Wärmeblechwärmetauscher als Fallfilm- oder Thermosiphonverdampfer

Dieses Kapitel befasst sich mit der Anwendung von Wärmeblechwärmeaustauschern (Pillow-Plate Heat Exchanger, PPHE) als Fallfilmverdampfer oder Thermosiphonverdampfer. In Fallfilmverdampfern fließt ein dünner, durch die Schwerkraft angetriebener Flüssigkeitsfilm an der Außenseite eines vertikalen Wärmeblechs nach unten. Um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten und eine thermische Belastung des Produkts zu vermeiden, ist eine vollständige Benetzung der Oberfläche erforderlich. Es werden Mindestbenetzungsraten angegeben, die eine ausgeprägte Hysterese bei der Be- und Entfeuchtung aufweisen. Thermosiphonverdampfer sind in der Prozessindustrie am weitesten verbreitet. Ihr Funktionsprinzip beruht auf dem Dichteunterschied zwischen dem einphasigen Flüssigkeitszulauf und dem zweiphasigen Dampf-Flüssigkeits-Gemisch im Verdampfer. Beim PPHE findet die Verdampfung in den Kanälen zwischen den Wärmeblechen statt, während das heiße Betriebsmedium, kondensierender Wasserdampf oder Heizöl, innerhalb des Wärmeblechs fließt. PPHE haben ein breites Betriebsfenster und einen sehr stabilen Betrieb. Sie können bis zu einem Gesamtdruck von 100 mbar abs und einer Gesamttemperaturdifferenz von 5 K eingesetzt werden. Die thermische Auslegung erfolgt bei beiden Verdampfertypen nach dem bewährten Konzept der dimensionslosen Zahlen.