Procédé et dispositif pour le traitement de liquides par vaporisation et condensation. La présente invention a pour objet un procédé. pour le traitement de liquides par vaporisation et condensation en utilisant une chute de température produite par un agent opérant tour<B>à</B> tour vaporisé et condensé, ce procédé consistant en ce que la vaporisation de l'agent opérant et du liquide<B>à</B> traiter est obtenue en les soumettant<B>à</B> une pression inférieure<B>à</B> la pression atmosphérique.
Einvention comprend en outre un dis positif, pour la réalisation de ce procédé, constitué par une chambre pour le liquide<B>à</B> traiter qui est en communication avec une autre chambre destinée<B>à</B> recevoir les vapeurs de ce liquide et par deux récipients, reliés entre eux par une conduite<U>où</U> est insérée une soupape régulatrice, dont un, destiné<B>à</B> contenir un agent opérant liquide, est relié avec le conduit d'aspiration d'un compresseur, et l'autre, pour contenir les vapeurs de cet agent opérant, est relié avec le conduit de compression de ce compresseur,
le tout étant établi de telle soi-te qu'il puisse se produire un échanue de chaleur entre la chambre pour le liquide<B>à</B> traiter et le récipient pour les vapeurs de l'agent opérant ainsi qu'entre la chambre pour les vapeurs du liquide<B>à</B> traiter et le récipient pour l'agent opérant liquide.
Le récipient pour contenir l'agent opérant liquide peut être de capacité plus grande que le volume de liquide qu'il doit contenir, de sorte que celui-ci présente une surface libre de grande étendue; le dégagement de ses vapeurs est alors favorisé par l'évaporation superficielle.
Le dessin annexé montre schématiquement, <B>à</B> titre d'exemple, trois formes d'exécution d'un dispositif suivant l'invention. La fig. <B>1</B> est la coupe verticale d'un dispositif pour la concen <B>'</B> tration ou pour la distillation de liquides; la fig. 2 montre en coupe verticale un appa reil de séchage, et la fig. <B>3</B> montre en coupe vertibale un autre type d'installation.
Dans la construction montrée en fig. <B>1,</B> le dispositif comprend deux chambres<B>1</B> et 2 en communication entre elles<B>à</B> travers un conduit<B>3</B> où est monté un ventilateur 4 qui engendre une pression dans la chambre<B>1</B> et une aspiration dans la chambre 2.<B>A</B> l'in térieur de la chambre<B>1</B> est logé un faisceau de tubes<B>5</B> dont les extrémités sont insérées dans des plaques<B>5'</B> qui séparent un com.- partilnent central<B>7</B> de deux compartiments d'extrémité<B>8</B> et<B>9</B> qui communiquent avec l'intérieur des tubes<B>5.</B> La chambre 2 con tient un faisceau de tubes<B>6</B> dont les ex trémités sont insérées dans des plaques<B>6'</B> qui séparent un compartiment<B>7'</B> de deux compartiments
d'extrémité<B>8'</B> et<B>9'</B> qui com muniquent avec l'intérieur des tubes<B>6.</B>
Les compartiments<B>9</B> et<B>8'</B> des chambres <B>1</B> et 2 sont reliés par un conduit<B>10</B> où est inséré un compresseur rotatif<B>11</B> capable de donner un débit élevé sous une faible dif- férence de pression.
Les compartiments<B>8</B> et<B>9'</B> communiquent entre eux<B>à</B> l'aide d'une conduite pourvue d'une vanne de réglage<B>13.</B>
Le compartiment<B>7'</B> de la chambre 2 com porte, en haut, une cloison 14 laissant une ouverture annulaire autour de chacun des tubes<B>6</B> et limitant un autre compartiment<B>15</B> où aboutit un conduit<B>16</B> pourvu d'une pompe <B>17</B> et venant du fond du compartiment<B>7'.</B> Sur le conduit<B>16</B> est branché un raccord d'introduction<B>18</B> et<B>à</B> l'intérieur de la chambre 2 est formée une chemise<B>19</B> dans laquelle peut être établie une circulation d'un fluide chaud pour élever la température au dégré voulu et compenser les pertes par radiation.
Au-dessus<B>du</B> fond du compartiment<B>7</B> de la chambre<B>1</B> est raccordé un conduit de décharge 20, et<B>à</B> ce compartiment ainsi qu'au compartiment<B>8</B> aboutissent deux branches 21 et 22 d'un tube<B>23,</B> en communication avec une soupape pneumatique (non représentée).
Le conduit 22 est raccordé avec un con duit 24.pourvu d'une vanne pour l'introduc tion du liquide opérant.
Pour mettre l'appareil en fonction, après avoir extrait l'air des compartiments<B>7</B> et<B>8</B> de la chambre<B>1 à</B> travers les conduits 22 et<B>23,</B> on introduit dans le compartiment<B>8,</B> <B>à</B> travers le conduit 24, une quantité déter minée d'un agent opérant, par exemple acide carbonique, ammoniaque, acide sulfureux, chlorure de méthyle, éther, etc. Lors du fonctionnement du compresseur<B>11</B> qui produit une aspiration dans le comparti ment<B>9,</B> le liquide opérant, qui descend dans les tubes<B>5,</B> se vaporise<B>à</B> Fintérieur de ces tubes et ses vapeurs, refoulées dans les tubes<B>6 de</B> la chambre 2, sont condensées dans ces tubes et le liquide produit s'assemble au fond du compartiment<B>9',
</B> d'où il revient au compartiment<B>8</B> en parcourant la con duite 12.
Les tubes<B>5</B> contenus dans la chambre<B>1</B> sont par<B>là</B> refroidis et les tubes<B>6</B> de la chambre 2 sont réchauffés; la différence de leurs températures peut être réglée par la man#uvre de la vanne<B>13,</B> ou en modifiant le débit du compresseur<B>11,</B> c'est-à-dire la différence de pression.
Le liquide<B>à</B> traiter est introduit<B>à</B> travers le raccord<B>18</B> d'où il passe dans le comparti ment<B>15</B> et de<B>là, à</B> travers les ouvertures annulaires entourant les différents tubes<B>6,</B> il coule sur la surface externe de ceux-ci. Par l'action de la chaleur que ces tubes reçoivent par effet de la condensation du liquide opérant<B>à</B> leur intérieur (et éventuelle ment aussi<B>à</B> cause du chauffage du liquide parcourant la chemise<B>19)</B> et<B>à</B> cause du fait que dans la chambre 2 règne une pression inférieure<B>à</B> la pression atmosphérique, une partie du liquider<B>à</B> traiter se vaporise, tandis que la partie demeurée liquide s'assemble sur le fond<B>6'</B> et est renvoyée par la pompe<B>17,</B> <B>à</B> travers le conduit<B>16,</B> dans le comparti ment<B>15.</B>
Les vapeurs dégagées dans le comparti ment<B>7'</B> sont refoulées par le ventilateur 4 dans<B>le</B> compartiment<B>7</B> où elles se conden sent en contact avec les tubes<B>5</B> refroidis par la vaporisation de l'agent opérant<B>à</B> leur intérieur et le liquide condensé- se décharge par le conduit 'LO.
Le traitement du liquide peut être effec tué<B>à</B> toute température sans que celle-ci ait une influence importante sur la quantité d'énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif.
Dans la construction montrée en fig. 2, et qui est destinée particulièrement au séchage, les faisceaux<B>de</B> tubes<B>5</B> et<B>6</B> sont remplacés par deux récipients<B>25</B> et<B>26,</B> qui peuvent aussi être formés par des tubes, reliés entre eux par un conduit<B>27</B> où est inséré le com presseur<B>Il</B> et par le conduit 12 pourvu de la vanne de réglage'<B>13.</B>
Les récipients 25 et<B>26</B> sont logés<B>à</B> l'in térieur de chambres<B>28</B> et<B>29</B> en communi cation entre elles<B>à</B> travers un conduit<B>30</B> où est monté un ventilateur 4.
Les conduits 21 et 22, aboutissant respec tivement<B>à</B> la chambre<B>28</B> et<B>à</B> la chambre<B>25</B> et raccordés, par un conduit<B>23,</B> avec une pompe pneumatique, servent<B>à</B> l'extraction de l'air, taudis que le conduit 24 sert<B>à</B> l'in troduction du liquide opérant. 20 indique le tube de décharge du liquide condensé<B>.</B> et<B>31</B> et 32 sont les ouvertures pour Fintroduction et la décharge de la matière<B>à</B> sécher.
Le fonctionnement est analogue<B>à</B> celui précédemment déerit; l'humidité ou le liquide vaporisable contenu dans la* matière intro duite dans la chambre<B>29</B> est vaporisé par l'action de la chaleur dégagée par la cou- densation du liquide opérant dans la chambre <B>26</B> et par la dépression que le ventilateur 4 crée dans la chambre<B>29;</B> ses vapeurs sont condensées dans la chambre<B>28.</B>
Dans cette application, on peut aussi opérer<B>à</B> toute température voulue en ayant recours<B>à</B> un système quelconque de chauffage ou de refroidissement.
La fig. <B>3</B> montre schématiquement un dis positif dans lequel la circulation du liquide opérant est séparée de celle du liquide<B>à</B> traiter. Dans ce cas, le cycle du liquide opérant s'effectue dans les serpentins<B>5"</B> et<B>6"</B> en communication entre eux, d'une part,<B>à</B> travers un compresseur<B>11</B> et, d'autre part, <B>à</B> travers une vanne de réglage<B>13.</B> Le ser pentin<B>5"</B> est plongé dans un récipient<B>31</B> avec lequel sont raccordés les bouts d'un serpentin<B>33</B> logé dans la chambre<B>l'</B> où s'effectue la condensation du liquide en traite ment;
le serpentin 6\* est logé dans un réci pient 32 avec lequel sont raccordés les bouts d'un serpentin 34 logé dans la chambre 2' pour la vaporisation du liquide en traitement, cette chambre 2' communiquant avec la chambre<B>l' à</B> travers un ventilateur 4'.
Dans cette installation, le liquide opérant se vaporise dans le serpentin<B>5"</B> sous l'ac tion de l'aspiration produite par le compres seur<B>11,</B> et ses vapeurs sont refoulées par ce compresseur dans le serpentin<B>6"</B> où elles se condensent # le liquide condensé revient au serpentin<B>5" à</B> travers la vanne de réglage<B>13.</B> Le liquide circulant dans le récipient<B>31</B> et dans le serpentin<B>33</B> et qui est refroidi par effet de l'évaporation du liquide opérant, donne lieu, dans la chambre<B>1',
</B> au refroi dissement destiné.<B>à</B> provoquer la condensa tion des vape'urs du liquide en traitement taudis que le liquide circulant dans la chambre <B>32</B> et dans le serpentin 34 transporte dans la chambre 2' la chaleur dégagée par la con densation du liquide opérant dans le serpen tin<B>6".</B> Par l'action de cette chaleur et<B>à</B> cause du fait que dans la chambre 2' règne une pression inférieure<B>à</B> la pression-atmos- phérique, le liquide<B>à</B> traiter se vaporise dans cette chambre et ses vapeurs sont refoulées, par le ventilateur 4', dans la chambre<B>l'</B> où elles sont condensées.
La disposition des différents éléments de l'installation peut être changée, par exemple chacun des récipients<B>31</B> ou<B>32</B> peut fournir le liquide<B>à</B> plusieurs serpentins comme 33 et 34 respectivement, de façon que l'instal lation 5"-11-6" Peut servir<B>à</B> un certain nombre d'appareils 2'-4'-1' destinés<B>à</B> effec- tuer les traitements voulus.
Le choix de- l'agent opérant dépend de la température normale de régime la mieux appropriée au traitement du liquide oui de la matière qu'on a en vue, afin de pouvoir travailler dans de bonnes conditions de. pres sion dans les chambres occupées par l'agent opérant. Le rapport entre les débits des com presseurs ou ventilateurs agissant sur la matière traitée et sur l'agent opérant dépend du rapport entre la chaleur de vaporisation du liquide opérant et celle du liquide en traitement.
Dans toutes les constructions décrites, le <B>cycle</B> effectué par l'agent opérant est le même que dans une installation pour la production de froid, mais la différence de température entre le condenseur et le vaporisateur est petite par rapport<B>à,</B> celle existant dans les installations frigorifiques (elle peut être limitée <B>à</B> quelques degrés seulement) et le travail du- compresseur est limité<B>à</B> vaincre une faible pression.
Method and device for the treatment of liquids by vaporization and condensation. The present invention relates to a process. for the treatment of liquids by vaporization and condensation using a temperature drop produced by an agent operating in a vaporized and condensed turn <B> to </B> tower, this process consisting in that the vaporization of the operating agent and of the liquid <B> to </B> process is obtained by subjecting them <B> to </B> a pressure less <B> than </B> atmospheric pressure.
The invention further comprises a positive device, for carrying out this process, consisting of a chamber for the liquid <B> to </B> to be treated which is in communication with another chamber intended <B> to </B> receive the vapors of this liquid and by two receptacles, linked together by a pipe <U> where </U> is inserted a regulating valve, one of which, intended <B> to </B> contain a liquid operating agent, is connected with the suction duct of a compressor, and the other, to contain the vapors of this operating agent, is connected with the compression duct of this compressor,
the whole being established in such a way that a heat exchange can occur between the chamber for the liquid <B> to </B> to be treated and the container for the vapors of the operating agent as well as between the chamber for the vapors of the liquid <B> to </B> to be treated and the container for the liquid operating agent.
The container for containing the liquid operating agent can be of greater capacity than the volume of liquid which it must contain, so that the latter has a free surface of large extent; the release of its vapors is then favored by surface evaporation.
The appended drawing shows schematically, <B> to </B> by way of example, three embodiments of a device according to the invention. Fig. <B> 1 </B> is the vertical section of a device for the <B> '</B> tration or for the distillation of liquids; fig. 2 shows in vertical section a drying apparatus, and FIG. <B> 3 </B> shows in vertical section another type of installation.
In the construction shown in fig. <B> 1, </B> the device comprises two chambers <B> 1 </B> and 2 in communication with each other <B> through </B> through a conduit <B> 3 </B> where is mounted a fan 4 which generates pressure in chamber <B> 1 </B> and suction in chamber 2. <B> A </B> the interior of chamber <B> 1 </B> is housed a bundle of tubes <B> 5 </B> whose ends are inserted in plates <B> 5 '</B> which separate a central com.- partilnent <B> 7 </B> from two compartments of 'end <B> 8 </B> and <B> 9 </B> which communicate with the interior of the tubes <B> 5. </B> Chamber 2 contains a bundle of tubes <B> 6 < / B> the ends of which are inserted in <B> 6 '</B> plates which separate a <B> 7' </B> compartment from two compartments
end <B> 8 '</B> and <B> 9' </B> which com municate with the inside of the tubes <B> 6. </B>
The compartments <B> 9 </B> and <B> 8 '</B> of chambers <B> 1 </B> and 2 are connected by a pipe <B> 10 </B> where a compressor is inserted rotary <B> 11 </B> capable of giving a high flow rate at a low pressure difference.
The <B> 8 </B> and <B> 9 '</B> compartments communicate with each other <B> to </B> by means of a pipe fitted with a control valve <B> 13. </B>
The <B> 7 '</B> compartment of chamber 2 com carries, at the top, a partition 14 leaving an annular opening around each of the tubes <B> 6 </B> and limiting another compartment <B> 15 </B> where a pipe <B> 16 </B> fitted with a pump <B> 17 </B> and coming from the bottom of the compartment <B> 7 'ends. </B> On the pipe <B > 16 </B> is connected an introduction fitting <B> 18 </B> and <B> to </B> inside the chamber 2 is formed a jacket <B> 19 </B> in which can be established a circulation of a hot fluid to raise the temperature to the desired degree and compensate for radiation losses.
Above <B> the </B> bottom of compartment <B> 7 </B> of chamber <B> 1 </B> is connected a discharge pipe 20, and <B> to </B> this compartment as well as the compartment <B> 8 </B> lead to two branches 21 and 22 of a tube <B> 23, </B> in communication with a pneumatic valve (not shown).
The duct 22 is connected with a duct 24.provided with a valve for the introduction of the operating liquid.
To turn on the appliance, after extracting the air from compartments <B> 7 </B> and <B> 8 </B> of chamber <B> 1 to </B> through ducts 22 and <B> 23, </B> is introduced into the compartment <B> 8, </B> <B> to </B> through the line 24, a determined quantity of an operating agent, for example carbonic acid , ammonia, sulfurous acid, methyl chloride, ether, etc. During the operation of the compressor <B> 11 </B> which produces a suction in the compartment <B> 9, </B> the operating liquid, which descends in the tubes <B> 5, </B> vaporizes <B> inside </B> the interior of these tubes and its vapors, discharged into the tubes <B> 6 of </B> chamber 2, are condensed in these tubes and the liquid produced collects at the bottom of the compartment < B> 9 ',
</B> from where it returns to compartment <B> 8 </B> by going through conduit 12.
The tubes <B> 5 </B> contained in chamber <B> 1 </B> are <B> there </B> cooled and the tubes <B> 6 </B> in chamber 2 are reheated ; the difference in their temperatures can be regulated by operating the valve <B> 13, </B> or by modifying the flow rate of the compressor <B> 11, </B> that is to say the difference pressure.
The liquid <B> to </B> to be treated is introduced <B> to </B> through the connection <B> 18 </B> from where it passes into the compartment <B> 15 </B> and from <B> there, through </B> the annular openings surrounding the various tubes <B> 6, </B> it flows on the external surface thereof. By the action of the heat that these tubes receive by effect of the condensation of the liquid operating <B> inside </B> their interior (and possibly also <B> to </B> because of the heating of the liquid passing through the jacket <B> 19) </B> and <B> to </B> because of the fact that in chamber 2 there is a pressure lower <B> than </B> atmospheric pressure, part of the liquid <B> at </B> treat vaporizes, while the remaining liquid part collects on the bottom <B> 6 '</B> and is returned by pump <B> 17, </B> <B> to </ B> through duct <B> 16, </B> in compartment <B> 15. </B>
The vapors given off in the <B> 7 '</B> compartment are forced by the fan 4 into <B> the </B> compartment <B> 7 </B> where they condense in contact with the tubes <B> 5 </B> cooled by the vaporization of the agent operating <B> inside </B> their interior and the condensed liquid is discharged through the 'LO.
The treatment of the liquid can be carried out <B> at </B> any temperature without this having a significant influence on the quantity of energy necessary for the operation of the device.
In the construction shown in fig. 2, and which is intended particularly for drying, the bundles <B> of </B> tubes <B> 5 </B> and <B> 6 </B> are replaced by two containers <B> 25 </ B > and <B> 26, </B> which can also be formed by tubes, interconnected by a conduit <B> 27 </B> where the compressor <B> Il </B> is inserted and by the pipe 12 provided with the adjustment valve '<B> 13. </B>
The receptacles 25 and <B> 26 </B> are housed <B> inside </B> inside chambers <B> 28 </B> and <B> 29 </B> in communication between them <B> to </B> through a <B> 30 </B> duct where a fan is mounted 4.
Ducts 21 and 22, respectively terminating <B> in </B> chamber <B> 28 </B> and <B> in </B> chamber <B> 25 </B> and connected, by a duct <B> 23, </B> with a pneumatic pump, are used <B> for </B> the extraction of the air, slums that the duct 24 is used <B> for </B> the in troduction of the operating liquid. 20 indicates the condensed liquid discharge tube <B>. </B> and <B> 31 </B> and 32 are the openings for the introduction and discharge of the material <B> to </B> to be dried.
The operation is similar <B> to </B> that previously deerit; the moisture or vaporizable liquid contained in the * material introduced into the chamber <B> 29 </B> is vaporized by the action of the heat given off by the coupling of the liquid operating in the chamber <B> 26 </B> and by the depression created by fan 4 in chamber <B> 29; </B> its vapors are condensed in chamber <B> 28. </B>
In this application, it is also possible to operate <B> at </B> any desired temperature by resorting to <B> </B> any heating or cooling system.
Fig. <B> 3 </B> shows schematically a positive device in which the circulation of the operating liquid is separated from that of the liquid <B> to </B> to be treated. In this case, the cycle of the operating liquid is carried out in the coils <B> 5 "</B> and <B> 6" </B> in communication with each other, on the one hand, <B> to </ B> through a compressor <B> 11 </B> and, on the other hand, <B> to </B> through a control valve <B> 13. </B> The ser pentin <B> 5 " </B> is immersed in a container <B> 31 </B> with which are connected the ends of a coil <B> 33 </B> housed in the chamber <B> l '</B> where s 'performs the condensation of the liquid being treated;
the coil 6 \ * is housed in a receptacle 32 with which are connected the ends of a coil 34 housed in the chamber 2 'for vaporization of the liquid being treated, this chamber 2' communicating with the chamber <B> the to </B> through a 4 'fan.
In this installation, the operating liquid vaporizes in the coil <B> 5 "</B> under the action of the suction produced by the compressor <B> 11, </B> and its vapors are discharged by this compressor into the <B> 6 "</B> coil where they condense # the condensed liquid returns to the <B> 5" coil at </B> through the control valve <B> 13. </B> The liquid circulating in the receptacle <B> 31 </B> and in the coil <B> 33 </B> and which is cooled by the effect of the evaporation of the operating liquid, gives rise, in the chamber <B> 1 ' ,
</B> for cooling intended. <B> to </B> cause the condensa tion of the vapors of the liquid in slum treatment that the liquid circulating in the chamber <B> 32 </B> and in the coil 34 transports into chamber 2 'the heat released by the condensation of the liquid operating in the <B> 6 "serpen tin. </B> By the action of this heat and <B> to </B> because of the fact that in chamber 2 'there is a pressure less than <B> than </B> atmospheric pressure, the liquid <B> to </B> to be treated vaporizes in this chamber and its vapors are discharged, by the fan 4 ', in the <B> l' </B> chamber where they are condensed.
The arrangement of the different elements of the installation can be changed, for example each of the <B> 31 </B> or <B> 32 </B> receptacles can supply the liquid <B> to </B> several coils as 33 and 34 respectively, so that the installation 5 "-11-6" Can be used <B> for </B> a certain number of 2'-4'-1 'devices intended for <B> </ B> carry out the desired treatments.
The choice of the operating agent depends on the normal operating temperature best suited to the treatment of the liquid or the material that is in sight, in order to be able to work under good conditions. pressure in the rooms occupied by the operating agent. The ratio between the flow rates of the compressors or fans acting on the material treated and on the operating agent depends on the ratio between the heat of vaporization of the operating liquid and that of the liquid being treated.
In all the constructions described, the <B> cycle </B> carried out by the operating agent is the same as in an installation for the production of cold, but the temperature difference between the condenser and the vaporizer is small compared to < B> to, </B> that existing in refrigeration installations (it can be limited <B> to </B> a few degrees only) and the work of the compressor is limited <B> to </B> overcoming a weak pressure.