleitung 15 aus dem Vorratsbehälter 14 zugeleitet wird. Es ist dabei wesentlich, dass in diesem Flüssigkeitsbehälter 14 eine Flüssigkeit enthalten ist, deren Art und Konzentration der Flüssigkeit entspricht, die von der Vakuumpumpe 10 gefördert wird.
Device for evaporating an aqueous solution, in particular a brine
The present invention relates to a device for evaporating an aqueous solution, in particular a brine, with an evaporation apparatus from which the vapors are sucked off via a condenser and the evaporated solution, the latter being conveyed into a cooled container.
In the known devices of this type, either a barometric installation of the system is required for the continuous withdrawal of the evaporated cooling brine, or a special feed pump must be used to continuously convey the evaporated brine from the vacuum into the atmosphere. With the available low room heights, however, there are only very low inlet heights on the suction side of this pump, so that centrifugal pumps cannot be used at all and special piston pumps of special construction have to be used.
To avoid these disadvantages, according to the invention, a single vacuum pump in the form of a rotary lobe pump with slide is provided for the suction, which thus simultaneously both the evaporated solution and the vapors or
Sucks off gases, whereby the supply of lubricant and sealing liquid required for the operation as a vacuum pump takes place via a control element from the cooled container.
In a preferred embodiment of the invention, the line for the discharge of the evaporated solution from the evaporation apparatus and the line for the supply of lubricating and sealing liquid to the vacuum pump, the latter with a control valve connected upstream, are connected to a branch line which leads from the cooled container The suction line of the vacuum pump coming from the condenser opens just in front of its suction nozzle.
With this design, the control valve ensures the constant supply of lubricant and sealing liquid from the cooled container to the pump, from which the evaporated solution and the vapors are sucked off and fed to the cooled container.
According to a further advantageous embodiment of the invention, the heat exchanger provided for cooling the evaporated solution in the collecting container is supplied as a coolant with unevaporated solution which is taken from the supply line to the evaporator.
At the same time, the brine to be evaporated is preheated, and the brine, which flows warm from the evaporation apparatus to the collecting container, leaves this in the evaporated state at a lower temperature.
The invention is described and illustrated by way of example on the basis of the accompanying drawings.
The thin brine is fed in the direction of the arrow through the pipeline 1 via the control element 2. It runs in a thin layer over the heating elements 3, 4, 5, which are heated electrically or with steam and which are arranged within the evaporation apparatus 6 in such a way that the brine must zigzag through this evaporation apparatus 6. From the heating element 5, the brine reaches the cross connector 8 via the line 7 and from there into the line 9, the lower end of which leads to the wet-running pump 10, while the upper end is connected to the surface condenser 12. The vacuum pump 10 therefore sucks the vapor vapors forming in the evaporation apparatus 6 via the pipeline 11 first of all to the surface condenser 12, the pipes 1 2a of which have a coolant flowing through it. The exhaust vapors are condensed by cooling.
The resulting condensate is discharged through line 13 and discharged into the atmosphere either barometrically, by special suction pumps, or with the aid of collecting receptacles that can be switched off. The non-condensable gases are sucked off by the vacuum pump 10 via the pipe 9. This receives its operating fluid from the container 14 via the connecting line 15. A control valve 16 is connected between the lines 7 and 15 to regulate the minimum amount of fluid required for the operation of the vacuum pump 10.
The vacuum pump 10 rotates in the direction of the arrow. It conveys the sucked-in gas-liquid mixture via the line 17 into the container 14. The liquid collects in this while the gas is removed through the line 18.
The liquid collected in the container 14 is cooled with the aid of a cooling coil 19, through which the cooling liquid passes in the direction of the arrows shown. This cooling of the circulating liquid is necessary to dissipate the compression heat and the frictional heat within the pump.
When the liquid within the container 14 has risen up to the mark 20, it can emerge from the container 14 as a concentrated solution through the outlet connection 21 if it continues to flow in from the evaporation apparatus.
As can be seen from the drawing, in order to maintain the function of the vacuum pump, the required liquid circulation is ensured through the cross connector 8, to which the liquid is fed via the control element 16 and the supply line 15 from the storage container 14. It is essential that this liquid container 14 contains a liquid, the type and concentration of which corresponds to the liquid that is conveyed by the vacuum pump 10.