DE19718347A1 - Process to remove non-condensing gases from esp. hospital disinfecting steam - Google Patents
Process to remove non-condensing gases from esp. hospital disinfecting steamInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Wasserdampf, wobei insbesondere nicht kondensierbare Gase aus dem Dampf abgeschieden werden sollen.The invention relates to a method for cleaning water vapor, wherein in particular non-condensable gases are separated from the steam should.
Betriebsdampf, der auf konventionelle Weise erzeugt wird, enthält neben dem reinen Wasserdampf üblicherweise auch einen mehr oder minder großen Anteil an nicht kondensierbaren Gasen. Diese gelangen in erster Linie mit dem Speisewasser in den Dampferzeuger, da sie in gebundener Form im Wasser enthalten sind.Operating steam, which is generated in a conventional way, contains pure Water vapor usually also does not have a more or less large proportion condensable gases. These primarily enter the feed water Steam generator because they are contained in the water in bound form.
Insbesondere gebundenes CO2 ist nach der üblichen Aufbereitung des Speisewassers infolge des Enthärtungsvorgangs enthalten. Bei der Erhitzung im Dampferzeuger werden die gebundenen Gase aus dem Wasser frei und gehen mit dem Dampf zum Verbraucher. Größere Mengen an nicht kondensierbaren Gasen im Dampfschaden bereits bei gewöhnlichen Wärmetauschvorgängen, da sich durch das nicht kondensierbare Gas eine Art Isolierschicht an den Wärmetauschflächen bildet und somit den Wärmeübergang behindert.In particular, bound CO 2 is contained after the normal treatment of the feed water due to the softening process. When heated in the steam generator, the bound gases are released from the water and go to the consumer with the steam. Larger amounts of non-condensable gases in the steam damage already during normal heat exchange processes, since the non-condensable gas forms a kind of insulating layer on the heat exchange surfaces and thus hinders the heat transfer.
Häufig wird eine Entgasung des Speisewassers durchgeführt, um den Gehalt an gebundenen Gasen zu reduzieren. Hierfür sind mehrere Methoden gängig, z. B. die Rieselentgasung, bei der das Speisewasser nach der Enthärtung verrieselt und mit großem Luftvolumenstrom vom CO2 weitestgehend "freigespült" wird.Degassing of the feed water is often carried out in order to reduce the content of bound gases. There are several methods for this, e.g. B. the trickle degassing, in which the feed water trickles after softening and is largely "flushed" with a large air volume flow of CO 2 .
Eine ebenfalls häufig angewandte Methode ist die thermische Entgasung, bei der das Speisewasser vor der Einspeisung in den Dampferzeuger bis zum Siedepunkt erhitzt wird, wodurch die gebundenen Gase frei werden und in Form von Schwaden abgeleitet werden können. Der dadurch erzeugbare Dampf ist zwar weitestgehend, aber nicht vollkommen gasfrei. Nachteilig bei dieser Lösung ist u. a., daß die Speisepumpe Wasser bei Siedetemperatur fördern muß, was besondere Ansprüche an die Pumpe stellt.Another frequently used method is thermal degassing, in which the Feed water is heated to the boiling point before being fed into the steam generator, whereby the bound gases are released and discharged in the form of swaths can. The steam that can be generated is largely, but not perfect gas-free. The disadvantage of this solution is u. a. that the feed pump water at Must promote boiling temperature, which places special demands on the pump.
Nachteilig ist auch, daß es innerhalb eines längeren Dampfrohrsystemes auf dem Weg vom Dampferzeuger bis zum Verbraucher wieder zu einer Aufkonzentrierung nicht kondensierbarer Gase kommen kann. Insbesondere in einer wenig oder nur diskontinuierlich durchströmten Rohrleitung kommt es durch Wärmeverlust über die Rohrwandung zu Kondensation des reinen Wasserdampfes, wobei jedoch die nicht kondensierbaren Gase als Gas erhalten bleiben. Durch die Kondensation entsteht örtlich ein Druckabfall. Demzufolge muß frischer Dampf in diesen Bereich nachströmen. Der frische Dampf bringt jeweils geringe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen mit sich. Über einen längeren Zeitraum erhöht sich der Gasgehalt im betreffenden Rohrstück erheblich, was bei Zuschaltung des nachfolgenden Verbrauchers zu Schwierigkeiten führen kann.Another disadvantage is that it is within a longer steam pipe system on the way from Steam generator up to the consumer again to a concentration condensable gases can come. Especially in a little or only discontinuously Flow through the pipeline is caused by heat loss through the pipe wall Condensation of the pure water vapor, but the non-condensable gases as Keep gas. The condensation locally causes a drop in pressure. As a result fresh steam must flow into this area. The fresh steam brings little Amounts of non-condensable gases. Over a long period of time increases the gas content in the relevant pipe section considerably, which is when the subsequent Can cause difficulties for consumers.
Eine spezielle Art von Dampfverbrauchern, nämlich Dampfsterilisatoren für die medizinische Anwendung, reagieren besonders empfindlich auf nicht kondensierbare Gase im Dampf. Beim Sterilisationsprozeß mit Dampf müssen die zu behandelnden Güter vollkommen vom Dampf durchdrungen werden. Besonders schwierig ist dies z. B. bei Textilmaterialien. Damit der Dampf auch in die tiefen Schichten vordringen kann, muß die Luft verdrängt werden. Zu diesem Zweck wird üblicherweise mehrfach Dampf zugeführt und zwischendurch wieder abgesaugt bis ins Vakuum. Dadurch entsteht ein Ausspüleffekt, durch den die Luft auch aus den tieferen Schichten eliminiert wird. Wenn aber der Dampf, mit dem die Ausspülung durchgeführt wird, selbst nicht kondensierbare Gase mitführt, so bilden sich im Gut immer wieder Zonen, in denen Gas den Zutritt des Dampfes und damit die Sterilisierwirkung verhindert.A special type of steam consumer, namely steam sterilizers for medical Application, are particularly sensitive to non-condensable gases in the steam. In the steam sterilization process, the goods to be treated must be completely Steam are penetrated. This is particularly difficult. B. in textile materials. In order to the steam can penetrate into the deep layers, the air must be displaced. To steam is usually supplied several times for this purpose and in between again aspirated to vacuum. This creates a rinsing effect through which the air is also expelled the deeper layers is eliminated. But if the steam with which to rinse is carried out, even carries non-condensable gases, so always form in the good again zones in which gas allows the steam to enter and thus the sterilizing effect prevented.
Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde in der neu erschienenen europäischen Norm DIN/EN 285 (Groß-Sterilisatoren) ein sehr niedriger Grenzwert für den Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen im Sterilisierdampf vorgeschrieben. Unter Punkt 13.3.2 ist der Grenzwert mit 3,5 Vol.% festgelegt, bezogen auf den kondensierten Zustand.Based on these findings, the new European standard DIN / EN 285 (wholesale sterilizers) a very low limit for the content of not condensable gases prescribed in the sterilizing steam. Under point 13.3.2 is the Limit set at 3.5 vol.%, Based on the condensed state.
Die Erfahrungen und eigene Messungen haben gezeigt, daß fast 100% aller Dampfsysteme in Krankenhäusern diese Forderungen nicht erfüllen. Der Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen liegt typischerweise bei 10 bis 25 Vol.%. Auch die gängigen Entgasungsmaßnahmen des Speisewassers führen nicht zur sicheren Einhaltung des erforderlichen Grenzwertes, zudem Sterilisatoren stark diskontinuierlich arbeiten und infolgedessen der oben beschriebene Aufkonzentrationseffekt an nicht kondensierbaren Gase im Rohrsystem immer wieder schädlich Einfluß nimmt.Experience and our own measurements have shown that almost 100% of all steam systems do not meet these requirements in hospitals. The content of non-condensable Gases are typically 10 to 25% by volume. The usual degassing measures of the feed water do not lead to safe compliance with the required limit value, moreover, sterilizers work very discontinuously and consequently the above always described concentration effect of non-condensable gases in the pipe system again harmful influence.
Speziell für Sterilisierdampf bestehen zusätzlich auch noch besondere Anforderungen an den Reinheitsgrad. Dies ist der Grund, weshalb z. B. in Krankenhäusern neben dem Großdampferzeuger in konventioneller Ausführung zur Versorgung des gesamten Gebäudes zusätzlich häufig ein spezieller Reindampferzeuger zur Versorgung der Sterilisatoren installiert ist. Dieser ist komplett in Edelstahl gefertigt und wird von einer separaten Speisewasseraufbereitung versorgt. Das Speisewasser wird nicht nur enthärtet, sondern vollentsalzt. Der Kostenunterschied zwischen enthärtetem Wasser und vollentsalztem Wasser ist erheblich. Mit der erforderlichen Speisewasserentgasungseinrichtung sind die Anschaffungs- und Betriebskosten derartiger Reindampferzeuger hoch.There are also special requirements for sterilizing steam the degree of purity. This is the reason why z. B. in hospitals next to the Large steam generator in conventional design to supply the entire building often also a special pure steam generator to supply the sterilizers is installed. This is made entirely of stainless steel and is separated by a separate one Feed water treatment supplied. The feed water is not only softened, but also fully desalinated. The cost difference between softened water and fully desalinated Water is significant. With the necessary feed water degassing device, the Acquisition and operating costs of such pure steam generators high.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches und praxisgerechtes Verfahren zu schaffen, die es ermöglicht, die nicht kondensierbaren Gase verbrauchernahe aus dem Dampf abzuscheiden. Zusätzlich sollen erforderlichenfalls auch andere störende Verunreinigungen aus dem Dampf abgeschieden werden können, so daß konventioneller Hausdampf soweit gereinigt wird, daß die Ansprüche an Reindampf erfüllt werden. Die Anschaffungs- und Betriebskosten sollen niedriger liegen, als die für einen vergleichbaren konventionellen Reindampferzeuger.The invention has for its object an economical and practical To create processes that allow the non-condensable gases to separate from the steam close to the consumer. In addition, if necessary other disruptive impurities are also separated from the steam can, so that conventional house steam is cleaned to the extent that the claims of pure steam. The acquisition and operating costs should be lower than that for a comparable conventional pure steam generator.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch nachfolgend beschriebenes Verfahren und zugehörige Vorrichtung gelöst.This object is achieved according to the method and described below associated device solved.
Nur als Beispiel seinen hierbei die für die typische Anwendung des Systems zur Versorgung
von Sterilisatoren möglichen Betriebsdrücke (Überdruck) angegeben:
The operating pressures (overpressure) possible for the typical application of the system for supplying sterilizers are given only as an example:
- 1. Vordruck unreiner Dampf (1): ca. 5 bis 10 bar1. Admission pressure of impure steam ( 1 ): approx. 5 to 10 bar
- 2. Betriebsdruck Verdampfungsraum (3): ca. 2,5 bis 4,5 bar2. Operating pressure evaporation chamber ( 3 ): approx. 2.5 to 4.5 bar
-
3. Betriebsdruck Abscheideraum (4): ca. 3 bis 8 bar
(stets niedriger als 1, üblicherweise höher als 2).3. Operating pressure of the separation chamber ( 4 ): approx. 3 to 8 bar
(always lower than 1, usually higher than 2).
Es wird der unreine Dampf (1) zunächst über einen Wärmetauscher (2) kondensiert, und der Effekt ausgenutzt, daß im entstehenden Kondensat die nicht kondensierbaren Gasen als separate Phase enthalten sind. Wegen der Nähe zum Siedepunkt werden diese Gase auch nicht wieder im Kondensat gelöst.The impure steam ( 1 ) is first condensed via a heat exchanger ( 2 ), and the effect is exploited that the non-condensable gases are contained as a separate phase in the condensate formed. Because of the proximity to the boiling point, these gases are not dissolved again in the condensate.
Über einen Kondensatableiter (18) wird das Gemisch aus Kondensat und nicht kondensierbaren Gasen zu einem Abscheideraum (4) geleitet, in dem sich die Gasphase vom Kondensat trennen kann.The mixture of condensate and non-condensable gases is passed to a separating chamber ( 4 ) via a condensate drain ( 18 ), in which the gas phase can separate from the condensate.
Der Abscheideraum (4) kann unter atmosphärischem Druck betrieben werden, was aber zur Folge hat, daß es bei höherem Vordruck des unreinen Dampfes zu erheblicher Nachverdampfung und damit zu Energie- und Kondensatverlusten kommt. Vorzugsweise wird eine Regeleinrichtung vorgesehen, die über einen Drucksensor (10) und einen Temperatursensor (11) den Gasraum auf Sattdampfzustand hin überprüft durch Vergleich der Meßwerte mit den theoretischen Sattdampfbedingungen. Falls ein hoher Anteil an nicht kondensierbaren Gasen im unreinen Dampf enthalten war, wird sich ein höheren Druck ergeben, als es der gemessenen Temperatur nach Sattdampfbedingung entsprechen würde. Demzufolge wird das Brüdenventil (12) geöffnet und solange abgeschwadet, bis wieder Sattdampfzustand erreicht ist, oder bis der gewünschte Betriebsdruck des Abscheideraums (4) unterschritten wird.The separating chamber ( 4 ) can be operated under atmospheric pressure, but this has the consequence that at higher admission pressure of the impure steam there is considerable post-evaporation and thus energy and condensate losses. A control device is preferably provided which checks the gas space for saturated steam status by means of a pressure sensor ( 10 ) and a temperature sensor ( 11 ) by comparing the measured values with the theoretical saturated steam conditions. If a high proportion of non-condensable gases was contained in the impure steam, a higher pressure will result than would correspond to the measured temperature after saturated steam conditions. As a result, the vapor valve ( 12 ) is opened and swathed until saturated steam is reached again, or until the desired operating pressure of the separation chamber ( 4 ) is undershot.
Alternativ können bei geringeren Genauigkeitsanforderungen auch rein mechanisch thermische Dampfentlüfter, die bei Abweichung vom Sattdampfzustand eine Öffnung freigeben, eingesetzt werden.Alternatively, with lower accuracy requirements, it can also be purely mechanical thermal steam vents, which open if there is a deviation from the saturated steam condition release, be used.
In jedem Falle wird der Druck im Abscheideraum (4) niedriger geregelt als es dem Vordruck des unreinen Dampfes (1) entspricht, damit über den Kondensatableiter (18) eine Strömung zum Abscheideraum (4) hin stattfindet.In any case, the pressure in the separation chamber ( 4 ) is regulated to be lower than the admission pressure of the impure steam ( 1 ) so that a flow to the separation chamber ( 4 ) takes place via the condensate drain ( 18 ).
Vorzugsweise wird der Druck im Abscheideraum (4) aber auch höher geregelt, als es dem gewünschten Druck im Verdampfungsraum (3) entspricht. Dadurch ist gewährleistet, daß das im Abscheideraum (4) gesammelte Kondensat über die Nachspeiseleitung (6) ohne zusätzliche Druckerhöhungspumpe zum Verdampfungsraum (3) strömen kann.Preferably, however, the pressure in the separation chamber ( 4 ) is also regulated to be higher than the desired pressure in the evaporation chamber ( 3 ). This ensures that the condensate collected in the separation chamber ( 4 ) can flow to the evaporation chamber ( 3 ) via the make-up line ( 6 ) without an additional pressure booster pump.
Eine Nachspeisepumpe (7) muß nur dann eingebaut werden, falls aus besonderen betriebstechnischen Gründen der Abscheideraum (4) niedriger geregelt werden müßte als der Verdampfungsraum (3). Besondere Gründe könnten sein, daß z. B. bestimmte Gase im Kondensat enthalten sind, die trotz der hohen Temperatur bei Überdruck im Kondensat gelöst bleiben. Ein anderer Grund könnte auch sein, daß aus Kosten- oder betriebstechnischen Gründen der Abscheideraum (4) nicht als Druckbehälter ausgeführt werden kann.A make-up pump ( 7 ) only has to be installed if, for special operational reasons, the separation chamber ( 4 ) would have to be regulated lower than the evaporation chamber ( 3 ). Special reasons could be that, for. B. certain gases are contained in the condensate that remain dissolved in the condensate despite the high temperature at excess pressure. Another reason could also be that the separating space ( 4 ) cannot be designed as a pressure vessel for cost or operational reasons.
Die Nachspeisung des Kondensats aus dem Abscheideraum (4) in den Verdampfungsraum (3) wird je nach Anforderung an die Reinheit hinsichtlich Verschmutzungen und Gehalt an gelösten Inhaltstoffen (Salze) unterschiedlich durchgeführt, wobei beide Systeme in einer Anlage kombiniert sein können, und eine betriebsabhängige Umschaltung gesteuert werden kann.The feed of the condensate from the separating chamber ( 4 ) into the evaporation chamber ( 3 ) is carried out differently depending on the purity requirements with regard to contamination and the content of dissolved constituents (salts), whereby both systems can be combined in one system, and an operation-dependent switchover can be controlled.
Die Umschaltung wird vorteilhafterweise dadurch geregelt, daß eine Leitfähigkeitsmeßeinrichtung (20) im Abscheideraum (4) eingebaut und ausgewertet wird. Bei Überschreiten des zulässigen Grenzwertes erfolgt die Nachspeisung über die Kondensatnachreinigungseinrichtung (8). Bei ausreichend niedriger Leitfähigkeit des Kondensats geschieht die Nachspeisung direkt, um Kühlwasser und Energie zu sparen oder einen ggf. eingebauten Ionenaustauscher nicht unnötig aufzubrauchen. The changeover is advantageously regulated by installing and evaluating a conductivity measuring device ( 20 ) in the separating space ( 4 ). If the permissible limit value is exceeded, make-up takes place via the condensate purification device ( 8 ). If the conductivity of the condensate is sufficiently low, the make-up is carried out directly in order to save cooling water and energy or not to unnecessarily use up any built-in ion exchanger.
Da das Kondensat des unreinen Dampfes im Verdampfungsraum (3) ein zweites mal "destilliert" wird, wird der daraus entstehende Dampf zwangsläufig sauberer sein als der unreine Dampf. Bei geringerem Verschmutzungsgrad des unreinen Dampfes oder geringeren Ansprüchen an den gereinigten Dampf ist es ggf. ausreichend einen einfachen Partikelfilter (19) in der Nachspeiseleitung vorzusehen.Since the condensate of the impure steam in the evaporation chamber ( 3 ) is "distilled" a second time, the steam resulting from it will inevitably be cleaner than the impure steam. If the level of contamination of the impure steam is low or the demands on the cleaned steam are low, it may be sufficient to provide a simple particle filter ( 19 ) in the make-up line.
Die Massenverhältnisse zwischen erzeugtem Kondensat aus dem eingesetzten unreinen Dampf und dem Verbrauch an Kondensat zur Erzeugung des gereinigten Dampfes halten sich bei diesem System ziemlich genau die Waage. Die Kondensationsenthalpie des unreinen Dampfes ist wegen des höheren Druckniveaus etwas niedriger als die Verdampfungsenthalpie des gereinigten Dampfes mit dem niedrigeren Druckniveau. Dies würde heißen, es wird theoretisch 1 bis 2% mehr Kondensatmasse gebildet als Reindampfmasse erzeugt wird. Es muß jedoch berücksichtigt werden, daß das Kondensat dem Verdampfungsraum (3) mit einer Temperatur geringfügig oberhalb der Siedetemperatur zuströmt, da der Abscheideraum (4) unter höherem Druck steht, so daß sich der Verbrauch an unreinem Dampf minimal verringert. Desweiteren muß berücksichtigt werden, daß das Kondensat beim Eintritt in den Abscheideraum (4) eine Nachverdampfung erfährt. Die Nachverdampfungsmenge muß über die Brüdenleitung (5) abgeführt werden. Dadurch steht wieder etwas weniger Kondensat für die Nachspeisung zur Verfügung. Bei rein theoretischer Berechnung wird ca. 1% weniger Kondensat zur Verfügung stehen, als gereinigter Dampf erzeugt wird.The mass ratios between the generated condensate from the impure steam used and the consumption of condensate for generating the cleaned steam are fairly well balanced in this system. The enthalpy of condensation of the impure steam is somewhat lower than the enthalpy of vaporization of the cleaned steam with the lower pressure level because of the higher pressure level. This would mean that theoretically 1 to 2% more condensate mass is formed than pure steam mass is generated. However, it must be taken into account that the condensate flows into the evaporation space ( 3 ) at a temperature slightly above the boiling point, since the separation space ( 4 ) is under higher pressure, so that the consumption of impure steam is minimal. Furthermore, it must be taken into account that the condensate undergoes post-evaporation when it enters the separating chamber ( 4 ). The amount of post-evaporation must be removed via the vapor line ( 5 ). This means that a little less condensate is available for the make-up. With a purely theoretical calculation, approx. 1% less condensate will be available than cleaned steam is generated.
Im praktischen Betrieb der Anlage muß allerdings eingerechnet werden, daß der unreine Dampf nicht zu 100% gesättigt ist, sondern einen nicht unerheblichen Anteil an Feuchtigkeit (geschätzt 5% der Masse) mit sich führt. Andererseits kann der unreine Dampf ggf. auch überhitzt einströmen.In practical operation of the system, however, it must be taken into account that the impure Steam is not 100% saturated, but a not insignificant amount of moisture (estimated 5% of the mass). On the other hand, the impure steam can also possibly inflow overheated.
Um die Verschiebung der Mengenbilanz zwischen verfügbarem Kondensat und abströmendem, gereinigtem Dampf ausgleichen zu können, sieht die Erfindung nach Bild 1 entsprechende Regelungen vor.In order to be able to compensate for the shift in the quantity balance between available condensate and outflowing, cleaned steam, the invention according to Figure 1 provides for corresponding regulations.
Der Abscheideraum (4) ist mit einer Niveauregeleinheit (13) ausgerüstet, die im Falle einer Überfüllung des Abscheideraums (4) Kondensat über ein Ablaßventil (14) abströmen läßt, wobei das heiße Kondensat vorzugsweise zuvor über einen Wärmetauscher (9) abgekühlt wird. Die Kühlwasserzufuhr über das Kühlmittelventil (22) wird zweckmäßigerweise über eine Temperaturregeleinrichtung (23) anforderungsgerecht gesteuert. The separating chamber ( 4 ) is equipped with a level control unit ( 13 ) which, in the event of an overfilling of the separating chamber ( 4 ), allows condensate to flow out via a drain valve ( 14 ), the hot condensate preferably being cooled beforehand using a heat exchanger ( 9 ). The cooling water supply via the coolant valve ( 22 ) is expediently controlled via a temperature control device ( 23 ) according to requirements.
Im Falle von mangelnder Füllhöhe im Abscheideraum (4) wird die Erzeugung von zusätzlichem Kondensat ausgelöst, indem ein zusätzlicher Strom des unreinen Dampfes abgezweigt, in einem Wärmetauscher (15) durch Kühlung kondensiert und dem Abscheideraum (4) zugeführt wird. Bei entsprechender Ausrüstung mit Absperrventilen könnte hierfür anstelle des Wärmetauschers Nr. (15) auch der Wärmetauscher Nr. (9) mitgenutzt werden.In the case of insufficient fill level in the separating space ( 4 ), the generation of additional condensate is triggered by branching off an additional stream of the impure steam, condensing in a heat exchanger ( 15 ) by cooling and feeding it to the separating space ( 4 ). With appropriate equipment with shut-off valves, heat exchanger no. ( 9 ) could also be used instead of heat exchanger no. ( 15 ).
Falls besondere Ansprüche an die Reinheit des Dampfes bestehen, wird das Kondensat aus dem Abscheideraum (4) vor der Einspeisung in den Verdampfungsraum (3) durch die Kondensatnachreinigungseinrichtung (8) geleitet, wo die störenden Inhaltstoffe entzogen werden. Dabei kann es sich um eine Einrichtung mit gängigen Verfahren der Wasseraufbereitung, z. B. Ionenaustauscher, Umkehrosmose, Filtration usw. handeln. Üblicherweise können diese Einrichtungen aber nicht bei höheren Temperaturen betrieben werden, so daß es erforderlich ist, das Kondensat mittels Wärmetauscher (9) vorher zu kühlen.If there are special demands on the purity of the steam, the condensate is passed from the separating space ( 4 ) before being fed into the evaporation space ( 3 ) through the condensate post-cleaning device ( 8 ), where the disturbing constituents are removed. This can be a facility with common water treatment processes, e.g. B. act ion exchanger, reverse osmosis, filtration, etc. Usually, however, these devices cannot be operated at higher temperatures, so that it is necessary to cool the condensate beforehand using a heat exchanger ( 9 ).
Zur Einsparung von Kühlenergie ist es vorteilhaft hierzu ein rekuperatives Wärmetauschersystem vorzusehen, durch das ein wesentlicher Teil der vor der Kondensatnachreinigungseinrichtung (8) aufgenommenen Wärmeenergie anschließend wieder an das System zurückgegeben wird. Ein Beispiel zur Ausführung ist in Bild 2 dargestellt. Dabei wird das heiße Kondensat im Wärmetauscher (9.1) auf den gewünschten Wert abgekühlt. Das aufgeheizte Trägermedium wird mittel einer Umwälzpumpe (21) zum Wärmetauscher (9.2) gefördert, in dem die zuvor aufgenommene Energie zu einem großen Teil wieder an das Kondensat abgegeben wird. Zur erforderlichen tiefen Abkühlung des Trägermedium wird noch ein Wärmetauscher (9.3) vorgesehen, über den das Trägermedium auf die gewünschte Temperatur für den erneuten Eintritt in den Wärmetauscher (9.1) abgekühlt wird. Die Ansteuerung des Kühlmittelventils (22) wird vorzugsweise über eine Temperaturregeleinrichtung (23) ausgelöst.To save cooling energy, it is advantageous to provide a recuperative heat exchanger system by means of which a substantial part of the thermal energy absorbed upstream of the condensate cleaning device ( 8 ) is subsequently returned to the system. An example of the execution is shown in Figure 2. The hot condensate is cooled to the desired value in the heat exchanger ( 9.1 ). The heated carrier medium is conveyed to the heat exchanger ( 9.2 ) by means of a circulation pump ( 21 ), in which the previously absorbed energy is largely released to the condensate. For the necessary deep cooling of the carrier medium, a heat exchanger ( 9.3 ) is also provided, via which the carrier medium is cooled to the desired temperature for re-entry into the heat exchanger ( 9.1 ). The control of the coolant valve ( 22 ) is preferably triggered via a temperature control device ( 23 ).
Um vor dem Eintritt in den Verdampfungsraum (3) eine noch höhere Temperatur zu erreichen, kann das Kondensat nach Austritt aus dem Wärmetauscher (9.3) über einen weiteren Wärmetauscher (nicht gezeichnet) geführt werden, über den auf der Heizseite der Brüdendampf aus dem Abscheideraum (4) geleitet wird. Alternativ kann das Kondensat nach dem Wärmetauscher (9.3) auch noch zusätzlich über Rohrschlangen (nicht gezeichnet) innerhalb des Abscheideraums (4) geleitet und dadurch nachgeheizt werden. In order to reach an even higher temperature before entering the evaporation chamber ( 3 ), the condensate after exiting the heat exchanger ( 9.3 ) can be passed through another heat exchanger (not shown), via which the vapor from the separation chamber on the heating side ( 4 ) is conducted. Alternatively, the condensate after the heat exchanger ( 9.3 ) can also be passed through pipe coils (not shown) within the separating chamber ( 4 ) and thus reheated.
Da es im Verdampfungsraum (3) durch den "Einkochvorgang" zu einer Aufkonzentration von Salzen kommt, sieht die Erfindung nach Bild 1 zweckmäßigerweise eine Leitfähigkeitsmeßeinrichtung (16) zur Kontrolle der Wasserqualität vor. Bei Überschreiten eines zulässigen Grenzwertes wird eine entsprechende Menge aufkonzentrierten Volumens über das Absalzventil (17) abgelassen und durch Nachspeisung von frischem Kondensat der Salzgehalt wieder auf das zulässige Niveau zurückgeführt. Wenn auch der Salzgehalt im Abscheideraum (4) hoch ist, erfaßt über eine zweite Leitfähigkeitsmeßeinrichtung (20), so erfolgt die Nachspeisung über den Weg der Kondensatnachreinigungseinrichtung (8).Since the concentration of salts occurs in the evaporation chamber ( 3 ) as a result of the "boiling-down process", the invention according to Figure 1 expediently provides a conductivity measuring device ( 16 ) for checking the water quality. If a permissible limit value is exceeded, a corresponding amount of concentrated volume is discharged via the blowdown valve ( 17 ) and the salinity is brought back to the permissible level by replenishing fresh condensate. If the salt content in the separating chamber ( 4 ) is also high, measured via a second conductivity measuring device ( 20 ), the make-up is carried out via the path of the condensate cleaning device ( 8 ).
Für den praktischen Betrieb der Vorrichtung ist es sinnvoll, die Leitfähigkeit nach der Kondensatnachreinigungseinrichtung (8) ebenfalls zu überwachen, insbesondere bei Verwendung von Ionenaustauschern, um eine Erschöpfung der Austauscherharze automatisch signalisieren zu können.For the practical operation of the device, it is useful to also monitor the conductivity after the condensate cleaning device ( 8 ), in particular when using ion exchangers, in order to be able to automatically signal that the exchange resins are exhausted.
Claims (6)
- A) der als Heizmedium zur Verfügung stehende unreine Dampf (1) über einen Wärmetauscher (2) seine Energie an Wasser in einem Verdampfungsraum (3) abgibt, wodurch ein 2-Phasen-Gemisch aus Kondensat und nicht kondensierbaren Gasen entsteht, das zu einem Abscheideraum (4) geleitet wird, aus dem die nicht kondensierbaren Gase über eine Brüdenleitung (5) abgeleitet werden.
- B) der Druck im Abscheideraum (4) niedriger geregelt wird als es dem Vordruck des unreinen Dampfes (1) entspricht, aber vorzugsweise höher, als es dem gewünschten Druck im Verdampfungsraum (3) entspricht.
- C) das im Abscheideraum (4) gesammelte Kondensat über eine Nachspeiseleitung (6) dem Verdampfungsraum (3) zugeleitet wird, wobei der vorzugsweise höher geregelte Druck im Abscheideraum (4) die Überströmung selbständig gewährleistet und eine Nachspeisepumpe (7) nur dann eingebaut werden muß, falls aus besonderen betriebstechnischen Gründen der Abscheideraum (4) niedriger geregelt werden müßte als der Verdampfungsraum (3).
- D) im Falle besonderer Ansprüche an die Reinheit des Dampfes, das Kondensat aus dem Abscheideraum (4) vor der Einspeisung in den Verdampfungsraum (3) durch eine Kondensatnachreinigungseinrichtung (8) geleitet wird, in der mit gängigen Verfahren der Wasseraufbereitung, z. B. Ionenaustauscher, Umkehrosmose, Filtration usw., die störenden Inhaltstoffe entzogen werden, wobei das Kondensat mittels Wärmetauscher (9) gekühlt wird, falls es sich um eine Kondensatnachreinigungseinrichtung (8) handelt, die nur bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden darf, z. B. Ionenaustauscher.
- A) the impure steam ( 1 ) available as heating medium releases its energy to water in a vaporization chamber ( 3 ) via a heat exchanger ( 2 ), whereby a 2-phase mixture of condensate and non-condensable gases is formed, which leads to a separation chamber ( 4 ) is conducted, from which the non-condensable gases are discharged via a vapor line ( 5 ).
- B) the pressure in the separation chamber ( 4 ) is regulated lower than it corresponds to the admission pressure of the impure steam ( 1 ), but preferably higher than it corresponds to the desired pressure in the evaporation chamber ( 3 ).
- C) the condensate collected in the separating space ( 4 ) is fed to the evaporation space ( 3 ) via a make-up line ( 6 ), the preferably higher-regulated pressure in the separating space ( 4 ) automatically guaranteeing the overflow and a make-up pump ( 7 ) only then has to be installed if, for special operational reasons, the separation chamber ( 4 ) would have to be regulated lower than the evaporation chamber ( 3 ).
- D) in the case of special demands on the purity of the steam, the condensate from the separating chamber ( 4 ) is fed before being fed into the evaporation chamber ( 3 ) through a condensate after-cleaning device ( 8 ), in which conventional methods of water treatment, e.g. B. ion exchanger, reverse osmosis, filtration, etc., the disruptive constituents are removed, the condensate being cooled by means of a heat exchanger ( 9 ) if it is a condensate cleaning device ( 8 ) which may only be operated at lower temperatures, e.g. B. ion exchanger.
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