DE2840066C3 - Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasser aus Seewasser - Google Patents
Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasser aus SeewasserInfo
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Description
a) zwei Filmverdampfer (—) in Form von vertikalen Rohrbündeln — im Querschnitt als Kreissegment ausgebildet ohne Mantel —;
b) zwei Behälter (4), die am Boden mit der oberen 'Ί
Rohrplatte eines der Filmverdampfer des gleichen Abschnitts — im letzten Abschnitt
ohne Filmverdampfer, jedoch verbunden mit der Austragleitung für Salzlösung — und oben
mit der unteren Rohrplatte des Filmverdampfers dis darüberliegenden Abschnittes — im
ersten Abschnitt verbunden mit der Speiseleitung für Seewasser — verbunden sind;
c) einen flaschenhalsartigen Überlauf (6) am Boden jedes Behälters für den Übergang der
Salzlösung aus dem Behälter (4) zu den darunterliegenden Robs platten und zum Ausgleich der positiven Druckdifferenz;
d) Öffnungen (7) an der oberen Seite jedes Behälters mit Ausnahme des Behälters im
ersten Abschnitt;
e) ein odc mehrere Siphonrohr(e) zum Abzug des
sich am Boden ;;edes Abschnittes sammelnden
Kondensates und .-um Wiedereinleiten an einer mittleren Stelle des nächs: in Abschnittes;
f) horizontal angeordnete Rohrbündelaustauscher (3) für die Vorwärmung des Seewassers mit
Dampf;
g) Inertgasleitungen von Abschnitt zu Abschnitt bis zum Vakuumsystem;
nach DE-PS 2334481, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündelaustauscher (3) —
ausgenommen im letzten Abschnitt — vertikal angeordnet sind und daß der letzte Abschnitt einen
als Endkondensator wirkenden horizontalen Rohrbündelaustauscher aufweist, dessen Rohrplatten
diametral an entgegengesetzten Teilen der Kolonne unter dem letzten Abschnitt fixiert sind.
30
Das Hauptpatent — DE-PS 23 34 481 — betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasser aus
Seewasser nach dem Multieffektverfahren mit Wärmeaustauscher, Trennbehältern, Zuführungen für Seewasser und Primärdampf, Abführungen für Salzlösung und
Reinwasser sowie Anschluß an ein Vakuumsystem in Form einer vertikalen Kolonne, unterteilt in mehrere
zylindrische Abschnitte, die jeweils enthalten: m>
a) zwei Filmverdampfer in Form von vertikalen Rohrbündeln — im Querschnitt als Kreissegment
ausgebildet und ohne Mantel —;
b) zwei Behälter, die am Boden mit der oberen ti
Rohrplatte eines der Filmverdampfer des gleichen Abschnitts — im letzten Abschnitt ohne Filmverdampfer, jedoch verbunden mit der Aus.ragleitung
für Salzlösung — und oben mit der unteren Rohrplatte des Filmverdampfers des darüberliebenderi Abschnitts — im ersten Abschnitt verbunden mit der Speiseleitung für Seewasser —
verbunden sind;
c) einen flaschenhalsartigen Überlauf am Boden jedes
Behälters für den Übergang der Salzlösung aus dem Behälter zu den darunterliegenden Rohrplatten und zum Ausgleich der positiven Druckdifferenz;
d) öffnungen an der oberen Seite jedes Behälters mit
Ausnahme des Behälters im ersten Abschnitt;
e) ein oder mehrere Siphonrohr(e) zum Abzug des sich am Boden jedes Abschnitts sammelnden
Kondensates und Wiedereinleiten an einer mittleren Stelle des nächsten Abschnitts;
f) horizontal angeordnete Rohrbündelaustauscher für
die Vorwärmung des Seewassers mit Dampf und
g) Inertgasleitungen von Abschnitt zu Abschnitt bis zum Vakuumsystem.
Die Zusatzanmeldung DE-OS 26 25 358 bringt eine Weiterentwicklung dieser Vorrichtung, indem der
Rohrbündelaustauscher für die Vorwärmung des Seewassers in einem durchlaufenden Rohr untergebracht
ist, welches sich in dem die Salzlösung enthaltenden Behälter befindet und diesen in zwei Wannen unterteilt
Vorliegende Erfindung bringt nun eine Abwandlung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent dahingehend,
daß die Rohrbündelaustauscher — ausgenommen im letzten Abschnitt — vertikal angeordnet sind und daß
der letzte Abschnitt einen als Endkondensator wirkenden horizontalen Rohrbündelaustauscher aufweist,
dessen Rohrplatten diametral an entgegengesetzten Teilen der Kolonne unter dem letzten Abschnitt fixiert
sind.
Die erfindungsgemäße Abwandlung des Hauptpatents bietet für Anlagen mit großem Durchsatz,
insbesondere hinsichtlich Kapitalaufwand und Energieaufnahme, beträchtliche Vorteile.
Die Erfindung wird anhand der Figuren weiter erläutert:
Die F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt und F i g. 2 einen Querschnitt nach A-A der F i g. 1 eines Abschnitts einer
Kolonne 1 zur Entsalzung von Seewasser aus folgenden Teilen:
a) Vertikale Rohrbündel-Filmverdampfer 8 ohne Mantel:
b) Behälter 4 zum Auffangen des Seewassers, unten verbunden mit der oberen Rohrplatte SA des
Filmverdampfers, wobei diese Behälter — im letzten Abschnitt ohne Filmverdampfer — mit dem
Ableitungsrohr über der unteren Rohrplatte des darüberliegenden Abschnitts verbunden sind. Der
Behälter ist im ersten Abschnitt mit der Speiseleitung für das Seewasser verbunden.
c) Dann befindet sich am Boden jedes Behälters 4 ein System 6, welches die Wasserströmung in den
zweiten Behälter 4' gestattet; dessen Bodenplatte ist die obere Rohrplatte SA des darunterliegenden
Filmverdampfers. Auf diese Weise wird ein positiver Druckunterschied zwischen Behälter und
Filmverdampfer eliminiert.
d) Schließlich finden sich im oberen Teil der Seitenwand jedes Behälters 4 - mit Ausnahme des
Behälters des ersten Abschnitts — öffungen 7 zum Abzug des Dampfes und
e) ein oder mehrere Siphonrohr(e) zur Ableitung des
am Boden jedes Abschnitts sich sammelnden Kondensats und Einführung an eine mittlere Stelle
des nächsten Abschnitts,
f) Der (Rohrbündel)-Wärmeaustauscher 3 dient zur Vorwärmung des eingespeisten Wassers mit
Dampf, der in jedem Abschnitt gewonnen wird.
g) Schließlich befinden sich zwischen den einzelnen Abschnitten Leistungssysteme für Inertgase, die
möglicherweise im Vakuumsystem vorhanden sind.
Nach der Erfindung haben die Rohrbündel-Filmverdampfer 8 in jedem Abschnitt einen Querschnitt in
Form eines Kreissegments 8' und der Wärmeaustauscher 3 für die Vorwärmung des eingespeisten Wassers
hat einen kreisrunden Querschnitt und ist vertikal angeordnet Seine untere Rohrplatte ruht auf der
Trennebene 16 zum nächsten Abschnitt und die obere Rohrplatte ist mit der Trennebene 16 des darüberliegenden
Abschnitts über eine in der Wärme dehnbare Verbindung 15 verbunden, welche Ausdehnungsunterschiede
der Kolonne und der Rohrplatten durch unterschiedliche Werkstoffe auszugleichen vermag und
einen einzigen Durchgang für eine aufwärsgerichtete
Strömung in dem Abschnitt besitzt Der Wärmeaustauscher 3 befindet sich in dem Kreissegment der Kolonne
1, welches von den Filmverdampfern 8 noch freigelasssn
wird.
Der letzte Kondensator unterhalb des letzten Abschnittes ist ein horizontaler Rohrbündelkondensator
mit feststehenden Rohrplatten an diametral gegenüberliegenden Teilen der Kolonne und dient zur
Kondensation des gesamten, in dem letzten Abschnitt vorhandenen Dampfes.
Aus F i g. 2 ist die Position des Wärmeaustauschers 3 und der Filmverdampfer 8 zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele weiter erläutert Beispiel 1
| Ausgangswerte: | 35 000 ppm |
| Seewasser-Salzgehalt | 8,1 |
| pH-W3rtbei20°C | 26° C |
| Temperatur | 3 art 1350C |
| Primärdampf | 1 500 mVh |
| Frischwasserleistung | 46° C |
| Frischwassertemperatur | 15 ppm |
| Salzgehalt des Frischwassers | |
Die Entsalzung mit einem vertikal angeordneten Wärmeaustauscher für die Vorerwärmung ist besonders
interessant für große Anlagen, wie sich aus folgender Tabelle ergibt, in der die Hauptkenndaten von zwei
Anlagen zusammengefaßt sind, d. h. mit horizontaler und mit vertikaler Anordnung des Wärmeaustauschers
für die Vorwärmung.
Vertikal
| Anzahl | 15 | m | 15 |
| von Abschnitten | m | ||
| Anzahl | 2 | kWh/m3 | 2 |
| von Kolonnen | |||
| 0 1. Kolonne | 8 m | 6.5 m | |
| φ 2. Kolonne | 8 m | 6,5 m | |
| Höhe 1. Kolonne | 37,2 | 41,4 m | |
| Höhe 2. Kolonne | 40,8 | 45 m | |
| Strombedarf | ?.,35 | 1,86 kWh/m3 | |
Die Ausführungsform mit horizontal angeordnetem Rohrbündelaustauscher für die Vorwärmung des Seewassers
erfordert Rohrplatten mit einem Durchmesser von 2,45 m, verbunden mit großen Problemen bei der
Konstruktion und Abstützung der Rohrbündel im Inneren jedes Abschnitts aufgrund ihres Eigengewichtes
und die beträchtlichen Dichtungsprobleme an den Flanschen durch möglichen Lufteintrieb von außen und
schließlich — was wohl am wichtigsten ist — daß praktisch eine Handhabung der Rohrbündel derartiger"
Größe· nicht möglich ist, wenn sie zur Reparatur oder
Wartung aus der Kolonne genommen bzw. in diese eingesetzt werden sollen.
Die Tatsache, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Gesamtlänge der beiden Kolonnen um
8,4 m größer ist als bei der bekannten Ausführungsform mit horizontal angeordneten Wärmeaustauschern für
die Vorwärmung, soll nicht zu der trügerischen Ansicht führen, daß eine wesentliche Verringerung des Durchmessers
gegeben ist durch Entfallen der äußeren Verteiler für den Austauscher, die zwangsläufig aus
einem hochwertigen Werkstof," bestehen müssen (Kupfer/Nickel 90/10), auch die Armierung muß aus
einem kostspieligen Werkstoff bestehen, so daß beträchliche Anfangskosten eingespart werden können,
wie aus folgendem Beispiel hervorgeht.
| Beispiel 2 | Ausgangsdaten: | 35 000 ppm |
| Salzgehalt des Seewassers | 8,1 | |
| pH-Wertbei20°C | 26° C | |
| Seewassertemperatur | 3 atü und | |
| Primärdampf | 135° C | |
| 535 m-Vh | ||
| Frischwasserleistung | 46° C | |
| Frischwassertemperatur | 15 ppm | |
| Salzgehalt des Frischwassers | ||
Bei dem geringeren Durchsatz von 535 mVii, der als mittel bis höher bezeichnet werden kann, sind die
erfindungsgemäß erreichten Vorteile nicht so deutlich wie in Beispiel 1, jedoch stellt man trotzdem eine
beträchtliche Materialeinsparung fest.
Vertikal
15
2
2
4,35 m
4,35 m
39,8 m
44 m
2,35kWh/m3 l,86kWh/m3
4,35 m
39,8 m
44 m
2,35kWh/m3 l,86kWh/m3
Dieser Vergleich ist näher und gestattet die tatsächlichen wirtschaftlichen Vorteile exakter zu
bewerten.
Das Gesamtgewicht der beiden Kolonnen ist um etwa 33 t geringer. Davon entfallen 5,5 t auf die sehr teuere
Kupfer/Nickel-Legierung 90/10 und der Rest auf Kohlenstoffstahl, der im allgemeinen mit teuerem
| Anzahl | 15 |
| von Abschnitten | |
| Anzahl | 2 |
| von Kolonnen | |
| 0 1. Kolonne | 4,7 m |
| 0 2. Kolonne | 4,7 m |
| Höhe 1. Kolonne | 37,2 m |
| Höhe 2. Kolonne | 40,8 m |
| Strombedarf | 2.35 k' |
Bei einer Einheit mit einem seitlich ausziehbaren,
horizontal angeordneten Rohrbündelaustauscher für die Vorwärmung des Seewassers muß außerhalb der
Kolonnen ein Gerüst mit Arbeitsbühnen für jeden > Abschnitt und Hebezeuge für Ein- und Ausfahren der
Wärmeaustauscher vorgesehen sein.
Nach der Erfindung können sowohl die Verdampfer-Rohrbündel als auch die Vorwärm-Rohrbündel vertikal
aus dem Kopf der Kolonnen ausgefahren werden. Man in
benötigt also nur ein Hebezeug entsprechender Leistung über dem Kopf der Kolonnen, welches beide
Kolonnen bedienen kann und welches auf einer Plattform auf den Kolonnenköpfen ruht. Man braucht
also für die Arbeiten außerhalb der Kolonne kein η Gerüst, welches schätzungsweise ein Gewicht von etwa
140 t besitzt, und kann den Arbeitsaufwand für die Errichtung eines solchen Gerüstes ersparen.
Eine leistungsfähige Pumpe für die Filmverdampfer
wird uüilgei, wenn bei gleicher Leistung der hydraul;- ."·"
sehe Druck, der überwunden werden muß, von 180 auf
120 m gesenkt werden kann. Dies alles beeinflußt auch tung erfahren.
die Erstellungszeit, ein Faktor, der bei der derzeiiiger
Marktsituation nicht übersehen werden soll.
Außer der Gewichtsverminderung und damit einei Verringerung der Investitionskosten -verden auch
Einsparungen an Betriebskosten durch geringen Stromaufnahme erreicht.
Für einen jährlichen Ausstoß, verteilt über 33( Arbeitstage und bei Stromkosten von 30 Lire/kWh
ergibt sich folgende Einsparung:
(2.35 - 1,86) χ 1 500 χ 24 χ 330 χ 30
= 174 636 000 Lire jährlich berechnet für Beispiel Kund für Beispiel 2
(2.35 - 1,86) χ 535 χ 24 χ 330 χ 30
(2.35 - 1,86) χ 535 χ 24 χ 330 χ 30
= 62 286 840 Lire
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich alst nicht nur für großtechnische Anlagen, sondern auch füi
Anlagen mit mittlerer Leistung in der Größenordnung von 350 bis 400 mVh, jedoch ist sie von unvergleichli
eher BcdCijiünir für An!2**er· ϊτϊϊ! Leistungen von äoo h»
1000 mJ/h und darüber, welche immer größere Verbrei
Claims (1)
- Patentanspruch;Abänderung der Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasser aus Seewasser nach dem Multieffektverfahren mit Wärmeaustauschern, Trennbehältern, Zuführungen für Seewasser und Primärdampf, Abführungen für Salzlösung und Reinwasser sowie Anschluß an ein Vakuumsystem, in Form einer vertikalen Kolonne (1), unterteilt in mehrere zylindrische Abschnitte, die jeweils enthalten: *
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