SE512959C2 - Fallfilmsindunstare med horisontella tuber för indunstning av avloppsvätska från cellulosatillverkning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 95_9 2 ånga utanpå dessa. Även koncentriska rör inuti varandra kan förekomma.

Fallfilmsindunstare med tubsystem med horisontella tuber har också föreslagits på sistone. Den svenska patentansök- ningen 9501388-4, inlämnad den 18 april 1995 beskriver en sådan konstruktion.

Beroende på hur koncentrerad luten är och vilken temperatur som erfordras används vattenånga med ett tryck som kan ligga mellan l och 12 bar över atmosfärstrycket. Detta gör att indunstaren måste göras stabil så att den kan motstå det inre trycket. Apparaterna är i regel cylinderformade med en höjd av ca. 10 meter och med en diameter av 2-6 meter. Indunstarna är vanligen kopplade i serie, varvid ånga som bildas i en apparat används för indunstning i en annan. Indunstningstemperaturen i de olika apparaterna är olika och den högsta temperaturen råder oftast där man indunstar den mest koncentrerade luten. Denna indunstare värms då gärna med s.k. färsk ånga av önskat tryck.

TEKNISKA PROBLEMET: När lutfilmen har kommit upp i hög koncentration kan utfällningar ske så att avlagringar på värmeytorna kan uppkomma. Sådana avlagringar har en benägenhet att ackumu- leras, speciellt då luten strömmar ner inuti trånga tuber.

Om man istället låter filmen falla ned på utsidan av tuberna eller lamellerna så kan igensättnings- och ren- göringsproblemen på grund av avlagringar minskas. Eftersom den fallande lutfilmen vanligtvis strömmar ner längs en lång slät yta utan turbulensgivande ojämnheter blir värme- överföringen ofta låg. Systemet med horisontella tuber såsom nämnts ovan löser problemet med för låg värmeöver- föring, men denna nya konstruktion har behövt förbättras och förbilligas. -wlf 1! 10 15 20 25 30 35 512 959 LösNINGEN= Man har enligt föreliggande uppfinning löst ovannämnda problem och åstadkommit en bättre och billigare fallfilms- indunstare för indunstning av avloppsvätska från cellulo- satillverkning, t.ex. svartlut, bestående av en lång- sträckt, upprättstående behållare med inlopps- och ut- loppsöppningar för ånga och avlut och ett tubsystem med horisontella tuber i behållaren avsett att genomströmmas av indunstningsångan och på utsidan omges av en fallande film av avlut, som kännetecknas av att tuberna är monterade i med genomströmningshål försedda tubplattor vid vardera tubänden och att de båda tubplattorna är bärande och tätande fastgjorda vid hållarväggen så att ett slutet utrymme med inlopp och utlopp för indunstningsångan förefinnes mellan tubplattorna och väggen.

För att möjliggöra enkel rengöring av värmeytorna är det enligt uppfinningen lämpligt att tuberna är anordnade i form av vertikala rader med parallella ovanför varandra liggande tuber.

Utrymmena vid vardera tubplatta kan enligt uppfinningen lämpligen vara uppdelade med en eller flera horisontella skiljeväggar för avböjning av ångströmmen och uppdelning av bildat kondensat i flera fraktioner av olika renhetsgrad.

Enligt uppfinningen är det lämpligt att förstärknings- stänger eller liknande är anordnade mellan och är förbundna med tubplattorna och behållarväggen för förhindrande av deformation av behållarväggen vid högt inre tryck på indunstningsångan.

Det är vidare enligt uppfinningen lämpligt att de före- trädesvis rektangulära tubplattorna är fastsvetsade eventuellt via avståndsplåtar vid behållarväggen eller nedförda i spår monterade på behållarväggen. 10 15 20 25 30 35 “S12 959. 4 Tätningar mellan behållarväggen och tubplattorna vid tubplattornas övre och nedre kanter är lämpligen anordnade i form av tätningsplåtar.

Enligt uppfinningen är det lämpligt att den avdunstade ångan tas ut vid toppen av behållaren.

Då den avdunstade ångan tas ut vid toppen av behållaren är det enligt uppfinningen lämpligt att en droppavskiljare för avskiljning av vätskedroppar från den avdunstade ångan är anordnad ovanför en fördelningslåda för fördelning av lut som skall indunstas ovanför tubsystemet.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade figurer där; Fig. 1 visar ett vertikalsnitt av en fallfilmsindunstare enligt uppfinningen, där Fig. 2 visar ett vertikalsnitt längs linjen A-A i fig. l och där Fig. 3 visar ett horisontalsnitt genom fallfilmsindunsta- ren enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM: Fig. 1 visar en behållare 1 som företrädesvis är cylindrisk med en skålformig bottendel 2 och en motsvarande utformad överdel 3. Inuti behållaren 1. är horisontella tuber 4 anordnade. Dessa tuber är vid sina båda ändar införda i och tätande fästade vid vertikala tubplattor 5. Tuberna 4 och tubplattorna 5 utgör således ett tubsystem i form av en enhet eller en kassett. Tubplattorna 5 är lämpligen plana men de kan också vara bågformade eller ha någon annan utformning. 10 15 20 25 30 35 512 959 5 Såsom kommer att visas på fig. 3 är tubsystemet fäst direkt eller indirekt vid cylinderkroppen 1 vid tubplattorna 5 längsgående vertikala kanter. Mellan tubplattorna 5 och cylinderkroppen 1 kommer därför ett utrymme att uppstå, vilket utrymme skall vara slutet och man har därför anordnat tätningar 6 vid tubplattornas övre och nedre horisontella kanter mot cylinderkroppen 1. Dessa tätningar utgöres lämpligen av plåtar som kan vara svetsade vid de övre och nedre kanterna på tubplattorna 5 och cylinder- väggen 1 men de kan också vara fästade på annat sätt under förutsättning av att de utgör en. permanent och tålig tätning som tål övertryck från rummen mellan tubplattorna 5 och behållarväggen 1. Dessa plåttätningar 6 är därför lämpligen gjorda bågformade för att kunna motstå ett högt tryck och för att vara okänsliga för påfrestningar p.g.a. värmeutvidgning.

En rätt stor inloppsöppning 7 i behållarväggen l är gjord för inströmning av ånga i utrymmet mellan den ena tub- plattan 5 och cylinderväggen 1. Ångan kommer då att strömma in i detta utrymme och sedan genom tuberna 4 och in i utrymmet på andra sidan av tubsystemet. Man har där enligt uppfinningen gjort en skiljevägg 8 i övre delen av utrymmet och en motsvarande skiljevägg 9 i det första utrymmet, där ångan strömmar in i behållaren, så att ångan kommer att böjas av i det andra utrymmet och strömma i motsatt riktning till inströmningsångan i den nedre delen av tubsystemet varefter den ånyo avböjes för att sedan avluftas genom öppningen 10.

Den ånga som strömmar genom tuberna 4 i den lägre delen av tubsystemet kommer att delvis kondensera och kondensatet som är rent tas ut vid utloppet ll. Den ånga som konden- seras i den övre delen av tubsystemet kommer ut i det första utrymmet ovanför skiljeväggen 9. I denna har man lämpligen anordnat en genomströmningsmöjlighet för detta 10 15 20 25 30 35 512 959 6 något smutsigare kondensat in i det utrymmet där den rena ångan kommer in. I den allra översta delen av tubsystemet kondenseras ånga som ger ett smutsigt kondensat vilket tas ut tillsammans med icke kondenserad ånga eller separat vid utloppet 10.

Såsom är vanligt vid denna typ av indunstare tillföres den lut som skall indunstas till en fördelare 12 ovanför tuberna 4. Fördelaren 12 utgöres av en låda med bottenhål genom vilka luten strömmar jämt fördelad över rören 4 och ner till bottendelen 2 under indunstning. Den indunstade vätskan i 'bottendelen 12 återföres delvis till ny in- dunstning genom röret 13 och tas ut delvis genom röret 14.

Ny vätska som skall indunstas tillföres den nedre delen av hållaren 1 genom ett tillförselsrör 15.

Den ånga som har utvecklats under indunstningen på utsidan av rören 4 får enligt uppfinningen strömma uppåt och tas ut genom utloppsöppningen 16. Det är därför lämpligt att man anordnar en droppavskiljare 17 framför utloppsöppningen 16, varvid uppfångade droppar kan falla ner i fördelarlådan 12.

Det är också möjligt att anordna utströmningen av utvecklad ånga på annat sätt.

Fig. 2 visar ett vertikalsnitt genom tuberna 4. På denna figur visas hur ångan strömmar upp bredvid tubsystemet 4 för att slutligen tas ut vid utloppet 16.

Fig. 3 visar ett horisontalsnitt genom tubsystemet och behållaren 1. Tubsystemet är såsom visas med figuren rektangulärt eller kvadratiskt i snitt och bildar därför fyra utrymmen 18, 19 och 20, 21 med den cylindriska behållaren 1. Tubplattorna 5 är fästade företrädesvis genom svetsning vid sina vertikala kanter. Infästningen vid cylinderväggen 1 kan vara gjord genom direkt svetsning eller med hjälp av avståndsplåtar 22 utformade för att ge u' 10 15 20 25 30 35 512 959 7 en mer eller mindre flexibel ínfästning. Det är också möjligt att anordna spår i form av skenor eller liknande på cylinderväggen l och sänka ned tubsystemet 4-5 i dessa spår genom att man gör motsvarande anordningar i tubplattornas 5 kanter. Det är emellertid viktigt att anslutningen mellan tubplattorna 5 och cylinderväggen l blir tät. För mycket stora indunstningsapparater kan de horisontella tuberna behöva stödjas av en eller flera stödplåtar liknande tubplattorna 5, s.k._bafflar.

Den inströmmande ångan genom inloppet 7 har vanligen ett högt tryck, exempelvis 2 bar. Den indunstade ångan har emellertid ett lägre tryck oftast i trakterna av l bar men även vakuum kan råda för denna ånga. En stor tryckskillnad kommer därför att råda mellan utrymmena 18, 19 och 20, 21.

Detta kan leda till att cylinderväggen 1 deformeras och blir oval. För att förhindra denna deformation av cylinder- väggen vilket givetvis kan åstadkomma brott eller andra olägenheter har man därför enligt uppfinningen anordnat förstärkningsstänger 23 mellan plåtarna 5 och cylinder- väggen 1. Dessa stänger 23 som kan utgöras av plattjärnband eller något annat är lämpligen fastsvetsade i tubplattan 5 och cylinderväggen 1. Därigenom förstärkes konstruktionen och skadlig utböjning av cylinderväggen 1 i utrymmena 18 och 19 kan således förhindras. För vissa belastningsfall kan det också vara fördelaktigt att använda förstärknings- stänger 23 kopplade till en baffel för förhindrande av skadlig ut- eller inböjning av cylinderväggarna 20 och 21.

Genom föreliggande uppfinning har man åstadkommit en fallfilmsindunstare som utnyttjar den effektiva indunst- ningen genom att indunstningsvätskan får rinna utanpå horisontella tuber och som har den stora fördelen att konstruktionen är enkel och lite kostnadskrävande. Således är tillverkningen av själva tubpaketet mycket enkel att genomföra. Hål borras i tubplattorna 5 på ett automatiserat 512 9,59 8 och enkelt sätt och tuberna valsas eller fastsvetsas i hålen på ett lika-ledes automatiskt och snabbt sätt.

Uppfinningen är icke begränsad till den visade utförings- formen utan den kan varieras på olika sätt inom patent- kravens ram.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 512 95,9 A K V:

1. Fallfilmsindunstareförindunstningznravloppsvätska från cellulosatillverkning, t.ex. svartlut, bestående av en långsträckt upprättstående behållare (1) med inlopps- och utloppsöppningar (7, 15, 10, ll, 14, 16) för ånga och avlut och ett tubsystem (4, 5) med horisontella tuber (4) i behållaren (1) avsett att genomströmmas av indunstnings- ångan och på utsidan omges av en fallande film av avlut, k ä n n e t e c k n a d a.v att tuberna (4) är monterade i med genomströmningshål försedda tubplattor (5) vid vardera tubändan och att de båda tubplattorna (5) är bärande och tätande fastgjorda vid behållarväggen (1) så att ett slutet utrymme (18, 19) med inlopp (7) och utlopp (10, 11) för indunstningsångan förefinnes mellan tub- plattorna (5) och väggen (1).

2. Fallfilmsindunstare enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d a v att tuberna (4) är anordnade i form av vertikala rader med parallella ovanför varandra liggande tuber (4).

3. Fallfilmsindunstare enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att utrymmena (18, 19) vid vardera tubplattan (5) är uppdelade med en eller flera horisontella skiljeväggar (8, 9) för att möjliggöra kondensatsegregering genom avböjning av ångströmmen.

4. Fallfilmsindunstare enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att förstärkningsstänger (23) eller liknande är anordnade mellan och är förbundna 10 15 20 25 512 959 10 med tubplattorna (5) och behållarväggen (1) för förhindran- de av deformation av behållarväggen (1) vid högt inre tryck på indunstningsångan.

5. Fallfilmsindunstare enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d a v att de företrädesvis rektan- gulära tubplattorna (5) är fastsvetsade eventuellt via avsgåndsplåtgg (22) vid behållarväggen (1) eller nedförda i spår monterade på behållarväggen.

6. Fallfilmsindunstare enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d a v tätningar mellan behållar- väggen och tubplattorna (5) är anordnade i form av tät- ningsplåtar (6) vid tubplattornas (5) övre och nedre kanter.

7. Fallfilmsindunstare enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d a v att den indunstade ångan tas ut vid toppen (3) av behållaren (1).

8. Fallfilmsindunstare enligt kravet 7, k ä n n e- t e c 1< n a d a v att en droppavskiljare (17) för avskiljning av vätskedroppar från den avdunstade ångän är anordnad ovanför en fördelningslåda (12) för fördelning av lut som skall indunstas ovanför tubsystemet (4, 5). (i