Arbeitsweise von Rohrbündel-Verdampfern

Buss-SMS-Canzler setzt vorwiegend folgende Verdampfertypen ein:

Fallfilmverdampfer

	Abb. 1: Gleichstrom-Fallfilmverdampfer

Das Fallfilm-Prinzip erfordert eine gleichmäßige Verteilung der zulaufenden Flüssigkeit. Die gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung über den gesamten Rohrboden wird erreicht durch einen oder mehrere Verteilerböden, die in der oberen Apparatehaube integriert sind.

Unsere bewährten Verteilerelemente stellen sicher, dass die innere Oberfläche jedes einzelnen Verdampferrohres ausreichend mit Flüssigkeit beaufschlagt wird.

Der Flüssigkeitsfilm fliesst unter Einfluss der Schwerkraft durch die Rohre. Wärme wird von der Mantelseite her durch die Rohrwand transportiert und bewirkt die Verdampfung der leichter flüchtigen Fraktion aus dem Flüssigkeitsfilm. Bild 1 zeigt einen Fallfilmverdampfer als Gleichstromapparat, bei dem Dämpfe und Flüssigkeit aus dem Unterteil des Verdampfers in einen Ausdampfbehälter strömen.

Legende:
F = Zulauf
V = Dämpfe
L = Ablauf
LS = Heizdampf
SC = Heizdampfkondensat

Zwangsumlaufverdampfer

	Abb. 2: Zwangsumlaufverdampfer

Die dünne Flüssigkeit wird in den umlaufenden Flüssigkeitstrom gespeist, der von einer Pumpe durch den Wärmeaustauscher und den Ausdampfbehälter gefördert wird. Heizenergie aus dem Mantelraum überhitzt die Flüssigkeit in den Wärmetauscherohren. Im Ausdampfbehälter entspannt die Flüssigkeit und die Dämpfe trennen sich vom zirkulierenden Konzentrat.

Die hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren bewirkt einen guten Wärmedurchgangswert einerseits, erfordert aber eine nicht unerhebliche Pumparbeit andererseits. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit sorgt ausserdem für ein reduziertes Verschmutzungsverhalten der Flüssigkeit in den Rohren.

Zwangsumlaufverdampfer sind für Flüssigkeiten gut geeignet, die bei der Verdampfung Feststoffe oder Salze abscheiden.

Legende:
F = Zulauf
V = Dämpfe
L = Ablauf
LS = Heizdampf
SC = Heizdampfkondensat

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Naturumlaufverdampfer

	Abb. 3: Naturumlaufverdampfer

Beim Naturumlaufverdampfer zirkuliert die Flüssigkeit ausschliesslich aufgrund von Dichteunterschieden zwischen Flüssigkeit und Flüssigkeits-Dampfgemisch innerhalb der Verdampferrohre. Die durch die Rohrwände aufgenommene Heizenergie überhitzt die Flüssigkeit, die ihrerseits siedet, ein Zweiphasengemisch erzeugt und die Flüssigkeit zum oberen Teil des Verdampfers transportiert - das Thermosyphon - Prinzip. Für den Flüssigkeitsumlauf ist daher keine Pumpe erforderlich.

Der Naturumlaufverdampfer erfordert jedoch eine gewisse Mindesttemperaturdifferenz zwischen Heizmedium und Prozessflüssigkeit, damit Verdampfung und Flüssigkeitsumlauf gewährleistet sind.

Das Rohrbündel eines Naturumlaufverdampfers ist typischerweise mit kurzen Rohren ausgeführt.

Legende:
F = Zulauf
V = Dämpfe
L = Ablauf
LS = Heizdampf
SC = Heizdampfkondensat

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Steigrohr- oder Kletterfilmverdampfer

	Abb. 4: Steigrohr- oder Kletterfilmverdampfer

Der Steigrohr- oder Kletterfilmverdampfer arbeitet ebenfalls aufgrund von Dichtedifferenzen von Flüssigkeit und Zweiphasengemisch innerhalb der Verdampferrohre. Die Speiseflüssigkeit durchläuft eine Aufwärmzone im Unterteil des Rohrbündels bevor die Verdampfung beginnt. Nach einer gewissen Lauflänge fördern die erzeugten Dämpfe die Flüssigkeit als Film zum oberen Apparateende. Im nachgeschalteten Ausdampfbehälter trennen sich dann Dämpfe und Flüssigkeit.

Der Kletterfilmverdampfer zeichnet sich durch ein langes, schlankes Rohrbündel aus. Zum sicheren Betrieb werden grosse Temperaturdifferenzen benötigt. Die langen Verdampferrohre erlauben ein hohes Eindampfverhältnis im Durchlaufbetrieb, hier besonders für viskose und zum Schäumen neigende Flüssigkeiten.

Legende:
F = Zulauf
V = Dämpfe
L = Ablauf
LS = Heizdampf
SC = Heizdampfkondensat

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