CZ252699A3

CZ252699A3 - Způsob destilace se sníženým zanášením

Info

Publication number: CZ252699A3
Application number: CZ19992526A
Authority: CZ
Inventors: Steve Kresnyak; Minoo Razzaghi; Robert Spiering
Original assignee: Aqua Pure Ventures Inc.
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2000-08-16
Also published as: PL334682A1; CN1243449A; CA2274258A1; HK1025061A1; AU741195B2; PT963225E; NZ336165A; SK95499A3; ID23815A; JP2001501868A; ES2221145T3; DE69824154D1; EP0963225B1; ATE267634T1; CA2274258C; CZ296037B6; EP0963225A1; JP3526582B2; BR9806849B1; PL190692B1

Description

Způsob destilace se sníženým zanášením

Oblast techniky

Předložený vynález se orientuje na nanejvýš účinný proces destilace vody a zařízeni pro něj a zejména se předložený vynález orientuje na vysoce účinný proces destilace vody, který minimalizuje znečistění a tvoření kotelního kamene provozního zařízení po dlouhé doby funkce.

Dosavadní stav techniky

Obecně řečeno, je destilace vody vysoce účinný způsob odpařování čistého destilátu vody a regenerování koncentrované kapaliny obsahující velké množství netěkavých složek. Tento způsob zpracování může být účinný prostředek pro znovuzískání úplně čisté vody ze znečistěných zdrojů. Avšak způsoby destilace vody mají typicky několik problémů, z nichž neposlední může být znečistění nebo pokrývání zařízení kotelním kamenem, to jest minerálními nebo dalšími složkami z kapaliny, která se destiluje. Společné složkykotelního kamene sestávají z vápníku, hořčíku a křemíku. Znečistění nebo ve větším rozsahu tvoření kotelního kamene na površích přenášejících teplo mají škodlivý účinek na kapacitu součástek přenášejících teplo, což způsobuje to, že se běžné způsoby destilace stávají neoperabilní.

Další společný problém u typických procesů destilace je to, že vyžadují vysoký energetický příkon. Bez nějakého prostředku pro účinné znovuzískávání příkonové energie je požadovaná energie ekvivalentní latentnímu teplu odpařování vody při daném poměru tlak/teplota. Destilace vody není za této podmínky komerčně schůdná pro aplikace ozdravování vody.

Metodologie stavu techniky orientovaná na předloženou technologii byla naznačena v patentu US č. 4,566,947 a francouzském patentu č. 2,482,979. Tyto odkazy jsou obecná

doporučení na odstraňování nečistot destilací nebo jinými technikami čištění a neurčují problémy, které se řeší předloženým vynálezem.

Aby se překonaly problémy při běžných způsobech destilace, musí se uvážit několik proměnných aspektů. Následující tři rovnice popisují základní vztahy přenosu

.a uvnitř systému destilace	vody:
Q(total)	= U* A* LMTD	(1)
Q(sensible heat)	= mCP(Tl-T2)	(2)
Q(latent heat)	= m*L	(3) ,
kde

Q = množství předávaného tepla (BTU hr”¹)

U = celkový koeficient přestupu tepla nebo schopnost systému předávat teplo (BTU hr^-1 ft^-2 F”¹)

A = plocha povrchu přestupu tepla (ft²)

LMTD = logaritmický střední teplotní rozdíl nebo tepelný pohon systému (F) m = hmotnostní průtok tekutiny v kapalném stavu nebo ve stavu páry (lb hr^-1)

Cp = měrné teplo tekutiny (BTU hr^-1 F”¹)

Tl,T2 = teplota tekutiny vstupující nebo vystupující ze systému (F)

L = skupenské teplo odpařování nebo kondenzace (BTU lb¹) .

Abychom dostali efektivní systém destilace, musí se množství tepla vyměněného a rekuperovaného, Q, vyjádřeného výše uvedenými rovnicemi maximalizovat, zatímco současně je třeba se řídit praktickými mezemi zbývajících proměnných a zabránění tvorbě kotelního kamene a znečistění. Pro danou tekutinu a dynamiku tekutin uvnitř daného zařízení na výměnu tepla jsou relativně neměnné proměnné U, Cp a L. Proto se musí brát pečlivě zřetel na proměnné A, QA¹, LMTD, m a T1+T2, aby se překonaly problémy spojené s destilací znečistěné vody.

- 3 Aby se zcela překonaly problémy, které se týkají destilování znečistěné vody a eliminace tvorby kotelního kamene, musejí se kromě základních rovnic uvedených výše uvážit i další podstatné faktory:

- rychlost, kterou se teplo předává uvnitř destilačního systému známá jako tepelný tok QA¹ (Btu hr¹ ft”²)

- hladina nečistot v koncentrátu,

- konečný bod varu koncentrátu vztahující se k teplotě nasycení proudu páry,

- stupeň přesycení a hladina srážení koncentrátu a

- hladina odpaření odpařovacího proudu.

Do nástupu předloženého vynálezu nemohlo být po dlouhou nepřetržitou dobu realizováno maximalizování množství tepla převáděného a rekuperovaného v procesu destilace vody bez tendence k usazování a tvoření kotelního kamene.

Byl vyvinut způsob, který je jak energeticky efektivní, tak i eliminuje problémy s tvorbou kotelního kamene, na které se naráželo při destilaci znečistěné vody kontaminované kromě jiného organickými látkami, anorganickými látkami a kovy.

Průmyslová využitelnost

Předložený vynález je využitelný pro techniku destilace.

Podstata vynálezu

Vynález se zakládá na úzkém vztahu dvou rozdílných koncepcí, z nichž obě byly naznačeny výše jednotlivě ve stavu techniky, avšak které nebyly jedinečně sestaveny s tím kombinovaným účinkem, který skončil předloženým vynálezem. Bylo zjištěno, že se použitím běžného parního rekompresního okruhu spolu s jedinečně sestaveným běžným okruhem rekuperace a převodu tepla s nuceným oběhem mohou získat velmi žádoucí účinky ve smyslu maximalizace přenosu tepla a zajištění požadovaného běžného okruhu s nuceným oběhem, • · 9 9 · 9 9 9 ·· • · · · 9 ♦ 9 9 * · · · • · 9 · 9 9 9 9 9 • 9 999 9999

9999 999 99 999 99 99 které nevedou k vytváření kotelního kamene ve výměnících, na což lze typicky narazit při provádění standardních postupů destilace.

Jedním cílem předloženého vynálezu je zajistit zlepšený účinný způsob destilace vody obsahující organické látky, anorganické látky, kovy nebo jiné znečisťující sloučeniny s výsledkem, jímž je vyčištěná frakce vody zbavená znečisťujících látek, která navíc nemá za následek jakékoli tvoření kotelního kamene v destilačním zařízení.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit způsob odstraňování nečistot z proudu přívodní tekutiny obsahující nečistoty, který využívá vařákový výměník a vytápěný odlučovač, vyznačující se tím, že způsob zahrnuje kroky:

a) vytvoření přívodního proudu,

b) ohřátí přívodního proudu v prvním kroku alespoň pro částečné odstranění některých z nečistot z přívodního proudu a znovuzískání energie z koncentrátu a destilátu vytvořených z ohřátí,

c) ohřátí přívodního proudu v druhém ohřívacím kroku ve vytápěném odlučovači, aby se vytvořila parní frakce a koncentrovaná kapalná frakce nečistot,

d) zkomprimování parní frakce z kroku c) pro vytvoření < teplotního rozdílu ve vařákovém výměníku,

e) propuštění parní frakce do styku s vařákovým výměníkem, aby se zajistil kondenzovaný destilát z vařákového výměníku,

f) cirkulace alespoň části koncentrátu vařákovým výměníkem a vytápěným odlučovačem pro zajištění poměru cirkulující hmoty k hmotě páry kolem 300 ku těsně kolem 2 a

g) sbírání zkondenzovaného destilátu bez nečistot pro zahranění vytváření kotelního kamene a znečistění vyhřívaných povrchů vařákového výměníku a vytápěného odlučovače.

Bylo zjištěno, že přesným řízením poměru cirkulující hmoty v rozsahu méně než 300 k přibližně 2 krát hmotě parní frakce, která je zkomprimovaná, se může realizovat několik požadovaných výhod:

1. Koncentrát cirkulující přes odpařovací stranu vařáku bude obsahovat přesně regulovanou parní frakci poblíž 1 % až 50 % hmoty cirkulujícího koncentrátu;

2. Přesným regulováním této parní frakce zbývá růst teploty cirkulujícího koncentrátu velmi nízký (kolem 1 F) a chladné teplosměnné povrchy zůstávají zvlhlé při teplotě poblíž teploty cirkulující tekutiny. Toto snižuje riziko znečistění těchto povrchů.

3. S touto regulovanou nízkou parní frakcí se koncentrovaná tekutina uvnitř výměníku podrobuje přídavnému lokalizovanému koncentračnímu faktoru menšímu než 1,1, což anuluje lokalizované srážení sloučenin kotelního kamene.

4. Protože se parní frakce zvětšuje a koncentrační faktor zvětšuje při průchodu vařákem, rostou značně proudové rychlosti a tak snižují riziko usazování.

5. Připuštěním regulované parní frakce v odpařovací tekutině se může přes prostředek skupenského tepla realizovat značný přenos tepla bez tvorby kotelního kamene.

6. Protože teplotní růst odpařovací strany vařáku se udržuje velmi nízký, udržuje se LMTD vařáku a tím se zachovává velmi nízká kompresní energie.

7. Nastavením tepelného toku se uchovává teplota zvlhlých povrchů pro kondenzování a odpařování poblíž teploty podmínky nasyceného proudu. Typ odzkoušeného odpařování bude sahat od primárně zesíleného proudění ke stabilnímu jádrovému odpařování zvlhlých povrchů.

Jedním cílem tohoto vynálezu je poskytnout způsob odstraňování nečistot z přívodního proudu obsahujícího • ·

nečistoty použitím vytápěného odlučovače a výměníku tepla a zabránění usazování a tvorbě kotelního kamene na odlučovači a výměníku tepla, který je charakterizovaný tím, že způsob zahrnuje:

a) vytvoření parní frakce přívodního proudu vystaveného vytopenému odlučovači zbavené v podstatě nečistot a oddělené frakce, která má koncentrované nečistoty;

b) zkomprimování parní frakce, aby se zvýšila teplota frakce, která má nečistoty, nad teplotu vytápěného odlučovače;

c) přijití parní frakce do styku s výměníkem tepla pro vytvoření kondenzovaného destilátu a

d) udržování topných povrchů vytápěného odlučovače a výměníku tepla alespoň ve styku s frakcí koncentrovaných nečistot nepřetržitým cirkulováním této frakce přes odlučovač a výměník tepla v poměru cirkulující hmoty k hmotě páry kolem 300 ku přibližně 2 pro zabránění tvorby kotelního kamene a zanášení topných povrchů.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit způsob odstraňování nečistot z napájecího proudu tekutiny obsahující vyprchatelné i nevyprchatelné nečistoty, který využívá vařákový výměník a vytápěný odlučovač a který je charakteristický tím, že způsob zahrnuje kroky:

a) zajištění přívodního proudu;

b) ohřátí tohoto napájecího proudu v prvním kroku pro alespoň částečné odstranění některých z nečistot z napájecího proudu a znovuzískání energie z koncentrátu a destilátu vytvořených při ohřátí;

c) ohřátí přívodního proudu v druhém ohřívacím kroku ve vytápěném odlučovači pro vytvoření parní frakce a frakce koncentrovaných kapalných nečistot;

d) propouštění parní frakce přes destilační kolonu, přičemž je ve styku se zpětným tokem destilátu opravné frakce;

- Ί -

e) zkomprimování parní frakce pro vytvoření teplotního rozdílu ve vařákovém výměníku;

f) propuštění parní frakce do styku s vařákovým výměníkem pro zajištění kondenzovaného destilátu z vařákového výměníku;

g) recirkulování části kondenzovaného destilátu k destilační koloně jako zpětný tok destilátu;

h) cirkulování alespoň části koncentrátu přes vařákový výměník a vytápěný odlučovač pro zajištění poměru cirkulující hmoty ke hmotě páry kolem 300 ku přibližně kolem 2 a

i) sbírání zkondenzovaného destilátu v podstatě zbaveného nečistot.

Vzhledem k zařízení je ještě dalším cílem předloženého vynálezu poskytnout zařízení na úpravu tekutiny na upravování napájecího proudu, který obsahuje alespoň jednu nečistotu, pro vytvoření výtoku zbaveného zmíněné alespoň jedné nečistoty, které je charakterizované tím, že zařízení zahrnuje v kombinaci:

prostředek na rekompresi páry, který zahrnuje první ohřívací prostředek pro ohřívání přívodního proudu, prostředek vytápěného odlučovače v tekutinovém spojení s * prvním ohřívacím prostředekm pro vytvoření parní frakce a koncentrované frakce, kompresorový prostředek pro komrimování parní frakce, prostředek výměníku tepla v tekutinovém spojení s kompresorovým prostředekm pro znovuzískání latentního tepla ze zkondenzované páry a okruh s nuceným oběhem zahrnující: čerpací prostředek, prostředek výměníku tepla, přičemž čerpací prostředek je v tekutinovém spojení mezi prostředkem vytápěného odlučovače a výměníkovým prostředekm, prostředek tekutinového spojení mezi prostředkem • · ·· výměníku tepla a prostředkem vytápěného odlučovače vytvářející okruh s nuceným oběhem, čerpací prostředek pro volitelné obměňování rychlosti cirkulace tekutiny výměníkovým prostředkem pro volitelné obměňování množství parní frakce přes výměníkový prostředek.

Všeobecně se u jednoho možného provedení destilovaná voda odpařuje a provádí se přes síťovou vložku pro odstranění jakékoli strhávané vody před vstupem do kompresoru. Kompresor zvyšuje tlak a teplotu proudu páry nad tlak a teplotu vytápěného odlučovače, aby umožnil účinný přestup tepla přes vařákový výměník tepla. Proud páry následně vstupuje do vařáku, kde se zbavuje přehřátí a kondenzuje na destilát. Energie tepla se převádí na cirkulující koncentrát z vytápěného odlučovače, kde se způsobem regulace hmoty cirkulujícího koncentrátu k proudu páry na rozsah méně než 300 ku přibližně 2, méně než 50 % páry, přesněji méně než 10 %, vytváří pára v cirkulujícím proudu koncentrátu. Tato parní fáze absorbuje předávané teplo skupenským teplem odpařování, zatímco současně nedovoluje, aby zvýšení teploty cirkulujícího koncentrátu stouplo výše než kolem 1 F. Čistá destilovaná voda o kondenzační teplotě a tlaku prochází přes předehřívač, aby se znovu získala podstatná část tepla systému pro vstupující přívodní proud. Současně se část proudu koncentrátu odstraňuje z vytápěného odlučovače pro regulaci požadované koncentrace nečistot. Tento se odkalovací proud koncentrátu o teplotě a tlaku vytápěného odlučovače provádí přídavným předehřívačem, aby se zbývající podstatná tepelná energie odevzdala přívodnímu proudu. Pro odstranění nebo pojmutí nečistot během operace destilace se mohou použít jako způsoby periodických nebo kontinuálních procesů přídavné předupravující nebo poupravující techniky, postupy regulace pH se mohou použít pro ionizování těkavých složek nebo upravování podmínek rozpustnosti v koncentrátu, aby se dále zlepšil závislý proces destilace.

Znovu ziskaná destilovaná voda se může regulovat na úroveň čistoty a úroveň teploty, což dovoluje, aby byla znovu použita jako procesní voda, znovu se použila jako destilovaná voda nebo se vypustila do přírodních vodních zdrojů, přičemž prakticky vyhovuje nebo překračuje všechny standardy životního prostředí na kvalitu vody.

Co do šíře tohoto procesu, týž postup by se mohl snadno použít pro dekontaminaci průmyslově upravené vody, jako je voda v rafinerii, průmyslu petrochemickém, celulózy a papíru, potravinářském, báňském, samohybné nebo jiné přepravy a výroby. Navíc se předvídají aplikace pro vodu vylouhovanou ze zavážek, odsolování, zlepšování spodní vody, čištění studniční vody, zlepšování kalojemů, znovuzískáni vody z ropných polí a také výroby jakékoli formy napájecí vody výměníku a koncentrování zhodnotítelných složek ze zředěných proudů. Tento výčet není v žádném případě vyčerpávající, nýbrž slouží spíše za příklad.

Majíc takto vynález popsaný, bude nyní proveden odkaz na připojené výkresy, které ilustrují výhodná provedení.

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 je schematické vyobrazení celého procesu podle jednoho provedení popsaného vynálezu.

Obrázek 2 je alternativní provedení z obrázku 1.

Obrázek 3 je další alternativní provedení z obrázku 1.

Obrázek 4 znázorňuje ve schematické formě typické tlakové a teplotní podmínky kolem složek odpařování.

Obrázek 5 je křivka procesu kondenzace/odpařování pro vařákový výměník systému.

Obrázek 6 znázorňuje schéma proudového pole desky vařáku/desce výměníku tepla.

Obrázek 7 je diagram znázorňující úroveň odpařování ve vařáku, která se vyskytuje v cirkulující tekutině, pokud jde • φ φ · · φ «φ ·Φ •••φ φφφφ «φφφ φφ φφφ φ φ φ « • φφφφ φφφφφφ φ φ ·Φ· φφφφ φφφφ φφφ φφ φφφ φφ φφ ο poměr hmoty cirkulující tekutiny k hmotě páry.

Obrázek 8 je diagram zobrazující výsledný vliv lokalizované koncentrace ve vařáku s měnícími se frakcemi Páry.

Obrázek 9 je diagram, který ukazuje zkušební údaje získané z řídící části destilační jednotky.

Stejná čísla používaná v textu označují stejné elementy.

Způsoby uskutečnění vynálezu

Nyní je s odvoláním na obrázek 1 ukázaný jeden příklad provedení předloženého vynálezu.

Přívodní proud kontaminované vody označený obecně číslem 10 se zavádí do stupně předběžné úpravy označeného obecně 12 pro odstraňování nerozpustných látek, těkavých látek a/nebo provádění dalších pH nebo upravujících kroků pro upravení přívodního proudu 10. Těkavé složky se odvětrávají z přívodního proudu ve 14, zatímco méně těkavé složky se z přívodního proudu vypouštějí v 16. Předběžně upravený přívodní proud, který vystupuje z 12, se pak provádí do předehřívače 18, aby se zvýšila teplota přívodního proudu pro zvětšení rekuperace podstatného tepla před zavedením do vytápěného odlučovače 20. Přívodní proud může být rozdělený na několik proudů a přiváděný přes další sekundární předehřívače pro rekuperaci podstatného tepla, aby maximalizoval celý rekuperační potenciál jednotky. Takováto uspořádání budou oceněna odborníky v oboru. Několikanásobné předehřívače mohou být sestaveny jako jednotlivý víceakční předehřívač nebo samostatné jednotky, jak je označeno 18 a

22. Oddělené přívodní proudy se před tím, než vstupují do vytápěného odlučovače 20, znovu míchají a ohřívají na teploty blízké vytápěnému odlučovači. Pokud je to žádoucí, může se přívodní proud také zavést do proudu s nuceným oběhem, aby se ve vařáku vytvořil efekt lokálního zředění. Vytápěný odlučovač může zahrnovat jednotku několikanásobného • · · · • · · · · · « ♦ · · «· * · » ·«

- 11 odlučování, jako je cyklónový odlučovač. Spodní sekce označená obecně číslicí 22 má cyklónové působení pro zastavení pevného materiálu v koncentrátu a vypouštění, na což se odkazuje jako na odkalování nebo koncentrování, jak je označeno čárou 24. Rychlost odkalování 24, souvislá nebo periodická, reguluje koncentraci složek ve vytápěném odlučovači 20 a tím reguluje stupeň nasycení koncentrátu, stupeň přesycení, následné srážení tuhých látek a teplotu varu ve vytápěném odlučovači 20. Odkal 24 o teplotě vytápěného odlučovače 20 se vede přes sekundární předehřívač 26 pro regeneraci tepla na přívodní proud přes potrubí 28. Proud 24 odkalu se redukuje na teplotu v rozmezí kolem 3 F, aby se přiblížila přívodnímu proudu ve 22.

Horní sekce vytápěného odlučovače 20, která obsahuje nejvíce nasycený výpar páry, je věnovaná separaci páry/kapaliny a může obsahovat takové znaky, jako neznázorněnou síťovou vložku pro spojení kapek kapaliny z odparu páry. Výpar opouštějící vytápěný odlučovač 20 a obecně označený čarou 30 představuje ekologicky kvalitní destilát a v závislosti na složkách přítomných v přívodním proudu může obsahovat pitnou vodu nebo kvalitní napájecí vodu kotle. Odpař se převádí do kompresoru 32, aby se zvýšil tlak a teplota proudu odparu nad tlak a teplotu vytápěného odlučovače 20. Proud odparu může být pod jakýmkoli tlakem, když opouští vytápěný odlučovač, včetně vakua. Tento odpař se primárně sytí za podmínek vytápěného odlučovače 20, avšak může se stát přesycený, když koncentrát obsahuje složky o dostatečné koncentraci, aby zvýšily bod varu odparu. Toto pojetí je známé jako zvyšování bodu varu nebo BPR a jetřeba mu rozumět tak, že se stlačení může vhodně kompenzovat. Přídavná energie dodaná proudu odparu zakládá požadovaný LMTD nebo tepelný pohon nezbytný pro provedení převodu tepla ve vařákovém výměníku tepla označeném obecně číslicí 34.

Kompresor nebo dmychadlo označené číslicí 32 může být

• · · · · 4 4 4

4444 444 44 444 44 44 jakýkoli prostředek známý odborníkům ve stavu techniky, který může indukovat kolem 3 až 10 psi směrovaných do odparu a uvolňovat požadovanou úroveň hmoty odparu. Aktuální tlaková výška požadovaná od kompresoru 32 se specificky stanovuje pro každou jednotku podmínkami odpařování ve vytápěném odlučovači 20 a požadovaný LMTD pro vařák 34. Odpař opouštějící kompresor 32 je zejména přehřátá pára. Stupeň přehřátí je závislý na výtlačném tlaku a účinnosti kompresorového prostředku 32.

Vařákový výměník 34 funguje tak, že kondenzuje komprimovaný odpař obdržený z kompresoru 32 a odvádí destilát z vařáku 34 přes jímku kondenzátu označenou číslicí 36. Tento krok zachycuje přehřáté a skupehské teplo proudu odparu a přijímá jej prostřednictvím teplotního ataku do cirkulujícího proudu koncentrátu označeného číslicí 38. Destilát akumulovaný v jímce 36 je obecně nasycená kapalina za podmínek specifické teploty a tlaku. Přídavné citelné teplo obsažené v destilátu se znovu získává provedením horkého destilátu za použití čerpadla 40 zpět přes předehřívač 18, kde se vystupující proud ochlazuje asi na 3 F ve vstupujícím přívodním proudu z 12.

Bylo zjištěno, že použitím oběhového čerpadla 42 koncentrátu pro cirkulaci předepsaného množství koncentrátu z vytápěného odlučovače 20 přes vařákový výměník 34 se mohou realizovat významné výsledky bez rizika bez znečistění nebo pokrývání povrchů výměníku kotelním kamenem. Velikost hmoty cirkulujícího koncentrátu se specificky volí tak, aby byla v rozsahu od méně než 300 do téměř 2 a tak se přesně vytvářela frakce odparu přibližně od 1 % do méně než 50 % v proudu 38 vystupujícím z vařákového výměníku 34. Tento proud hmoty se může měnit a nastavovat na požadovaný parametr použitím regulačního přístroje označeného obecně číslem 44. Specifičtěji je požadovaný cíl pro parní frakci ve vystupujícím cirkulujícím proudu 38, když se uváží nejvíce ► ·· · 99 9

- 13 znečistěné přívodní proudy, méně než 10 % parní frakce. Pára vytvořená v proudu 38 je co do hmoty ekvivalentní množství procházejícímu kompresorem a znovu získávanému jako destilát ve 46. Pára vytvořená ve vařákovém výměníku 34, i když co do hmoty je to velmi malá frakce (kolem 1 až 10 % cirkulující hmoty), absorbuje většinu tepla převáděného z kondenzující strany vařáku 34. Volba parní frakce a rychlosti cirkulace koncentrátu je důležitý faktor pro snižování znečistění a vytváření kotelního kamene. Do značné míry je tento parametr nejdůležitější pro prosazení velmi nízkého teplotního vzrůstu na cirkulující tekutině koncentrátu pro zajištění účinného LMTD bez křížení teploty ve vařákovém výměníku 34. Jakýkoli nárůst teploty bude rychle eliminovat tento LMTD a transfer tepla se zastaví. Kdyby se například tlak cirkulujícího koncentrátu ve vařáku zvýšil tak, že by kapalina nemohla vytvářet nějakou páru, teplota by rostla absorpcí podstatného tepla, dokud by neexistoval žádný LMTD a tak by se přenos tepla klesal. Protitlak cirkulačního systému koncentrátu, který sestává ze ztrát statických a odporových výšek, se navrhuje tak, aby byl minimální. Ve skutečnosti je protitlak v první řadě rovný ztrátě statické výšky vertikálního výměníku, protože je úbytek dynamického tlaku výměníku minimalizován. Proud cirkulujícího koncentrátu se pak volí tak, aby dosahoval téměř 1 % až 10 % parní frakce ve výstupním vedení 38. Výsledný teplotní nárůst je velmi malý a LMTD zůstává na své navržené hodnotě.

Nyní je s odkazem na obrázek 2 představena alternativní schéma procesu, který dovoluje, aby se odkalování 24 z vytápěného odlučovače 20 upravilo dokud celkový účinek koncentrace nebo faktor koncentrace (CF) systému nevytváří přesycený koncentrát vzhledem k jedné nebo několika složkám, aby způsobil srážení. Protože se tuhé látky vytvářejí a stavějí ve vytápěném odlučovači 20, provází se odkalování 24 přes odlučovací zařízení tuhá látka/kapalina označené obecně

- 14 číslicí 50 pro odstranění těchto tuhých látek nebo kalu. Jako jedna alternativa může být odlučovací zařízení 50 tuhá látka/kapalina umístěné mezi vařákovým čerpadlem 42 a výměníkem 34 v uspořádání klouzajícího proudu nebo plného proudu. Regenerovaná kapalina se dále recykluje zpět do vytápěného odlučovače 20, jak je naznačeno 52, a část, která reprezentuje množství odkalu, se dále provádí přes předehřívač 26 pro znovuzískání tepla a ochlazení asi na 3 F. Odlučovací zařízení 50 tuhá látka/kapalina může být v jakékoli formě, jako je hydrocyklóna, odstředivá usazovací nádrž, gravitační usazovací nádrž, odstředivka, dekantační separátor, které jsou odborníkům známé. Tento způsob je atraktivní zejména tehdy, když je hlavním cílem znovuzískání některé sloučeniny jako tuhé látky, nebo když má tato sloučenina značnou komerční hodnotu.

Nyní je s odkazem na obrázek 3 představena další varianta způsobu, u které může proud odparu obsahovat část specifické nečistoty z přívodního proudu. Vytápěný odlučovač 20 je vybavený frakční kolonou 54 předřazenou před kompresorem 32 a sacím potrubím 30 kompresoru. Kolona 54 se používá pro frakcionování a vyprání nečistoty za použití několika stupňů ve spojení se zpětným tokem čisté studené vody označeným číslicí 56. Tento zpětný tok může být tažený buď po proudu nebo proti proudu z předehřívače 18 nebo jako kombinace v závislosti na požadované teplotě zpětného toku. Tato varianta způsobu je atraktivní tehdy, když přívodní proud obsahuje například těkavé složky, jako jsou uhlovodíky, glykoly, amoniak atd..

Obrázek 4 znázorňuje typické vztahy tlaku a teploty různých proudů kolem výparné části procesu. Pro toto pojednání jsou číselné odkazy uplatněny z obrázků 1 až 3. Ačkoliv jsou specifické parametry procesu ukázány prostřednictvím příkladu, jsou obměnitelné tak, aby byly vhodné pro jakoukoli specifickou aplikaci destilace. Toto • · · · · ···· ·<· ·· ··· schéma ukazuje podmínky založené na tekutině s žádným vzrůstem bodu varu a s vytápěným odlučovačem 20 pracujícím mírně nad atmosferickým tlakem 16 psia a 212,5 F. Nárůst teploty cirkulujícího koncentrátu je menší než 1 F na pokles vařákového tlaku 2,5 psi. Parní frakce cirkulujícího proudu je kolem 10 %. Podmínky kolem vařákového výměníku 34 mohou být reprezentovány na křivce odpařování/kondenzace, jak je ukázáno na obrázku 5. Na kondenzační straně výměníku vstupuje přehřátá pára v bodě C při kolem 250 F a 21,5 psia a kondenzuje při tlaku nasycení páry v bodě C'kolem 231,8 F a 21,4 psia. Na tuto oblast se společně odkazuje jako na oblast ztráty přehřátí a sestává asi ze 2 % povrchové plochy výměníku, zatímco zbývající oblast je oblast kterou se uvolňuje latentní teplo kondenzace. Mírný pokles tlaku a teploty nastane po celém výměníku 34 díky podstatnému poklesu tlaku výměníku tepla. Podmínky na výstupu budou kolem 231,6 F a 21,4 psia. Teplota povrchu na kondenzační straně bude menší než teplota nasycení vstupující páry, čímž se bude na teplosměnném povrchu vytvářet film kondenzátu. Přenos tepla bude tedy nastávat mimo podmínky zvlhnutí stěny, která udržuje účinnou teplotu tohoto filmu při teplotě sycení odparu. Destilát se bude vysoušet od výměníku k jímce kondenzátu 36 v bodě D, což bude udržovat vařák bez kapaliny a vystavovat celý povrch výměníku tepla procesu kondenzace.

Na odpařovací straně vstupuje koncentrát do výměníku protiproudově ode dna v bodě A při přibližně 212,5 F a 18,6 psia za oběhovým čerpadlem 42. Rychlost cirkulace se upravuje tak, aby byl poměr množství koncentrátu alespoň 10 krát větší než podíl odparu. Teplota tekutiny koncentrátu začíná vzrůstat k bodu A' a pak se ustaluje asi na 213,2 F, až se dosáhne bodu B, kde se překoná geodetická výška a tlak se snižuje na 16,1 psia. Zatímco koncentrát stoupá nahoru výměníkem 34, nucenou konvekcí se začíná tvořit odpař,

přičemž se absorbuje převáděné latentní teplo. Zvýšením množství kapaliny na výparné straně, dokud poměr cirkulujícího množství k množství odparu neklesne do požadovaného rozsahu, se reguluje účinek varu v oblastech nucené konvekce a stabilního zárodečného varu. Kvůli velkému množství proudu kapaliny zůstává povrch přenosu tepla při teplotě ekvivalentní teplotě nasycení nově vytvořeného odparu zvlhlý. Dalším zajištěním, aby byla rychlost toku (QA¹) pro výměník pod 6000 BTU hr^-1 ft~², se může teplotní růst na odpařovací straně zachovávat pod 1 F a udržuje se povrch se zvlhlým filmem a tím se eliminuje riziko pokrývání kotelním kamenem. Pokud je rychlost toku příliš vysoká, překračuje okamžitý pokles tlaku urychlení odparu přechodně přípustnou geodetickou výšku, což má za následek nestabilní přechodný zpětný tok a možnou poruchu zvlhlého teplosměnného povrchu. Toto může mít za následek znečisťování povrchu přestupu tepla. Pod tepelnými toky 6000 BTU hr^-1 ft~² a v rozsahu množství cirkulujícího koncentrátu k množství páry menším než 300 existuje oblast, kde může kapalina a pára koexistovat ve stabilním procesu a zajišťovat zcela zvlhlý povrch převodu tepla na odpařovací straně vařáku bez rizika tvorby usazenin nebo pokrývání kotelním kamenem.

Odkaz na body A až D lze také najít na obrázku 6.

Obrázek 6 znázorňuje nárysný pohled na nanejvýš účinný výměník 58 přestupu tepla, který je odborníkům v oboru známý jako výměník tepla s deskami a rámem, u kterého jsou řady vertikálně postavených utěsněných desek 60 uspořádané mezi dvěma tuhými rámy 62 a 64. Tato zařízení jsou dobře známá pro svoji kompaktní velikost a schopnost dosáhnout velmi vysokých hodnot U nebo celkových koeficientů přestupu tepla. Tento typ výměníku uspořádaný jako jednoprůchodová, protiproudá průtoková konfigurace je velmi vhodný pro tento vynález a výslovně nabízí při provádění tohoto vynálezu následující výhody:

- 17 1. Tento výměník deskového typu nabízí nízkou, neměnnou geodetickou výšku a velmi nízký pokles tlaku na straně cirkulující tekutiny koncentrátu nebo na odpařovací straně, zatímco poskytuje relativně vysoký koeficient přestupu tepla.

2. Tepelný tok se může snadno nastavit přidáním větší povrchové plochy nebo desek v daném rámu.

3. Kondenzační strana konstrukce a deskou a rámem je bez vypouštění a má nízký tlakový pokles, zatímco udržuje relativně vysoký koeficient přestupu tepla.

4. Vysoce účinný koeficient přestupu tepla dovoluje, aby povrchové teploty byly velmi blízko oběma teplotám proudů tekutin, což snižuje riziko usazenin.

5. Vysoká turbulence a ekvivalentní vysoké rychlosti kapaliny vedou k nízkému zanášení a udržují tuhé látky v homogenní suspenzi, když procházejí výměníkem.

6. Neexistují zde žádná horká nebo studená místa a žádné oblasti mrtvého proudění, což je podstatné pro deskovou konstrukci s rámem a snižuje riziko znečistění a tvorby kotelního kamene.

7. Desky jsou hladké a dobře povrchově upravené, což snižuje riziko usazování.

8. Malá doba zadržení kapaliny zmenšuje riziko srážení, protože zde není dostatečná doba pro dosažení rovnovážného stavu a vytvoření nečistot pro kotelní kámen.

Druhově je výměník tepla deskového typu velmi kompaktní a může být opatřený při efektivních nákladech deskami ze speciální slitiny, aby odolával kapalinové korozi a praskání z koroze napětím, které jsou společné pro aplikace typu odsolování. Odborníci ve stavu techniky mohou také uvažovat o dalších typech výměníků, jako je skořepina a trubka, dvoutrubkový, žebrovaná trubka, šnekového typu, za předpokladu, že jsou zachovány specifické požadavky tohoto vynálezu.

· · ·» • · · · · · · · · ·· · ·· · · · · · » · • · · · 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9

9999 999 99 999 99 99

- 18 Obrázek 7 je graf ukazující výhodné pásmo návrhu označané souhrnně 66 pro poměr proudu množství cirkulujícího koncentrátu ve vztahu k proudu množství páry. Požadovaný rozsah asi od 10 do 100 vede k parní frakci méně než 10 % až přibližně 1 %.

Obrázek 8 je graf ukazující výsledný dopad na místní faktor koncentrace CEvýměníku ve vztahu k riziku dalšího přesycování a srážení uvnitř výměníku tepla. Obecně může být faktor koncentrace systému vyjádřený následovně:

CFcelkový ⁼ CFo^aiu . CFvýměníku ·

Koncentrace, která dosahuje stálého stavu ve vytápěném odlučovači, vyplývá ze stálého odstraňování odparu v rovnováze s nepřetržitým odkalováním z vytápěného odlučovače. Hodnota CF_ceikový je typicky řádově od méně než 5 do kolem 20 krát, v závislosti na hladině a typu nečistot v přívodním proudu. Výsledný CFyÝměníku je také určený (mezi 1,0 a 1,1) v závislosti na úrovni množství odparu opouštějícího vařák a hodnotě odkalování nastavené tak, aby požadované hladiny koncentrace nebyly ve vařáku překročeny. Následně může být ukázaný jeden typický příklad:

Přívodní proud obsahuje 20,000 TDS a požaduje se nepřekročit 100,000 TDS v koncentrátu.

. Je stanoveno, že nejúčinnější poměr množství bude 20, což vyústí v parní frakci 5 % z obrázku 7.

• CFyýmžníku je nalezený z obrázku 8, aby byl kolem 1,07. CFceikový se vypočítá, takže bude (100,000/20000) = 5.

• CFodkaiu se vypočítá, takže bude (5/1,07) = 4,7.

. Opravená míra odkalu bude tedy (1/4,7) = 21 % ze vstupního přívodního proudu.

Podle toho je výsledkem použití procesu rekomprese odparu v kombinaci se systémem nucené konvekce přenosu tepla a následováním kroků pečlivého výběru poměru hmotnostního toku cirkulujícího systému k hmotnostnímu toku proudu páry tak, aby byl menší než 300 ku asi 2, přesněji poměr asi od

44		4		44		4		44		4 >
9	4	4 4	4		4	4 4	4	4	4	«
	4	4	«		4	4	•	4	•	«
										«
4		4	4		4	4	4	4	4	4
• 4 4	4	444		4·		• 4 4		• 4		44

do 100, zvolením tepelného toku méně než 6000 BTU hr^-1ft^-2a řízením proudu odkalu tak, aby dosáhl požadovaný efekt koncentrace (CF), velmi účinná jednotka na destilaci vody, která není citlivá na zanášení nebo pokrývání kotelním kamenem po dlouhá období funkce. Kombinováním těchto dvou známých schem způsobů s jedinečným rozložením výměny tepla a navrženou zejména s přesně stanoveným poměrem cirkulace koncentrátu, o které dříve stav techniky nepoučoval, dovoluje tomuto vynálezu vytvořit účinný způsob pro destilování vody zbavené nečistot a bez rizika zanášení a tvorby kotelního kamene.

Následující příklady slouží pro ilustraci vynálezu. PŘÍKLAD 1

Tento příklad kalkulace je prostředek demonstrace tepelné rovnováhy kolem vařákového výměníku. Tento příklad představuje základ návrhu destilační jednotky navržené pro znovuzískání 53,000 USGPD čistého destilátu z kontaminovaného zdroje.

Informace o výměníku povrchová plocha typ

U upravený LMTD vypočítaný provozní výkon vypočítaný tepelný tok

3,200 fť naplocho těsněné desky v rámu 542 BTU hr^-1 ff² F¹

10,33 F (3,200)*(542)*(10,33)

17,908,217 BTU hr'¹ (17,908,217)/(3200)

5596 BTU hr^-1 fť²

Kondenzační strana vstupní podmínky výstupní podmínky kondenz. teplota nasycení skupenské teplo kondenzace tok páry

Qztráty přehřátí

250 F @ 21.5 psia (přehřátá)

231,6 F @ 21,4 psia 231,8 F @ 21,5 psia

957,6 BTU lb^-1 @ 21,5 psia

36,7 USgpm = 18,352 lb hr’ (18,352)*(1,0)*(250-231,8)

334,006 BTU hr’¹ (17,908,217-334,006)

17,574,211 BTU hr¹ (17,574,211)/(957.6)

• te ·	·· ·	9 9	te ·
• ·	>·	• 9	9 9	9	•	«	•
•	•	9 9	9	9	9	β	♦
							te
•	•	9 9	9	9	9	•	β
··· +	···	99	• 9 9	99			»·

vypočítaný tok vypařovací strana vstupní podmínky výstupní podmínky skupenské teplota vypařování poměr cirkulujícího množství k množství odparu rychlost cirkul. koncentrátu proud odparu procenta odparu

Qodparu

Qcitelné

Qcelkové

18,352	lb	hr^-1
212,5	F @	18,6	psia
213,2	F @	16,1	psia
968,7	BTU	hr^-1	@ 16,1 psia

370 USgpm 184,926 lb hr^-118,352 lb hr'¹(18,352/184,926) = 10 % (18,352)*(968.7)

17,778,769 BTU hr“¹(184,926)*(1.0)*(213.2-212.5) 129,448 BTU hr¹ (17,775,747) + (129,448) 17,908,217 BTU hr'¹.

Tento příklad ilustruje, že 10 % parní frakce vytvořené v cirkulující kapalině pojme 99 % tepla převedeného z kondenzující strany a zvýší teplotu cirkulující tekutiny o méně než 1 F, i když je zde 10 krát větší množství cirkulující kapaliny.

PŘÍKLAD 2

Jedna prototypová jednotka byla zkonstruována a navržena pro regeneraci 10.000 USgpd čistého destilátu z kalového rybníka vylouhovaného ze zavážky. Tato jednotka byla zkoušena po dosti dlouhou dobu a během této doby byly sbírány podrobné údaje o provedení zkoušky. Tento prototyp pracoval úspěšně po značně dlouhou dobu 4 měsíců a po prohlídce bylo zanesení ve vařáku i vytápěném odlučovači

- 21 zanedbatelné. Vybavení použité při této pokusné zkoušce zahrnovalo dmýchací kompresor model GF36204E ochranné známky Spencer poskytující diferenční tlak 3,0 psi. V průběhu zkoušky byly použity standardní jednotahové výměníky tepla s deskami a rámem.

Chrakteristiky vylouhovaného přívodu, koncentrovaného odkalu a upravené vytékající kapaliny byly následující:

parametr	jednotky	vylouhovaný přívod^<2>	odkal přibl.l0%^<2)	upravený výtok⁽²⁾
BOD	mg l“¹	26	88	<10
COD	mg 1^_1	277	1,207	11
TOC	mg l¹	59	549	6
TSS	mg l^-1	33	145	<2
VSS	mg I^-1	15	29	<2
TDS	mg l¹	5,473	53,000	<50
vápník	mg l’¹	96	435	<0.05
hořčík	mg l¹	228	1,990	<0.05
sodík	mg 1^_1	550	4,650	<2
železo	mg l’¹	5	469	.6
celkový P	mg l“¹	1.5	1.5	<0.01
amoniak	mg l’¹	53	124	0.38⁽¹⁾
jako N
celková
alkalita	mg 1^_1	2,353	2,930	1
jako CaCO₃
chloridy	mg 1^_1	217	784	0.2
sírany	mg l'¹	350	20,000	<2
fenoly	mg 1^_1	0.08	0.45	.017
celkem
koliformní
organismy	Col/lOOcc	673	<3	0
celkem
barva TCU	166	800	<5
kalnost NTU	131	220	0.1

Poznámka (1) pH nastavení předběžné úpravy pro regulaci amoniaku.

Poznámka (2) hodnoty jsou naznačené jako průměrné hodnoty po celou dobu zkoušky.

Vytékající kapalina má takovou kvalitu, že se může vylévat do toků povrchových vod, přičemž prakticky překračuje všechny regulační směrnice. Byla zjišťována spotřeba energie kompresoru a zaznamenávána pro různé body provozu včetně ztlumení kompresoru a podmínek reciklace. Změřená spotřeba energie byla zakreslena na obrázku 9 jako spotřeba energie za 1,000 USgal pro různé toky destilátu. Křivka ze zkušebních údajů byla upravena pro neúčinnosti kompresoru v rozsahu průtoků a stejná hodnota spotřeby energie 50 kW-hr/1000 USgal byla odvozena. Počítá-li se se standardními účinnostmi kompresoru kolem 77 %, je požadovaná spotřeba energie pro vysoce účinnou destilační jednotku kolem 65 kW-hr/1000 USgal. Proud odkalu, který činí v průměru 10 % přívodního proudu po celou dobu testu, vede ke 4 střednímu faktoru koncentrace (CF) 10. Po odzkoušení byla doplněna vizuální prohlídka, která neukázala ve výbavě vytápěného odlučovače a vařáku žádné znaky tvorby kotelního kamene.

Pro odborníky znalé stavu techniky bude v kontextu se zařízením použitelným v tomto systému snadné zvážit to, jaké příklady vytápěných odlučovačů, předehřívačů, vařáků, čerpadel, kompresorů nebo ventilátorů atd. budou nejvhodnější. Bez odchýlení od rozsahu vynálezu budou snadno přicházet v úvahu i další modifikace.

Ačkoliv byla provedení vynálezu popsána výše, neomezuje se na ně a pro ty, kdo jsou zkušení ve stavu techniky, bude zřejmé, že součástí předloženého vynálezu jsou četné modifikace, pokud se neodchylují od podstaty, charakteru a rozsahu nárokovaného a popsaného vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob odstraňování nečistot z přívodního proudu kapaliny obsahující nečistoty, který využívá vařákový výměník a vytápěný odlučovač, vyznačující se tím, že způsob zahrnuje kroky:

a) poskytování přívodního proudu;

b) ohřátí uvedeného přívodního proudu v prvním kroku pro alespoň částečné odstranění některých ze zmíněných nečistot z uvedeného přívodního proudu a znovuzískání energie z koncentrátu a destilátu vytvořených z uvedeného ohřátí;

c) ohřátí uvedeného přívodního proudu v druhém ohřívacím kroku v uvedeném vytápěném odlučovači pro vytvoření parní frakce a zkoncentrování kapalné frakce nečistot;

d) zkomprimování uvedené parní frakce z kroku c) pro vytvoření teplotního rozdílu v uvedeném vařákovém výměníku;

e) provedení zmíněné parní frakce do kontaktu s uvedeným vařákovým výměníkem, aby se zajistil kondenzovaný destilát z uvedeného vařákového výměníku;

f) cirkulace alespoň části uvedeného koncentrátu zmíněným vařákovým výměníkem a uvedeným vytápěným odlučovačem pro zajištění poměru cirkulujícího množství k množství páry kolem 300 asi ku přibližně 2; a

g) sbírání uvedeného zkondenzovaného destilátu v podstatě postrádajícího nečistoty, aby se zabránilo tvoření kotelního kamene a usazování na topných površích uvedeného vařákového výměníku a zmíněného vytápěného odlučovače.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že způsob dále zahrnuje krok odstranění alespoň části uvedeného koncentrátu zezmíněného vytápěného odlučovače pro regulaci hladiny uvedených nečistot.

- 24
3. Způsob podle nárouk 1, vyznačující se tím, že způsob dále zahrnuje krok měnění podílu cirkulace uvedeného koncentrátu.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se t í m, že uvedený podíl cirkulace zmíněného koncentrátu se periodicky opakuje tak, aby udržoval asi od 1 % přibližně do 50 % množství páry.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený přívodní proud se podrobí před ohřátím protokolu předběžné úpravy.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedený protokol předběžné úpravy zahrnuje alespoň jednu z filtrace, iontové výměny, destilace, srážení a odpařování.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok recyklace uvedené frakce koncentrované kapalné nečistoty.
8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok zvyšování teploty uvedené parní frakce stlačováním.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedená teplota zmíněné parní frakce následující po stlačení je větší než teplota uvedené parní frakce ve zmíněném vytápěném odlučovači.
10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok podrobení uvedené zkondenzované páry poupravujícímu protokolu.

• · » · · · · · · ···· ··· ·· ··· ·· ··

- 25
11. Způsob podle nároku 10,vyznačující se tím, že uvedený poupravující protokol zahrnuje alespoň jedno z filtrace, iontové výměny, destilace, srážení a odpařování.
12. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok recirkulování zkondenzované páry do uvedeného prvního kroku pro získání tepla z uvedeného přívodního proudu.
13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že následně ke kroku e) zahrnuje dále kroky:

a) přesycení uvedeného koncentrátu pro srážení alespoň jedné zvolené tuhé látky;

b) filtrování uvedeného koncentrátu; a

c) znovuzískání uvedené alespoň jedné zvolené tuhé látky.
14. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící tím, že uvedený vyhřívaných površích uvedeného vařáku pro zanášení.

krok cirkulace udržuje vlhkost na zmíněného vytápěného odlučovače a zmenšení tvorby kotelního kamene a
15. Způsob odstraňování nečistot z přívodního proudu obsahujícího nečistoty použitím vytápěného odlučovače a výměníku tepla a zabránění usazování a tvorbě kotelního kamene na uvedeném odlučovači a zmíněném výměníku, vyznačující se tím, že tento způsob zahrnuje:

a) vytváření parní frakce z uvedeného přívodního proudu vystaveného zmíněnému vytápěnému odlučovači v podstatě zbavené nečistot a frakce nesoucí oddělené koncentrované nečistoty;

b) zkomprimování uvedené parní frakce pro zvýšení

- 26 teploty zmíněné frakce nesoucí nečistoty nad teplotu uvedeného vytápěného odlučovače;

c) provedení uvedené parní frakce do styku se zmíněným výměníkem tepla pro vytvoření kondenzovaného destilátu; a

d) udržování ohřívacích povrchů zmíněného vytápěného odlučovače a uvedeného výměníku tepla alespoň ve styku s uvedenou frakcí kondenzovaných nečistot souvislým cirkulováním uvedené frakce přes zmíněný odlučovač a uvedený výměník tepla v poměru cirkulujícího množství k množství odparu od asi 300 přibližně do 2 pro zabránění tvorby kotelního kamene a zanášení uvedených ohřívacích povrchů.
16. Způsob podle nároku 15,vyznačující se tím, že uvedené cirkulující množství obsahuje kolem 10 % hmotnostní koncentrace odparu.
17. Způsob podle nároku 15,vyznačující se tím, že se uvedený odpař sráží ve výměníku tepla typu s dvojími deskami.
18. Způsob odstraňování nečistot z kapalného přívodního proudu obsahujícího odpařítělně i neodpařitelné nečistoty využívající vařákový výměník a vytápěný odlučovač, vyznačující se tím, že tento způsob zahrnuje kroky:

a) zásobování přívodním proudem;

b) ohřívání uvedeného přívodního proudu v prvním kroku, aby se z uvedeného přívodního proudu alespoň částečně odstranily některé z uvedených nečistot a znovu získala energie z koncentrátu i destilátu vytvořených z uvedeného ohřátí;

c) ohřívání ohřívacím kroku vytvoření parní uvedeného přívodního proudu v druhém ve zmíněném vytápěném odlučovači pro frakce a frakce koncentrované kapalné

0 0 · ·· 0 0 0 · ·

0 0 0 0 000 0 0 0 · • 0 000 0000 0000 000 00 »00 00 ·« nečistoty;

d) provedení uvedené parní frakce skrz destilační kolonu, přičemž je ve styku se zpětným tokem destilátu uvedené upravené frakce;

e) zkomprimování uvedené parní frakce pro vytvoření teplotního rozdílu ve zmíněném vařákovém výměníku;

f) uvádění uvedené parní frakce do styku se zmíněným vařákovým výměníkem, aby se zajistil kondenzovaný destilát ze zmíněného vařákového výměníku;

g) recirkulování části uvedeného zkondenzovaného destilátu do zmíněné destilační kolony jako zpětný tok destilátu;

h) cirkulování alespoň části uvedeného koncentrátu přes zmíněný vařákový výměník a uvedený vytápěný odlučovač pro udržování poměru cirkulujícího množství k množství odparu od přibližně 300 do asi kolem 2; a

i) sbírání uvedeného zkondenzovaného destilátu v podstatě zbaveného uvedených nečistot.
19. Zařízení na úpravu tekutiny na upravování přívodního proudu obsahujícího alespoň jednu nečistotu pro vytváření výtoku zbaveného uvedené alespoň jedné nečistoty, vyznačující se tím, že toto zařízení zahrnuje v kombinaci:

prostředek na rekompresi páry zahrnující první ohřívací prostředek pro ohřívání uvedeného přívodního proudu;

prostředek vytápěného odlučovače v kapalinovém propojení s uvedeným prvním ohřívacím prostředkem pro vytváření parní frakce a koncentrované frakce;

kompresorový prostředek pro komprimování uvedené parní frakce;

prostředek výměníku tepla v kapalinovém propojení se zmíněným kompresorovým prostředkem pro znovuzískání skupenského tepla ze zkondenzované páry; a • 9

- 28 okruh s nuceným oběhem zahrnující: čerpací prostředek;

prostředek výměníku tepla, přičemž uvedený čerpací prostředek je v kapalinovém propojení mezi zmíněným prostředkem vytápěného odlučovače a uvedeným výměníkovým prostředekm;

prostředek kapalinového propojení mezi uvedeným prostředkem výměníku tepla a zmíněným prostředkem vytápěného odlučovače, který tvoří okruh nuceného oběhu;

uvedený čerpací prostředek pro volitelné měnění rychlosti cirkulace kapaliny výměníkovým prostředkem pro volitelné měnění množství parní frakce přes uvedený výměníkový prostředek.
20. Zařízení podle nároku 19, vyznačující se t í m, že je uvedené zařízení samočisticí.
21. Zařízení podle nároku 19, vyznačující se t í m, že uvedený čerpací prostředek cirkuluje zmíněnou tekutinu, aby udržel od asi 1 % asi do 50 % množství odparu v uvedené tekutině.
22. Zařízení podle nároku 19, vyznačující se t í m, že uvedený prostředek vytápěného odlučovače vytváří v podstatě parní frakci bez nečistoty a frakci koncentrované nečistoty.