PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69830455T2 23.03.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000920895
Titel Vorrichtung und Verfahren zur Entgasung von Wasser und Trennung von einer Dampf/Wasser Mischung in Dampf und Wasser
Anmelder Stork Thermeq B.V., Hengelo, NL
Erfinder ter Maat, Albert Jan, 7462 VA Rijssen, NL
Vertreter Bartels & Partner, Patentanwälte, 70174 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69830455
Vertragsstaaten AT, BE, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 01.12.1998
EP-Aktenzeichen 982040586
EP-Offenlegungsdatum 09.06.1999
EP date of grant 08.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.03.2006
IPC-Hauptklasse B01D 19/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entgasung von Wasser und zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung in Dampf und Wasser.

Zahlreiche Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Entgasung von Wasser sind bekannt. Eine Vorrichtung zur Entgasung von Wasser, die aus der niederländischen Patentbeschreibung 1 455 516 bekannt ist, umfasst einen horizontalen Behälter mit einem oder mehreren Zerstäubern, die oben im Behälter angeordnet sind und mit einer Verbindung für die unter Druck erfolgende Zufuhr von Wasser versehen sind, welches entgast werden soll, mit einem oder mehreren Auslässen für Gase, die abgesondert wurden, wobei besagte Auslässe an der Oberseite des Behälters angeordnet sind, einem Verteilerrohrsystem, das im Behälter angeordnet ist und eine Zufuhrverbindung für Dampf besitzt und sich in den Behälter hinein in der Nähe der Unterseite des Behälters öffnet, sowie mit einem Auslass für entgastes Wasser, welcher an der Unterseite des Behälters angeordnet ist. Während der Benutzung ist ein großer Teil des Behälters mit Wasser gefüllt. Das Wasser, das entgast werden soll, wird in den Behälter hinein über den Zerstäuber oder die Zerstäuber in einem Vorhang aus feinen Tröpfchen gesprüht. Über das Verteilerrohrsystem wird Dampf durch das Wasser, welches sich im Behälter befindet, hindurch geführt, mit dem Ergebnis, dass das Wasser erhitzt wird und jedwede Gase, die noch im Wasser vorhanden sind, frei gesetzt werden. Einiges an Dampf sowie die aus dem Wasser, welches sich im Behälter befindet, austretenden Gase sowie das durch den Zerstäuber oder die Zerstäuber versprühte Wasser werden über Auslässe abgeführt, die in der Nähe der Zerstäuber angeordnet sind. Das entgaste Wasser wird an der Unterseite des Behälters abgeführt.

Trennvorrichtungen zur Trennung von Wasser und Dampf sind ebenfalls bekannt und umfassen zumindest einen Einlass für eine Dampf/Wasser Mischung, die getrennt werden soll, einen Wasserauslass, der in der Nähe der Unterseite angeordnet ist, sowie einen Dampfauslass, der an der Oberseite angeordnet ist. Während des Betriebes wird eine Dampf/Wasser Mischung, die über den Einlass zugeführt wird und beispielsweise von einem Verdampfer stammt, zu der Trennvorrichtung zugeführt, welche beispielsweise die Form eines vertikalen Behälters hat. Das Wasser sammelt sich in der Unterseite der Vorrichtung, und der Dampf sammelt sich in der Oberseite der Vorrichtung. Das Wasser wird an der Unterseite über den Wasserauslass ausgegeben, und der Dampf wird an der Oberseite über den Dampfauslass abgegeben.

Schließlich sind kombinierte Vorrichtungen zur Entgasung von Wasser und zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung in Dampf und Wasser bekannt. Eine spezielle Ausführungsform einer Vorrichtung dieser Art umfasst einen Behälter mit einem Verteilerrohrsystem, das eine Zufuhrverbindung für Dampf besitzt, einen Wasserauslass, der an der Unterseite des Behälters angeordnet ist, sowie einen Auslass für Dampf/Nassdampf, welcher in der Nähe der Oberseite angeordnet ist. Eine Baueinheit mit einem Zerstäuber, die mit einer Verbindung für die Zufuhr von Wasser versehen ist, das entgast werden soll, ist an der Oberseite des Behälters angeordnet. Diese Einheit befindet sich in offener Verbindung mit dem Inneren des Behälters. Während des Betriebes wird eine Dampf/Wasser Mischung, die getrennt werden soll, über die Zufuhrverbindung zugeführt und wird über das Verteilerrohrsystem durch das Wasser hindurch geführt, das sich im Behälter befindet. Gleichzeitig wird Wasser, das entgast werden soll, über den Zerstäuber eingesprüht. Der Dampf, welcher durch das Wasser hindurch geführt wird, wird zusammen mit den aus dem Wasser austretenden Gasen über den Auslass abgegeben.

Die letztgenannte kombinierte Vorrichtung hat eine Anzahl von Nachteilen. Der Behälter, der während des Betriebes unter Druck steht, wird durch das Anbringen der Entgasungseinheit geschwächt. Überwachungsbehörden setzen für einen Behälter dieser Art höhere Sicherheitsstandards fest als für einen zylindrischen Behälter. Ferner sind auch Gase, die aus dem Wasser austreten, in dem abgegebenen Dampf vorhanden, welcher als Prozessdampf verwendet wird. Diese Gase können für die Einrichtung, in der der Dampf verwendet wird, eine schädliche Wirkung haben.

Das Ziel der Erfindung ist es, eine kombinierte Vorrichtung zur Entgasung von Wasser und zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung in Dampf und Wasser zur Verfügung zu stellen, die die Vorteile der getrennten Vorrichtungen zur Entgasung von Wasser und zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung aufweist, jedoch frei von den Nachteilen der bekannten kombinierten Vorrichtung ist.

Dieses Ziel wird mittels einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, eine Kostenersparung zu erzielen, verglichen mit gesonderten Vorrichtungen zur Entgasung von Wasser und zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung. Ferner macht es diese Vorrichtung möglich, einiges an Dampf, der aus der Trennvorrichtung austritt, durch das Wasser hindurch zu führen und den Rest des Dampfes als sauberen Prozessdampf abzugeben.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Trennvorrichtung im Behälter untergebracht. Die kombinierte Vorrichtung umfasst dann lediglich einen Behälter, was sie weniger teuer macht als den bekannten Kessel mit daran angebrachter Entgasungseinheit oder zwei gesonderte Behälter einer Trennvorrichtung und einer Entgasungsvorrichtung.

Praktische Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 3 bis 9 spezifiziert.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Entgasung von Wasser und zur Trennung von Dampf und Wasser in einer Dampf/Wasser Mischung gemäß Anspruch 10.

In der folgenden Beschreibung einer Anzahl beispielhafter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Erfindung in näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der:

1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt, mit einem Entgasungsbehälter und einem Trennbehälter,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Trennvorrichtung zeigt, die in einem Ende des Entgasungsbehälters angeordnet ist, und

3 und 4 ein drittes bzw. ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Trennvorrichtung zeigen, die im Zentrum des Entgasungsbehälters angeordnet ist.

Die in 1 schematisch gezeigte Vorrichtung zur Entgasung von Wasser und zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung in Dampf und Wasser umfasst eine Entgasungsvorrichtung 1 und eine Trennvorrichtung 2. Die Entgasungsvorrichtung weist einen horizontalen, im Wesentlichen zylindrischen Behälter 3 auf. Ein Zerstäuber 4, der mit einer Verbindung 5 für unter Druck erfolgende Zufuhr von Wasser versehen ist, das entgast werden soll, ist in dem Behälter 3 oben angeordnet, ebenso wie ein Auslass 6 für Gase, die abgetrennt wurden. Ein Verteilerrohrsystem 7, das eine Zufuhrverbindung 8 für Dampf aufweist, ist in dem Behälter 3 angeordnet. Das Verteilerrohrsystem umfasst ein Verteilerrohr 8 mit Röhren 10, die sich nach unten erstrecken und in der Nähe der Unterseite des Behälters 3 offen sind. Der Behälter 3 ist ferner an der Unterseite mit einem oder mehreren Auslässen 11, 12 für Wasser versehen, das entgast worden ist. Der Wasserpegel im Behälter 3 ist mit 13 angegeben.

Die Trennvorrichtung 2 zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung in Dampf und Wasser umfasst einen vertikalen, im Wesentlichen zylindrischen Behälter 21. Der Behälter 21 ist mit einem Einlass 22 für eine Dampf/Wasser Mischung versehen, die getrennt werden soll, welcher Einlass etwa auf halber Höhe des Behälters 21 angeordnet ist. An der Unterseite ist der Behälter 21 mit einem Wasserauslass 23 versehen. Der Behälter 21 weist zwei Dampfauslässe auf, nämlich einen ersten Dampfauslass 24, der im Oberteil des Behälters 21 angeordnet ist, sowie einen zweiten Dampfauslass 25, der an der Oberseite des Behälters angeordnet ist. Der Wasserpegel im Behälter 21 ist mit 26 angegeben. Über eine Leitung 27 ist der Wasserauslass 23 in Verbindung mit der Unterseite des Entgasungsbehälters 3. Über eine Leitung 28 ist der erste Dampfauslass 24 mit der Zufuhrverbindung 8 des Verteilerrohrsystemes 7 verbunden.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung bildet oftmals Teil eines Dampfkessels. Während des Betriebes wird unbehandeltes Speisewasser unter Druck über die Verbindung 5 zugeführt und wird mittels des Zerstäubers als Vorhang aus Wassertröpfchen 29 ins Innere des Behälters 3 gesprüht und wird beim Prozess durch den Dampf erhitzt, der sich im Behälter 3 oberhalb des Wassers befindet. Gase, die in dem unbehandelten Speisewasser gelöst sind, diffundieren während des Prozesses aus den Tröpfchen aus und sammeln sich im oberen Teil des Behälters 3. Zur gleichen Zeit wird Dampf, der aus dem Trennbehälter 21 austritt, über die Leitung 28, die Zufuhrverbindung 8 und das Verteilerrohrsystem 7 durch das Wasser 30 hindurchgeführt, das sich im Behälter 3 befindet. Der Dampf setzt jedwede Gase frei, die noch im Wasser 30 gelöst sind, und bewegt diese Gase zum oberen Teil des Behälters 3 hin. Der Dampf, der durch das Wasser 30 hindurchgeführt ist, kondensiert weitgehend an den Wassertröpfchen 29, die in den Behälter 3 gesprüht werden. Der verbleibende Dampf und die Gase, die sich im oberen Teil des Behälters 3 befinden, werden über den Auslass 6 abgegeben. Das entgaste Wasser wird über die Auslässe 11 und 12 abgegeben, wobei es möglich ist, dass der Auslass 11 als ein Auslass für Kesselspeisewasser dient und der Auslass 12 als ein Auslass für rezirkuliertes Wasser dient.

In der Trennvorrichtung 2 wird eine Dampf/Wasser Mischung, die über den Einlass 22 zugeführt wird und beispielsweise vom Kessel stammt, in Wasser 31, welches sich am Grund des Behälters 21 ansammelt, und in Dampf, der sich in der Oberseite des Kessels sammelt, getrennt. Das Wasser 31 wird über die Leitung 27 zum Behälter 3 geführt, wo es sich mit dem Wasser 30 vermischt. Einiges des Dampfes im Behälter 21 wird über den ersten Dampfauslass 24 und die Leitung 28 zum Verteilerrohrsystem 7 geführt. Der Rest des Dampfes wird über den Auslass 25 als sauberer Prozessdampf abgegeben.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird daher der Dampf, der in der Trennvorrichtung 2 gebildet wird, in zwei Teilströme aufgeteilt, die jeder bearbeitet werden, um eine unabhängige Funktion zu erfüllen. Der Dampf, der über den Dampfauslass 25 abgegeben wird, wird als Prozessdampf verwendet, und der Dampf, der über den Dampfauslass 24 abgegeben wird, erfüllt eine Funktion in der Entgasungsvorrichtung und kommt nicht mit dem Prozessdampf in weitere Berührung, welcher über den Dampfauslass 25 abgegeben wird, und wird daher auch nicht durch Gase kontaminiert, die aus dem Speisewasser austreten.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem die Entgasungsvorrichtung 1 und die Trennvorrichtung 2 in einem einzigen, horizontalen, im Wesentlichen zylindrischen Behälter 41 integriert sind. In 2 sind Teile, die in 1 gezeigten Teilen entsprechen, durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wie sie in 1 verwendet sind.

Der Behälter 41 weist einen Entgasungsteil 42 und einen Trennteil 43 auf. Diese zwei Teile sind voneinander mittels einer vertikalen, im Wesentlichen ebenen Trennwand 45 getrennt. Die Trennwand 45 ist an ihrer Unterseite mit einer Öffnung 46 versehen, um die Verbindung zwischen dem unteren Abschnitt des Trennteiles 43 und dem unteren Abschnitt des Entgasungsteiles 42 zu bilden. Eine Öffnung 47, mit der das Verteilerrohrsystem 7 verbunden ist, ist im oberen Teil der Trennwand 45 angeordnet.

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erfüllt die Öffnung 46 die gleiche Funktion wie der Wasserauslass 23 mit der mit ihm verbundenen Leitung 27, wie dies bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Die Öffnung 47 des in 2 gezeigten Ausführungsbeispieles erfüllt die Funktion des Dampfauslasses 24, der damit verbundenen Leitung 28 sowie der Zufuhrverbindung 8 des in 1 dargestellten Ausführungsbeispieles.

Das in 2 gezeigte integrierte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass die kombinierte Vorrichtung in einem einzigen zylindrischen Behälter 41 untergebracht ist. Im Ergebnis kann die kombinierte Vorrichtung kompakter und kostengünstiger ausgeführt werden als die in 1 dargestellte Vorrichtung.

3 und 4 zeigen zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen die Trennvorrichtung im Zentrum eines Entgasungsbehälters 51 angeordnet ist.

In 3 und 4 sind Teile, die in 1 und 2 gezeigten Teilen entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wie sie in 1 und 2 verwendet sind.

In 3 und 4 ist der Trennteil 43 vom Entgasungsteil 42 mittels einer im Wesentlichen zylindrischen Wand 52 getrennt. Das Verteilerrohrsystem 7 umfasst zwei Teile 53 und 54, die mit Öffnungen 55 und 56 verbunden sind, die diametral einander gegenüberliegend in der Oberseite der Wand 52 angeordnet sind. An der Unterseite ist der Trennteil mit Öffnungen 57 versehen, um die Verbindung zwischen dem unteren Abschnitt des Trennteiles 43 und dem unteren Abschnitt des Entgasungsteiles 42 des Behälters 51 herzustellen.

Der Dampfauslass 25 für den Prozessdampf ist an der Oberseite des Behälters 51 in der Nähe desjenigen Endes des Teiles 54 des Verteilerrohrsystemes 7 angeordnet, welcher vom Trennteil 43 fern gelegen ist, und ist mit dem genannten Ende über eine Kammer 58 in Verbindung.

Der Unterschied zwischen den in 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen besteht darin, dass bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Einlass für die Dampf/Wasser Mischung an der Oberseite des Trennteiles 43, zentral relativ zur zylindrischen Trennwand 52, angeordnet ist und dass bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Einlass für die Dampf/Wasser Mischung durch eine Mehrzahl von Öffnungen 59 gebildet ist, die in der zylindrischen Trennwand 52 angeordnet sind, über den Umfang der letzeren verteilt.

Bei den in 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen wird der Dampf, der im Trennteil 43 abgesondert wird, ebenfalls in zwei Ströme aufgeteilt, nämlich einen Strom, der über die Röhren 10 in das Wasser 30 hineingeführt wird, welches sich im Behälter 51 befindet, und über den Auslass 6 zusammen mit den Gasen aus dem Wasser abgegeben wird, sowie in einen Strom, der über den Dampfauslass 25 als Strom sauberen Prozessdampfes abgegeben wird.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Entgasung von Wasser, die einen Behälter (3; 41; 51) mit zumindest einem Zerstäuber (4), welcher in dem Behälter oben angeordnet und mit einer Verbindung (5) für unter Druck erfolgende Zufuhr von Wasser, das entgast werden soll, versehen ist, mit zumindest einem Auslass (6), der an der Oberseite des Behälters für Gase angeordnet ist, die abgesondert wurden, mit einem Verteilerrohrsystem (7), das im Behälter angeordnet ist, eine Zufuhrverbindung (8; 47; 55, 56) für Dampf aufweist und sich in den Behälter hinein in der Nähe der Unterseite des Behälters öffnet, und mit zumindest einem Auslass (11, 12) für entgastes Wasser, der an der Unterseite des Behälters angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Trennvorrichtung (2) zur Trennung einer Dampf/Wasser Mischung in Wasser und in Dampf versehen ist, die zumindest einen Einlass (22; 59) für eine Dampf/Wasser Mischung, die getrennt werden soll, einen Wasserauslass (23; 46; 57), der in der Nähe der Unterseite der Trennvorrichtung (2) angeordnet und mit der Unterseite des Behälters (3; 41; 51) in Verbindung ist, zumindest einen ersten Dampfauslass (24; 57; 56, 55), der im oberen Teil der Trennvorrichtung (2) angeordnet und mit der Zufuhrverbindung des Verteilerrohrsystemes (7) in Verbindung ist, sowie einen zweiten Dampfauslass (25) für Prozessdampf aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Trennvorrichtung in dem Behälter untergebracht ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Behälter mittels einer im wesentlichen vertikalen Trennwand (45; 52) in einen Trennteil (43), der die Trennvorrichtung bildet, und einen Entgasungsteil (42) unterteilt ist, wobei die Trennwand an der Unterseite mit einer Öffnung (46; 57) versehen ist, um den Bodenabschnitt des Trennteiles mit dem Bodenabschnitt des Entgasungsteiles des Behälters zu verbinden, und die Zufuhrverbindung des Verteilerrohrsystemes mit einer Öffnung (47; 55, 56) verbunden ist, die im oberen Teil der Trennwand angeordnet ist und als der erste Dampfauslass der Trennvorrichtung dient.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Trennteil (43) durch einen Teil des Behälters (41; 51) gebildet ist, der durch die Wand des Behälters und die Trennwand (45) begrenzt ist, wobei die Trennwand vorzugsweise von im wesentlichen ebener Gestalt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der zweite Dampfauslass (25) an der Oberseite des Behälters (41) am Ort des Trennteiles (43) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Trennteil (43) im Behälter (51) zentral angeordnet und durch die Trennwand (52) begrenzt ist, die vorzugsweise von im wesentlichen zylindrischer Gestalt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der zweite Dampfauslass (25) an der Oberseite des Behälters an der Stelle desjenigen Endes des Verteilerrohrsystemes (7), welches von der Zufuhrverbindung (56) fern gelegen ist, angeordnet und mit dem Verteilerrohrsystem in Verbindung ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der der Einlass (22) für die Dampf/Wasser Mischung, die getrennt werden soll, an der Oberseite des Behälters (51), bezüglich der Trennwand (52) zentral, angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der der Einlass für die Dampf/Wasser Mischung, die getrennt werden soll, durch eine Mehrzahl von Öffnungen (59) gebildet ist, die in der zylindrischen Trennwand (52) entlang des Umfanges letzterer verteilt angeordnet sind.
  10. Verfahren zur Entgasung von Wasser und Trennung von Dampf und Wasser aus einer Dampf/Wasser Mischung unter Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, bei welchem Verfahren das Wasser, das entgast werden soll, mittels eines Zerstäubers (4) als Tröpfchen (29) in einen im wesentlichen geschlossenen Behälter (3; 41; 51) hinein gesprüht wird, der teilweise mit einem zumindest teilweise entgasten Wasser (30) gefüllt ist, Dampf durch dieses Wasser hindurch geführt wird, der Dampf aus dem Behälter zusammen mit Gasen ausgegeben wird, die von dem Wasser freigegeben wurden, durch das der Dampf geführt wird, und mit Gasen, die von dem Wasser freigegeben worden sind, das durch den Zerstäuber (4) versprüht wird, wobei das entgaste Wasser abgeführt wird und bei welchem Verfahren die Dampf/Wasser Mischung in einer Trennvorrichtung (2) in Dampf und Wasser getrennt wird, das Wasser, welches abgetrennt worden ist, dem entgasten Wasser hinzugeführt wird, ein Teil des Dampfes, der abgetrennt worden ist, verwendet wird, indem er durch das im Behälter befindliche Wasser hindurch geführt wird, und der Rest des Dampfes, der abgetrennt worden ist, als Prozessdampf verwendet wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com