DE4011877A1 - Waermepumpenverfahren zur destillation und trocknung - Google Patents

Waermepumpenverfahren zur destillation und trocknung

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    • B01D3/106—Vacuum distillation with the use of a pump for creating vacuum and for removing the distillate
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    • B01D5/0033—Other features
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    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdampfen und/oder Trocknen von Flüssigkeiten und Rückständen, insbesondere zur Aufbereitung von Lösungsmitteln und Abwasser und/oder Trocknung der dabei anfallenden Rückstände. Die Problematik der Beseitigung von verschiedenen Waschlösungen und Abwässern sowie der Aufbereitung von Trinkwasser macht es notwendig, möglichst universell verwendbare einfach zu bedienende und energiesparende Verdampfungsapparaturen einzusetzen.
In zunehmendem Maß werden Wärmerückgewinnungsanlagen bei Verdampfung und Trocknung verwendet, die mit mechanischen Wärmepumpen und/oder Brüdenverdichtern betrieben werden, die einem erheblichen Verschleiß unterliegen, entsprechend aufwendig geregelt und überwacht werden müssen und erst ab einer Mindestgröße wirtschaftlich realisierbar sind. Darüberhinaus sind sie nur mit erheblichen Energieverlusten durch Sonnenenergie zu betreiben. Außerdem müssen diese Systeme vorwiegend im Siedebereich arbeiten, um die nötige Energiedichte am Wärmeträger zu erreichen, was insbesondere bei temperaturempfindlichen Rückständen sowie bei schäumenden Medien zu Problemen führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Destillationsverfahren anzugeben, das die Einschränkung durch Größe und Beschaffenheit von Lösungsmittel und Rückstand nicht hat und einen minimalen Regelaufwand benötigt sowie quasi verlustfrei mit Solarenergie betrieben werden kann. Als Einrichtung zur Durchführung kann ein abgeschlossenes System verwendet werden, in die ein Halbleiterelement als Wärmepumpe zwischen Verdampfer und Kondensatfläche eingebracht ist. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, daß es sich um eine Oberflächenverdampfung handelt, bei der z. B. auch tensidhaltige Abwässer verarbeitet werden können und jedwede Aerosolbildung ausgeschlossen werden, so daß auch keimfreies Reinstwasser gewonnen werden kann. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Ein Peltierelement wird mit einer Heiz- und einer Kondensatfläche in Wärmekontakt gebracht, so daß die Heizfläche in die zu verdampfende Lösung eintaucht und die Kondensatfläche der Verdampferfläche möglichst nahe gegenüber angeordnet wird, um eine Diffusion der Lösungsmitteldämpfe von der Verdampferfläche zur Kondensatfläche zu ermöglichen. Dies kann in verschiedenen Kammern erfolgen oder wie erfindungsgemäß angeordnet durch Ausbildung der Gefäßwand als Kühlfläche oder Heizfläche geschehen. Der Verdampferraum kann wahlweise kontinuierlich über Schwimmer oder Niveauschalter und Füllventil gefüllt werden, während der Kondensatraum ebenfalls kontinuierlich oder chargenweise entleert werden kann. Zur Verbesserung der Diffusionsgeschwindigkeit kann der Brüdenraum evakuiert werden.

Claims (14)

1. Verfahren zur Destillation und/oder Trocknung, dadurch gekennzeichnet, daß Thermoelemente als Wärmepumpe benutzt werden, um die Verdampfungswärme aus der Kondensation zurückzugewinnen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferfläche durch ein Peltierelement beheizt wird, das mit der Kondensatfläche im Wärmekontakt steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferraum mit dem Kondensatraum so in Verbindung steht, daß eine Diffusion der Dämpfe von der Verdampferfläche zur Kondensatfläche möglich ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brüdenraum evakuiert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Austrag des Destillates eine Förderpumpe eingesetzt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe gleichfalls zum Ausfördern des Destillates benutzt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfläche so vergrößert ist, daß der Wärmeübergang ausreicht um eine reine Oberflächenverdampfung ohne Siedenblasenbildung zu ermöglichen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfläche so angeordnet ist, daß ein Naturumlauf entsteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensations- und/oder Verdampfungswärme über einen Sekundärkreislauf geführt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom aus Solarelementen gewonnen wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung durch elektronische Regler auf Arbeitsniveau transformiert wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatfläche und/oder Verdampferfläche als Behälterwand ausgebildet wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß selbstregelnde Elemente eingesetzt werden, die ein Überhitzen der Elemente verhindern.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferraum zu öffnen geht, so daß das Rückstandsprodukt mechanisch entnommen werden kann.
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