FI94217C - Kalvotislaimen nesteenjakaja sekä tislaimen käyttö - Google Patents

Description

, 94217

Kalvotislaimen nesteenjakaja sekä tislaimen käyttö - Vätskepelare för en filmdestil-lerapparat samt användning av destillerapparaten 5 Tämän keksinnön kohteena on kalvotislaimen nesteenjakaja, jonka muodostaa kal-vomateriaalia olevan pussimaisen tislainelementin yläpäässä oleva lista, jossa on rinnakkaisia syöttökanavia höyrystettävän nesteen levittämiseksi poikittaissuunnassa elementin ulkopinnalle.

10 Kalvotislain on laite, joka muodostuu toisiaan vasten asetetuista litteistä pussimai-sista elementeistä, jotka ovat ohutta kalvomateriaalia, kuten muovikalvoa. Lämmönsiirto tapahtuu elementtien sisällä lauhtuvasta höyrystä kalvon läpi elementtien ulkopintoja pitkin valuvaan höyrystyvään nesteeseen. Lämmityshöyry on elementtien ulkopinnoilla syntynyttä höyryä, joka on kompressorin kautta syötetty element-15 tien sisään lauhtumaan prosessin lopputuotteena saatavaksi tisleeksi.

Kalvotislainten tyypillisenä käyttötarkoituksena on ollut makean veden valmistaminen merivedestä, minkä lisäksi niitä on alettu soveltaa myös kiintoainesta sisältävien suspensioiden haihdutuskäsittelyyn.

20 FI-kuulutusjulkaisussa 86961 on esitetty kalvotislaimen tislainelementti, jonka yläpäässä on kennorakenteinen päätylista, josta haihdutettavan nesteen syöttö elementin ulkopinnoille tapahtuu. Lista on varustettu sen toisesta päästä alkavilla rinnakkaisilla, viistoilla syöttökanavilla, jotka ovat yhteydessä elementtien sivulla olevaan 25 nestesäiliöön ja jotka jakavat höyrystettävän nesteen elementin pinnan koko levey delle. Näiden nesteensyöttökanavien lisäksi listat sisältävät myös höyrykanavat kompressorin paineistamalle, elementtien sisään menevälle höyrylle.

Mainitun tunnetun ratkaisun mukaisen kennolevystä muodostetun listan rinnakkai-30 sissa nesteensyöttökanavissa, jotka ovat samanlevyisiä mutta keskenään eripituisia, painehäviö kasvaa kanavien pituuden myötä siirryttäessä mainitun nestesäiliön puoleiselta elementin sivulta kohti elementin vastakkaista sivua. Tästä on seurauksena se, että nesteen leviäminen elementin poikittaissuunnassa on epätasaista ensin mainitun sivun, jolla nestekanavat ovat lyhyempiä, saadessa enemmän nestettä kuin ele-35 mentin vastakkainen sivu, jolle johtavat nestekanavat ovat pitempiä. Lisäksi haihdutettaessa kiintoainesta sisältäviä nestesuspensioita rinnakkaiset, säiliöstä alkavat ; syöttökanavat ovat osoittautuneet helposti tukkeutuviksi.

2 94217 Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa kalvotislaimen rinnakkaisia syöttöka-navia sisältävä listamainen nesteenjakaja, jossa mainitut tunnetun ratkaisun epäkohdat on vältetty. Keksinnölle on tunnusomaista se, että tislainelementin yläpäässä sijaitseva lista sisältää elementin poikittaissuuntaisen pääkanavan, josta rinnakkaiset, 5 elementin pinnalle johtavat syöttökanavat haarautuvat.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa pääkanava voidaan muodostaa oleellisesti siitä haarautuvia, keskenään suurin piirtein samanpituisia syöttökanavia leveämmäksi, jolloin pääkanava jakaa syöttökanaviin tasaisesti nestettä, joka leviää elementin pin-10 nalle sen poikittaissuunnassa oleellisesti tasaisena rintamana. Lisäksi on havaittu, että pääkanavassa aikaansaadulla turbulenssilla voidaan torjua syöttökanavien tukkeutumista, mikä tekee ratkaisun erityisen sopivaksi kiinteitä partikkeleita sisältävien nestesuspensioiden haihdutuskäsittelyyn.

15 Keksinnön erään erityisen edullisen sovellutusmuodon mukaan pääkanava on joh dettu listan läpi siten, että se jakaa osan nestevirtauksesta syöttökanaviin loppuosan poistuessa pääkanavan poistopäästä. Kiintoainesta sisältäviä nestesuspensioita käsiteltäessä pääkanavan nestevirtauksessa synnytetyn turbulenssin on havaittu pitävän kiinteät partikkelit pääasiallisesti pääkanavan virtauksessa, jossa ne päätyvät kana-20 van poistopäähän joutumatta syöttökanavien kautta tislainelementtien kalvopinnoil-le. Syöttökanaviin ja elementtien pinnoille erottuu pääasiassa vain nestefaasia. Etuna on syöttökanavien aukipysymisen lisäksi se, että elementtien puhdistustarve pienenee.

25 Yllä sanottua edesauttaa, jos pääkanava on oleellisesti tasaleveä ja loivasti alaspäin viettävä ja syöttökanavat haarautuvat pääkanavasta takaviistoon.

Höyrystettävän nesteen tasaista jakoa ajatellen nesteenjakajan muodostava lista on edullista konstruoida siten, että se käsittää kaksi pääkanavaa, jotka sijaitsevat ele-30 mentin eri puoliskoissa, ja että kummastakin pääkanavasta haarautuvat syöttökanavat suuntautuvat kohti elementin pystysuuntaista keskiviivaa. Pääkanavien sisään-': tulo ja poistopäät voivat tällöin sijaita listan vastakkaisissa päädyissä kummankin pääkanavan tehdessä noin 180° mutkan elementin keskiviivan tuntumassa, jolloin syöttökanavat haarautuvat pääkanavasta mainitun mutkan ja pääkanavan poistopään 35 välisellä osuudella. Pääkanavassa ennen syöttökanavien haarautumiskohtia sijaitsevan mutkan avulla pääkanavassa kulkeva virtaus saadaan tehokkaasti turbulenssiin, ; ja syöttökanavien suuntauksella varmistetaan se, ettei elementin keskelle jää nestettä vaille jäävää kuollutta aluetta.

3 94217

Keksinnön mukainen nesteenjakaja on edullista liittää pussimaiseen tislainelement-tiin siihen kiinteästi kuuluvana päätylistana. Lista voi sinänsä tunnettuun tapaan käsittää myös elementin sisään johtavat höyrykanavat. Toisaalta on mahdollista, että keksinnön mukainen listamainen nesteejakaja muodostaa kalvotislaimessa erillisen, 5 pussimaisista tislainelementeistä irrallaan olevan elementin.

Keksinnön kohteena on myös edellä esitetyillä, keksinnön mukaisilla nesteenjakajil-la varustetun kalvotislaimen käyttö kiinteitä partikkeleja sisältävän nestesuspension ja etenkin kuitususpension, kuten selluloosan keiton jäteliemen, haihdutuskäsitte-10 lyyn. Näiden käyttösovellutusten suhteen viitataan patenttivaatimuksiin 9 ja 10.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 15 kuvio 1 esittää kalvotislaimen pussimaisen tislainelementin yläpäätä nesteenjaka-jana toimivine listoineen edestä nähtynä ja kuvio 2 esittää kahden vierekkäisen tislainelementin yläpäitä nesteenjakolistoineen leikkauksena II-II kuviosta 1.

20 Piirustuksen mukaiset tislainelementit 1 kuuluvat kalvotislaimeen, joka voi käsittää suuren määrän keskenään samanlaisia elementtejä kuvion 2 mukaisesti toinen toisiaan vasten asetettuina. Kukin elementti 1 käsittää kahden reunoistaan 2 yhteensau-matun, pistehitseillä 3 tai vastaavilla toisiinsa liitetyn kalvokerroksen 4 muodostaman pussin sekä elementin yläpäässä sijaitsevan elementin poikittaissuuntaisen 25 päätylistan 5, joka toimii nesteenjakajana. Lista 5 on tarkoitettu syöttämään elementin ulkopinnan muodostavalle kalvopinnalle 4 nestettä, joka höyrystyy elementin sisään kalvokerrosten väliin syötetystä lauhtuvasta höyrystä tapahtuvan lämmönsiirron vaikutuksesta. Lämmityshöyrynä käytetään elementtien kalvopinnoilla 4 muodostunutta höyryä, joka kierrätetään elementtien sisään kompressorin (ei esitetty) 30 kautta.

•

Nesteenjakajana toimiva elementin päätylista 5 sisältää elementin vasemmassa ja oikeassa puoliskossa olevat kanavistot, jotka ovat kuvion 1 mukaisesti toistensa peilikuvia. Kumpikin kanavisto käsittää leveämmän pääkanavan 6, jonka sisääntuloja 35 poistopäät 7, 8 sijaitsevat listan päässä 9 ja joka tekee noin 180°:n mutkan 10 lähellä elementin pystysuuntaista keskiviivaa (katkoviiva 11 kuviossa 1). Mutkan 10 ja poistopään 8 välillä pääkanava 6 on tasaleveä ja loivasti alaspäin viettävä, ja tällä välillä siitä haarautuu kampamaisesti joukko elementin kalvopinnalle 4 johtavia 4 94217 syöttökanavia 12, jotka ovat keskenään samanpituisia ja suunnatut pääkanavasta takaviistoon kohti mainittua elementin keskiviivaa 11. Vasemmanpuoleiseen kanavis-toon on kuviossa 1 piirretty virtaamaan haihdutettava kuitususpensio 13, kun taas oikeanpuoleinen kanavisto on varustettu ainoastaan virtauksia kuvaavilla nuolilla.

5 Käytännössä samaa nestesuspensiota luonnollisesti syötetään elementin kalvopin-nalle kummastakin kanavistosta.

Piirustuksessa esitetyn nesteejakajan 5 tarkoituksena on aikaansaada mahdollisim-10 man tasainen höyrystettävän nesteen levitys elementin kalvopinnalle 4. Lisäksi tarkoituksena on mahdollistaa kiinteitä partikkeleita sisältävän nestesuspension, kuten kuitususpension 13, haihdutuskäsittely käyttäen hyväksi pääkanavissa 6 tapahtuvissa virtauksissa aikaansaatavaa turbulenssia, joka havaintojen mukaan estää pääkanavasta haarautuvien syöttökanavien 12 tukkeutumista.

15

Esitetty listamainen nesteenjakaja 5 voidaan valmistaa esim. muovista sitomalla pääkanavia 6 ja syöttökanavia 12 rajaavat muotokappaleet 14 kahden vastakkaisen muovilevyn 15 väliin (vrt. kuvio 2). Mahdollista on, että listamaiseen nesteenjaka-jaan 5 yhdistetään myös elementtien 1 sisään johtavat höyrykanavat, joskin nämä on 20 keksinnön kannalta epäolennaisina jätetty piirustuksessa esittämättä. Edelleen on mahdollista, että nesteenjakajaan sisällytetään yhteiset tai erilliset nestekanavistot, jotka syöttävät nestettä saman elementin 1 kummallekin kalvopinnalle 4. Kuvion 2 mukaisessa ratkaisussa kukin nesteenjakaja 5 syöttää nestettä kahden vierekkäisen elementin 1 vastakkaisille kalvopinnoille 4. Vierekkäisten elementtien nesteenjaka-25 jät 5 on kuviossa 2 havainnollisuuden vuoksi piirretty toisistaan hieman erilleen, mutta käytännössä ne ovat tislaimen ollessa toiminnassa puristettuina toinen toisiaan vasten.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot eivät ra-30 joitu edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

• · «

Claims (10)

1. Kalvotislaimen nesteenjakaja (5), jonka muodostaa kalvomateriaalia olevan pussimaisen tislainelementin (1) yläpäässä oleva lista, jossa on rinnakkaisia syöttö-kanavia (12) höyrystettävän nesteen levittämiseksi poikittaissuunnassa elementin ul- 5 kopinnalle (4), tunnettu siitä, että lista (5) sisältää elementin (1) poikittaissuuntaisen pääkanavan (6), josta rinnakkaiset, elementin pinnalle (4) johtavat syöttökanavat (12) haarautuvat.

2. Vätskefördelare enligt patentkrav 1, kännetecknad av att huvudkanalen (6) förts genom listen (5) sä att den utdelar en del av vätskeströmmen tili matarkanaler 20 (12) medan resten avlägsnas genom huvudkanalens utloppsända (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nesteenjakaja, tunnettu siitä, että pääkanava 10 (6) on johdettu listan (5) läpi siten, että se jakaa osan nestevirtauksesta syöttökana- viin (12) loppuosan poistuessa pääkanavan poistopäästä (8).

3. Vätskefördelare enligt patentkrav 2, kännetecknad av att huvudkanalen (6), fran vilken matarkanalema (12) förgrenar sig, är väsentligt jämnbred och svagt nedät sluttande. 25 *

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen nesteenjakaja, tunnettu siitä, että pääkanava (6), josta syöttökanavat (12) haarautuvat, on oleellisesti tasaleveä ja loivasti alaspäin 15 viettävä.

4. Vätskefördelare enligt patentkrav 2 eller 3, kännetecknad av att matarkanaler-na (12) förgrenar sig snett bakät fran huvudkanalen (6).

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen nesteenjakaja, tunnettu siitä, että syöttö-kanavat (12) haarautuvat pääkanavasta (6) takaviistoon.

5. Vätskefördelare enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av 30 att matarkanalema (12) är sinsemellan väsentligt lika langa.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nesteenjakaja, tunnettu siitä, että syöttökanavat (12) ovat keskenään oleellisesti samanpituisia.

5 94217

6. Vätskefördelare enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av att listen innehäller tvä huvudkanaler (6) som är belägna i elementets (1) olika hal-vor och kanalema (12), som förgrenar sig frän vardera huvudkanalen, är riktade mot 35 den vertikala mittlinjen (11) i elementet.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nesteenjakaja, tunnettu siitä, että lista käsittää kaksi pääkanavaa (6), jotka sijaitsevat elementin (1) eri puoliskois- 25 sa, ja että kummastakin pääkanavasta haarautuvat syöttökanavat (12) suuntautuvat kohti elementin pystysuuntaista keskiviivaa (11).

7. Vätskefördelare enligt patentkrav 6, kännetecknad av att huvudkanalemas (6) inlopps- och utloppsändor (7, 8) ligger i listens (5) motsatta ändor (9) och att bäda 7 94217 huvudkanalema gör en sväng (10) av ungefar 180° i närheten av elementets mittlinje (11), varvid matarkanalema (12) förgrenar sig frän huvudkanalen pä sträckan mellan nämnda sväng och huvudkanalens utloppsända (8). 5 8. Vätskefördelare enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av att listen (5) utgör en integrenad del i det päsformiga destillerelementet (1).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen nesteenjakaja, tunnettu siitä, että pääkanavien (6) sisääntulo-ja poistopäät (7,8) sijaitsevat listan (5) vastakkaisissa päädyissä (9) 30 kummankin pääkanavan tehdessä noin 180°:n mutkan (10) elementin keskiviivan : (11) tuntumassa, jolloin syöttökanavat (12) haarautuvat pääkanavasta mainitun mutkan ja pääkanavan poistopään (8) välisellä osuudella.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nesteenjakaja, tunnettu siitä, 35 että lista (5) on kiinteästi osana pussimaista tislainelementtiä (1). : 9. Kalvotislaimen, jossa höyrystettävän nesteen syöttö kalvomateriaalia olevien pussimaisten tislainelementtien (1) ulkopinnoille (4) tapahtuu elementtien yläpäissä 6 94217 olevista listamaisista nesteenjakajista (5), joista kussakin on ainakin yksi jakajan läpi johdettu elementin poikittaissuuntainen pääkanava (6) sekä tästä haarautuvia rinnakkaisia, elementin pinnalle johtavia syöttökanavia (12), käyttö kiinteitä partikkeleja sisältävän nestesuspension (13) haihdutuskäsittelyyn. 5

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kalvotislaimen käyttö kuitususpension (13) haihdutuskäsittelyyn. 10 1. Vätskefördelare (5) för en filmdestillerapparat som utgöres av en list som ligger i en övre ända av ett av filmmaterial bestäende päsformigt destillerelement (1) och som innehäller bredvid varandra liggande matarkanaler (12) för utdelning av en vätska som skall avdunstas i tvärriktning pa elementets utsida (4), kännetecknad av att listen (5) innehäller en i elementets (1) tvärriktning löpande huvudkanal (6) frän 15 vilken de tili elementets yta (4) ledande bredvid varandra liggande matarkanalema förgrenar sig.

9. Användning av en filmdestillerapparat, i vilken vätskan som skall avdunstas tili utsidor (4) av päsformiga, av filmmaterial bestaende destillerelement (1) inmatas ge- 10 nom i elementens övre ändor belägna listformade vätskefördelare (5), var och en av vilka har ätminstone en i elementets tvärriktning genom fördelaren löpande huvud-kanal (6) samt frän denna förgrenande, bredvid varandra liggande, tili elementets yta ledande matarkanaler (12), för avdunstning av en vätskesuspension (13) som inne-häller fasta partiklar. 15

10. Användning av en filmdestillerapparat enligt patentkrav 9 för avdunstning av en fibersuspension.