FI68364C - Foerfarande foer eliminering av temperaturvaexlingar hos en maarvaetska som skall destilleras - Google Patents

Description

68364

Menetelmä tislauslaitteeseen syötettävän tislattavan nesteen lämpötilavaihteluiden eliminoimiseksi Förfarande för eliminering av temperaturväxlingar hos en matarvätska som skall destilleras

Keksinnön kohteena on menetelmä tislauslaitteeseen syötettävän tislattavan nesteen lämpötilavaihteluiden eliminoimiseksi, jossa menetelmässä syöttövesi saatetaan virtaamaan ensimmäistä haaralinjaa myöten tisleläm-mönvaihtimen läpi ja toista haaralinjaa myöten jätevesilämmönvaihtimen 5 läpi syöttöveden esilämmittämiseksi, jossa menetelmässä jätevesi saate taan virtaamaan tislauslaitteesta jätevesilinjaa myöten jätevesilämmön-vaihtimeen jäteveden sisältämän lämmön talteenottamiseksi, ja jossa menetelmässä tisleen, höyryn ja kaasujen seos johdetaan tislauslaitteesta virtauslinjaa myöten kaasunpoistolämmönvaihtimeen, jossa mainitun seok-10 sen sisältämä lämpö otetaan talteen ja talteenottettua lämpöä käytetään hyödyksi syöttöveden esilämmityksessä johtamalla syöttövesi mainitun tislelämmönvaihtimen ja mainitun jätevesilämmönvaihtimen jälkeen kokoo-malinjaa myöten mainitun kaasunpoistolämmönvaihtimen läpi ja edelleen putkimaista yhdettä myöten tislauslaitteeseen.

15

Tislauslaitteissa, kuten esim. termokompressoriperiaatteella toimivissa tislauslaitteissa, kehittyy käytön aikana ilmaa, joka on poistettava tislauslaitteesta. Termokompressoriperiaatteella toimivan tislaus-laitteen osalta viitataan tekniikan tasona esim. FT-patenttiin n:o 20 61 999. Kaikissa tunnetuissa tislauslaitteissa ilmanpoisto järjeste tään siten, että tislauslaitteessa on ilmanpoistoreiät, joiden kautta ilma pääsee purkautumaan ympäristöön. Tällainen ratkaisu ei ole tis-lauslaitteen energiatalouden kannalta tietenkään edullinen.

25 Suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 831798 on esitetty menetelmä, jossa tislauslaitteessa käytön aikana syntyvät kaasut voidaan poistaa mielekkäällä tavalla ja käyttää hyödyksi. Tässä tunnetussa menetelmässä tisleen, höyryn ja kaasujen seos johdetaan tislauslaitteesta virtauslinjaa myöten kaasunpoistolämmönvaihtimeen, jossa seoksen sisältämä lämpö 30 68364 otetaan talteen ja talteen otettua lämpöä käytetään hyödyksi syöttöveden esilämmityksessä johtamalla syöttövesi tislelämmönvaihtlmen ja jätevesi-lämmönvaihtimen jälkeen kokomalinjaa myöten kaasunpoistolämmönvaihtimen läpi ja edelleen putkimaista yhdettä myöten tislauslaitteeseen.

5

Tislauslaitteissa, kuten esim, termokompressoriperiaatteella toimivissa tislauslaitteissa, esiintyy myös toinen haitallinen ongelma. Tislauslaitteeseen syötettävän tislattavan nesteen lämpötila voi vaihdella hyvinkin huomattavasti. Tästä on seurauksena se, että tislauslaitteen si-1Q säilä lämpötila vaihtelee, joka on haitallinen ilmiö. Lämpötilan vaih telu tislauslaitteen sisällä täytyy eliminoida tai stabiloida jollakin tavalla.

Nykyisin tunnetuissa ratkaisuissa lämpötilavaihteluiden stabilointi on ^5 ratkaistu seuraavasti. Tislauslaitteeseen johtava putkimainen yhde on sovitettu kulkemaan sähkölämmitteisen kuumennuselimen kautta, jolloin tislauslaitteeseen syötettävän tislatun nesteen lämpötilaa kohotetaan ulkopuolisen sähköenergian avulla, mikäli syötettävän tislattavan nesteen lämpötila on liian alhainen.

20 Tämä tunnettu ratkaisu on epätyydyttävä ja ennen kaikkea epätaloudellinen. On huomattava, että syöttöveden minimi- ja maximilämpötilojen ero saattaa olla jopa noin 20°C. Tämä on siten noin 1/3 kokonaisesilämmön vaihdosta. Jos tämä lämpömäärä joudutaan tuomaan stabiloinnin vuoksi 25 ulkopuolisella sähköenergialla, on sen suuruus samaa luokkaa kuin termo- kompressorin ottama energia.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin tis-lauslaitteisiin. Keksinnön yksityiskohtaisempana päämääränä on aikaan-3q saada menetelmä, jossa tislauslaitteeseen syötettävän tislattavan nes teen lämpötilavaihtelut voidaan eliminoida yksinkertaisella ja taloudellisessa tavalla.

Keksinnön päämäärät saavutetaan menetelmällä, jolle on pääasiallisesti 35 tunnusomaista se, että kaasunpoistolämmönvaihdin, tislelämmönvaihdin ja jätevesilämmönvaihdin muodostetaan kapasiteetiltaan niin suuriksi, että tislauslaite toimii syöttöveden minimilämpötilan olosuhteissa ilman 68364 ulkopuolisen energian tarvetta, ja että mainittuun ensimmäiseen haara-linjaan on järjestetty ohivirtauslinja, jonka kautta osa syöttövedestä johdetaan kulkemaan mainitun tislelämmönvaihtimen ohitse mainittuun kokoomaIinjaan, mikäli syöttöveden lämpötila on suurempi kuin mainittu 5 minimilämpötila.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä on oivallettu rakentaa kaasunpoisto-lämmönvaihdin, tislelämmönvalhdin ja jätevesilämmönvaihdin kapasiteetiltaan niin suuriksi, että tislauslaite toimii ilman ulkopuolista ener-10 giantarvetta syötettävän tislattavan nesteen minimilämpötila olosuhteissa.

Toiseksi syöttölinjan tislelämmönvaihtimen läpi kulkevaan haaraan on järjestetty ohivirtaushaara, jonka kautta osa syötettävästä tislattavasta nesteestä johdetaan kulkemaan tislelämmönvaihtimen ohitse kaasunpoisto-lammönvaihtimeen johtavaan linjaan, mikäli syötettävän tislattavan nes-15 teen lämpötila on suurempi kuin syötettävän tislattavan nesteen minimi- lämpötila. Tällainen ohivirtaushaara on varustettu virtauskuristimella, jota tislauslaitteen sisälle sovitettu termostaatti ohjaa.

Keksinnön mukainen ratkaisu lisää luonnollisesti tislauslaitteen koko-20 naiskuluja noin 10 %. Toisaalta keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa energian säästön, joka on suuruusluokkaa jopa noin 50 %, jonka johdosta keksinnön mukainen ratkaisu on kokonaisvaikutukseltaan huomattavasti edullisempi kuin aikaisemmin tunnettu ratkaisu, jossa käytetään ulkopuolista sähköenergiaa.

25

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuviossa esitettyyn keksinnön periaateratkaisuun, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

30 Piirustuksen kuviossa tislauslaltetta on merkitty yleisesti viitenumerol la 10. Tislauslaite 10 voi olla rakenteeltaan mikä tahansa tislauslaite ja esimerkiksi termokompressoriperiaatteella toimiva tislauslaite, joka on esitetty FI-patentissa n:o 61 999. Viitenumerolla 11 on merkitty kaa-sunpoistolämmönvaihdinta. Viitenumerolla 12 on merkitty tislelämmönvaih-35 dinta ja vastaavasti viitenumerolla 13 jätevesilämmönvaihdinta. Viite numerolla 14 on merkitty tislattavan nesteen syöttölinjaa. Linja 14 jakaantuu haaroihin 14a ja 14b ja haara 14a kulkee tislelämmönvaihtimen 4 68364 12 läpi ja vastaavasti haara 14b jätevesilämmönvaihtiinen 13 läpi. Viitenumerolla 15 on merkitty haarojen 14a ja 14b kokoomalinjaa.

Tisleen, höyryn ja kaasun seos johdetaan tislauslaitteesta 10 putki-5 maista yhdessä 16 myöten kaasunpoistolämmönvaihtimeen 11. Tämä seosvir- taus lauhdutetaan kaasunpoistolämmönvaihtimessa 11 nesteeksi ja kaasut pääsevät purkautumaan kaasunpoistoreiän 17 kautta ympäristöön. Talteen otettu lämpöenergia on sovitettu lämmittämään linjaa 14,14a,14b ja 15 pitkin virtaavaa syöttövettä. Syöttövesi johdetaan kaasunpoistolämmön-10 vaihtimen 11 jälkeen linjaa 20 pitkin tislauslaitteeseen 10. Kaasun- poistolämmönvaihtimen 11 alaosaan on järjestetty putkimainen yhde 18, jonka kautta tisle poistetaan käyttöä varten. Tislauslaitteesta 10 johtaa putkimainen yhde 19 jätevesilämmönvaihtimeen 13 ja jätevesi virtaa tätä linjaa 19 pitkin ja luovuttaa lämpönsä jätevesilämmönvaihtimeen 13.

15

Esitetty ratkaisu mahdollistaa tislauslaitteessa 10 muodostuvan kaasun sekä höyryn sisältämän lämpöenergian mielekkään poistamisen ja hyödyntämisen. Tämän johdosta ratkaisua käytettäessä tislauslaitteessa 10 ei tarvita erillistä syöttöveden etulämmitystä, vaan tislelämmönvaihtimen 20 12 ja jätevesilämmönvaihtimen 13 sekä kaasunpoistolämmönvaihtimen 11 yhteenvaikutuksella voidaan syöttövettä lämmittää riittävässä määrässä.

Keksinnön perusoivalluksen mukaisesti esilämmönvaihtimet 11, 12 ja 13 on rakennettu kapasiteetiltaan niin suuriksi, että tislauslaite 10 toimii 25 syötettävän tislattavan nesteen minimilämpötilan olosuhteissa ilman ulkopuolisen energian tarvetta. Toiseksi haaralinjaan 14a on järjestetty ohivirtauslinja 22, jota myöten osa syöttövedestä johdetaan tislelämmön-vaihtimen 12 ohitse kokoomalinjaan 15, mikäli syöttöveden lämpötila T on suurempi kuin minimilämpötila T ^ . Ohivirtauslinja on varustettu sää-30 dettävällä virtauskuristimella 23, jota tislauslaitteen 10 sisälle sovi tettu termostaatti 21 on sovitettu ohjaamaan.

Käytännössä syöttöveden T on noin +5°C ja vastaavasti T noin +25°C. Syöttöveden lämpötilan T vaihdellessa minimi- ja maximilämpötilojen 15 T . ia T välillä, termostaatti 21 antaa automaattisesti ohjausimpuls- min J max sin säädettävälle virtauskuristimelle 23, joka säätää portaattomasti ohi-virtauslinjassa 22 kulloinkin kulkevan syöttöveden määrän.

Il 68364

Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön periaateratkaisu ja alan ammattimiehelle on selvää, että siihen voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (3)

6 68364

1. Menetelmä tislauslaitteeseen syötettävän tislattavan nesteen lämpötilavaihteluiden eliminoimiseksi, jossa menetelmässä syöttövesi saatetaan virtaamaan ensimmäistä haaralinjaa (14a) myöten tislelämmönvaihti-men (12) läpi ja toista haaralinjaa (14b) myöten jätevesilämmönvaihti-5 men (13) läpi syöttöveden esilämmittämiseksi, jossa menetelmässä jäte vesi saatetaan virtaamaan tislauslaitteesta (10) jätevesilinjaa (19) myöten jätevesilämmönvaihtimeen (13) jäteveden sisältämän lämmön tal-teenottamiseksi, ja jossa menetelmässä tisleen, höyryn ja kaasujen seos johdetaan tislauslaitteesta (10) virtauslinjaa (16) myöten kaasunpoisto-10 lämmönvaihtimeen (11), jossa seoksen sisältämä lämpö otetaan talteen ja talteenotettua lämpöä käytetään hyödyksi syöttöveden esilämmityksessä johtamalla syöttövesi mainitun tislelämmönvaihtimen (12) ja mainitun jätevesilämmönvaihtimen (13) jälkeen kokoomalinjaa (15) myöten mainitun kaasunpoistolämmönvaihtimen (11) läpi ja edelleen putkimaista yhdettä 15 (20) myöten tislauslaitteeseen (10), tunnettu siitä, että kaa- sunpoistolämmönvaihdin (11), tislelämmönvaihdin (12) ja jätevesilämmön-vaihdin (13) muodostetaan kapasiteetiltaan niin suuriksi, että tislaus-laite (10) toimii syöttöveden minimilämpötilan ) olosuhteissa ilman ulkopuolisen energian tarvetta, ja että mainittuun ensimmäiseen haara-20 linjaan (14a) on järjestetty ohivirtauslinja (22), jonka kautta osa syöt- tövedestä johdetaan kulkemaan mainitun tislelämmönvaihtimen (12) ohitse mainittuun kokoomalinjaan (15), mikäli syöttöveden lämpötila (T) on suu-rempin kuin mainittu minimilämpötila (T ^ )·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohivirtauslinjassa (22) virtaavan syöttöveden määrää säädetään säätöelimellä (23), jota tislauslaitteen (10) sisälle sovitettu termostaatti (21) on sovitettu ohjaamaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätölaitteena (23) käytetään säädettävää virtauskuristinta. I!