FI63863B - Avdunstningsfoerfarande och anordning - Google Patents

Description

6 3”c 6

HAIHDUTUSMENETELMÄ JA LAITTEISTO - AVDUNSTNINGSFÖRFARANDE OCH ANORDNING

Tämän keksinnön kohteena on haihdutusmenetelmä, jossa haihdutus suoritetaan 1ämmityshöyryn avulla käyttäen ainakin kahta peräkkäistä, haihdutettavan nesteen suhteen sarjaan kytkettyä haihdutinta ja jossa lämmityshöyrynä käytetään haihdutettavasta nesteestä itsestään erotettua höyryä, jota johdetaan sekä sarjan edellisestä että sarjan jälkimmäisestä haihduttimesta puhaltimeen tai vastaavaan laitteeseen, joka puhaltaa höyryn edelleen korkeammassa paineessa takaisin haihduttimiin.

Tunnetaan hai kidutusmenetelmiä, joissa haihdutettavaa nestettä johdetaan peräkkäisten haihdutinyksiköiden läpi niin, että haihdutuslämpötila ja nesteen kiintoainepitoisuus kasvavat asteittain. Lämmityshöyrynä on käytetty haihdutettavasta nesteestä erottuvaa höyryä, jonka painetta ja lämpötilaa nostetaan puhaltimien, kompressorien tms. laitteiden avulla.

Haihdutusprosesseissa aiheutuu ongelmia siitä, että prosessin teho pyrkii ajan mittaan heikkenemään johtuen haihdutin-ten likaantumisesta. Kun haihdutetun tuotteen kiintoaine-pitoisuuden tulee pysyä vakiona, on haihdutustehon putoaminen kompensoitava lisäämällä puhallinten nostokorkeutta. Puhaltimiin liitetyt säätölaitteet kasvattavat kuitenkin puhallinten energian kulutusta, ja lisäksi säätämisen tulisi olla erittäin tarkkaa, sillä pienikin muutos haihdutetussa nestemäärässä aiheuttaa suhteellisen suuren muutoksen haihdutetun tuotteen konsentraatioon. Tästä syystä konsen-traation pitäminen vakiona on käytännössä tuottanut vaikeuksia .

FI-patenttihakemuksessa 813551 on esitetty mainittujen ongelmien poistamiseksi ratkaisu, jonka mukaan lämmityshöyryä 2 6 3 86 3 johtava kanavisto on varustettu kahdella peräkkäisellä pu-haltimella siten, että toinen puhallin toimii pääpuhalti-mena, jonka kautta kulkeneesta höyrystä osa johdetaan sarjan edelliseen haihduttimeen ja osa toiseen puhaltimeen, joka toimii apupuhaltimena, josta höyry johdetaan sarjan jälkimmäiseen haihduttimeen.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa mainittuihin ongelmiin uudenlainen, yllämainitusta poikkeava ratkaisu. Tunnusomaista keksinnön mukaiselle menetelmälle on se, että puhallin, johon johdetaan höyryä sarjan kummastakin haihduttimesta, toimii pääpuhaltimena, jonka lisäksi menetelmässä käytetään apupuha 11inta, joka puhaltaa sarjan jälkimmäisessä haihduttimessa erottunutta höyryä ennen sen saapumista pääpuhaitimeen.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa, jossa pääpuhallin voi olla olennaisesti suurempi kuin apupuhallin, ei pääpuhal-linta tarvitse prosessin aikana välttämättä lainkaan säätää, vaan kaikki säätötoimenpiteet voidaan kohdistaa apu-puhaltimeen. Pääpuhaltimeen ei tällöin tarvitse asentaa kalliita säätölaitteita eikä se myöskään aiheuta prosessissa ylimääräistä energiankulutusta. Apupuhaltimeen on sen pienemmän koon johdosta halvempaa asentaa säätölaitteita, ja koska apupuhaltimen kuluttama energiamääräkin on pienempi, ei se sanottavasti kasvata prosessin kokonaisenergianko lutusta huonommallakaan hyötysuhteella. Pienikokoista apupuha 11 inta voidaan myös säätää varsin tarkasti niin, että päästään täsmälleen haluttuun kiinteän aineen konsentraatioon lopullisessa haihdutetussa tuotteessa. Lisäksi keksinnössä on etuna FI-patenttihakemuksen 813551 mukaiseen ratkaisuun verrattuna se, että sarjan jälkimmäisen ,ι haihduttimen kiehumislämpötila saadaan pienemmäksi. Tällä seikalla on oleellinen merkitys käsiteltäessä lämpöherkkiä a i nei ta.

Keksinnön kohteena on edelleen laitteisto edellä kuvatun 3 6 3 8 6 3 haihdutusmenetelmän toteuttamiseksi. Tähän laitteistoon kuuluu sinänsä tunnettuun tapaan ainakin kaksi peräkkäistä, haihdutettavan nesteen suhteen sarjaan kytkettyä haihdutin-ta sekä kanavisto, jonka kautta haihduttimissa nesteestä erottunutta höyryä johdetaan takaisin haihduttimiin lämmi-tyshöyrynä käytettäväksi ja joka on varustettu puhaltimilla tai vastaavilla höyryn painetta nostavilla laitteilla. Laitteistolle on tunnusomaista se, että se käsittää pääpuhalti-men, joka on kanavien välityksellä yhdistetty sarjan kumpaankin haihduttimeen niin, että pääpuhaltimeen on johdettavissa höyryä kummastakin haihduttimesta, sekä lisäksi apupuhallin, joka on sijoitettu pääpuhaltimen edelle sarjan jälkimmäisen haihduttimen ja pääpuha 11imen väliseen kanavaan.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää erästä keksinnön mukaista haihdutuslaitteistoa.

Piirustuksen mukaiseen laitteistoon kuuluu kaksi peräkkäistä, sarjaan kytkettyä haihdutinta 1 ja 2, joiden läpi johtoja 3, 4 ja 5 myöten kulkeva haihdutettava neste johdetaan. Haihdutus suoritetaan höyryllä, joka muodostuu pääosin siitä höyrystä, joka erottuu haihdutettavasta nesteestä haihdutti-missa 1 ja 2. Tämä haihdutettavasta nesteestä saatava höyry poistetaan haihduttimista 1 ja 2 kanaviin 6 ja 7 ja johdetaan edelleen kanavien 8, 9 ja 10 kautta lämmityshöyrynä takaisin haihduttimiin. Kanavaan 7 liittyy kanava 11, jonka kautta laitteistoon on mahdollista tuoda ulkopuolista höyryä lämpö-tasapainon ylläpitämiseksi. Kanavisto 6-11 on varustettu kahdella puhaltimella 12 ja 13, jotka nostavat lämmityshöy-ryn painetta ja lämpötilaa. Puhallin 12 kanavassa 7 toimii apupuha 11imena, joka imee höyryä sarjan jälkimmäisestä haihduttimesta 2 ja puhaltaa sen pääpuhaltimena toimivan puhal-timen 13 imupuolelle. Pääpuha ltimeen 13 tulee lisäksi höyryä sarjan edellisestä haihduttimesta 1, joten kaikki haihdutukseen käytettävä lämmityshöyry tulee kulkemaan pääpuhal-timen kautta. Pääosa tästä höyrystä johdetaan lämmityshöy- 4 63863 ryksi sarjan edelliseen haihduttimeen 1 ja loppuosa johdetaan kanavan 10 kautta lämmityshöyryksi sarjan jälkimmäiseen haihduttimeen 2. Lämmityshöyrystä muodostuva lauhde poistetaan haihduttimista 1 ja 2 johtoihin 14 ja 15.

Esitetyssä laitteistossa voi apupuhaltimen 12 teho olla suuruusluokkaa 1/10 - 1/5 pääpuhaltimen 13 tehosta. Pää-puhallin 13 saatetaan toimimaan optimiolosuhteissa eikä sitä haihdutusprosessin aikana säädetä, mistä syystä sitä ei tarvitse varustaa energiaa kuluttavilla säätölaitteilla. Prosessin aikana tapahtuvasta haihdutinten 1 ja 2 likaantumisesta aiheutuva haihdutustehon putoaminen kompensoidaan yksinomaan apupuhallinta 12 säätämällä, ja tätä varten apupuhallin varustetaan invertteri1lä, johtosiipi-säätimellä tms. nostokorkeuden säätölaitteella. Kun pääosa haihdutuksesta tapahtuu sarjan edellisessä haihduttimessa 1 ja ainoastaan pieni osa höyrystä kulkee apupuhal-timen 12 kautta, ei epupuhaltimen säätölaitteella ole oleellista vaikutusta prosessin kokonaisenergiankulutukseen. Apupuhaltimen 12 säätö voi korkeilla haihdutussuhteilla perustua haihdutuksen lopputuotteen tiheyden mittaamiseen, ja säädön tarkkuudesta johtuen päästään prosessissa entistä korkeampaan lopputuotteen kiinteän aineen konsentraatioon,

Keksinnön sovellutuskohteista voidaan mainita esimerkkinä herajauheen valmistukseen käytettävän heran esikäsittely ennen kuivausvaihetta, joka voi tapahtua es im. sumutustorni-kuivaimessa. Tällaisessa esikäsittelyssä heran kiintoaine-pitoisuutta nostetaan käyttäen esim. kahta peräkkäistä haih-dutinta, joista edellinen nostaa kiintoainepitoisuuden 6 %:sta 20 %:iin ja jälkimmäinen 20 %:sta 60 %:iin. Tällaisessa prosessissa voi pääpuhallin olla teholtaan noin kuusinkertainen apupuhaltimeen verrattuna, ja prosessi voidaan mitoittaa niin, että tarvittavan ulkopuolisen lämmityshöyryn määrä on enintään muutama prosentti lämmityshöyryn kokonais- 6 3 8 6 3 5 määrästä. Lisäksi jälkimmäisessä haihduttimessa vallitseva kiehumislämpötila voidaan apupuhaltimen imun avulla järjestää matalammaksi kuin kiehumislämpötila edellisessä haihduttimessa.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset so-vellutusmuodot eivät rajoitu edellä esitettyyn esimerkkiin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa .

Claims (4)

1. Haihdutusmenetelmä, jossa haihdutus suoritetaan lämmi-tyshöyryn avulla käyttäen ainakin kahta peräkkäistä, haihdutettavan nesteen suhteen sarjaan kytkettyä haihdutinta (1,2) ja jossa lämmityshöyrynä käytetään haihdutettavasta nesteestä erotettua höyryä, jota johdetaan sekä sarjan edellisestä että sarjan jälkimmäisestä haihduttimes-ta puhaltimeen (13) tai vastaavaan laitteeseen, joka puhaltaa höyryn edelleen korkeammassa paineessa takaisin haih-duttimiin, tunnettu siitä, että puhallin (13), johon johdetaan höyryä sarjan kummastakin haihduttimesta (1,2), toimii pääpuhaltimena, jonka lisäksi menetelmässä käytetään apupuhallinta (12), joka puhaltaa sarjan jälkimmäisessä haihduttimessa (2) erottunutta höyryä ennen sen saapumista pää-pu haltimeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunne t-'γ t u siitä, että haihdutuksen lopputuotteen kiintoainepitoi-suus pidetään haihdutusprosessin aikana vakiona säätämällä apupuhaltimen (12) nnstokorkeutta.

3. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, johon laitteistoon kuuluu ainakin kaksi peräkkäistä, haihdutettavan nesteen suhteen sarjaan kytkettyä haihdutinta (1,2) sekä kanavisto (6,10), jonka kautta haihduttimissa nesteestä erottunutta höyryä johdetaan takaisin haihduttimiin lämmityshöyrynä käytettäväksi ja joka on varustettu puhaltimilla (12,13) tai vastaavilla höyryn painetta nostavilla laitteilla, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää pääpuhaltimen (13), joka on kanavien (6,7) välityksellä yhdistetty sarjan kumpaankin haihduttimeen (1,2) niin, että pääpuhaltimeen on johdettavissa höyryä kummastakin haihduttimesta, sekä lisäksi apupuhaltimen (12), joka on sijoitettu pääpuhaltimen edelle sarjan jäi- 6 3 8 e 3 7 kimmäisen haihduttimen (2) ja pääpuhaltimen väliseen kanavaan (7) .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että apupuhallin (12) on varustettu in-vertterillä, johtosiipisäätimellä tms. puhaltimen nosto-korkeuden säätölaitteella. 8 ^3363 1„ Avduns tningsförfarande, vid vilket avdunstningen utförs med hjälp a v uppvärmningsänga med användande av ätminstone tvä success i va, ί förhällande till vätskan som skall avdunstas seriekopp1 ade evaporatorer (1,2) och vid vilket som uppvärm-ningslnga anvands änga som separerats frän den vä t ska som skall avdunstas, och som leds bade frän seriens första och andra evaporator till en fläkt (13) eller motsvarande an-ordning, som bläser ängan vidare under ett högre tryck tillbaka till evaporatorerna, k ä n n e t c k n a t därav, att fläkten (13), till vilken änga leds fran seriens bäda evaporatorer (1,2), fungerar som huvudfläkt, förutom vilken vid förfarandet anvands en hjälpfläkt (12), som bläser änga separerad i seriens andra evaporator (2) fore dess ankomst till huvudf1äkten. 2„ Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat därav, att halten av fasta ämnen i avdunstningens slutprodukt hälls konstant under avdunstningsprocessen genom att reglera hjälpfläktens (12) lyfthöjd» 3» Anordning för utförande av förfarandet enligt patentkravet 1 eller 2, tili vilken anordning hör ätminstone tvä successive, i förhällande tili vätskan som skall avdunstas seriekopp1ade evaporatorer (1,2) samt ett kanalsystem (6,10), via vilket Inga som separerats frän vätskan i evaporatorerna leds tillbaka tili evaporatorerna för att användas som uppvärmningsänga och som är försedd med fläktar (12,13) eller motsvarande anordningar som höjer ängans tryck, k ä n n e t e c k n a d därav, att an-ordningen omfattar en huvudfläkt (13), som med kanalernas (6,7) förmedling är kopplad tili seriens bäda evaporatorer (1,2) sä, att tili huvudfläkten kan ledas änga frän bäda evaporatorerna, samt ytterligare en hjälpfläkt (12) , som är placerad före huvudfläkten i en kanal (7) belägen mellan seriens andra evaporator (2) och huvudfläkten.