FR2554826A1

FR2554826A1 - Continuous very low-pressure generator with low energy consumption

Info

Publication number: FR2554826A1
Application number: FR8318165A
Authority: FR
Original assignee: CEZILLY FRANCOIS
Current assignee: CEZILLY FRANCOIS
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1985-05-17

Abstract

Device intended for achieving energy savings and for suppressing atmospheric pollutions on columns for the deodorisation of food oils and fats and on the devices operating on the same principle. Device made in two variations, one operating at a temperature greater than 0 DEG C, the other operating at a temperature below 0 DEG C. In the first variation, the gaseous mixture is conveyed from the fatty acid condenser B into a steam ejector 2, where its pressure is raised between 10 and 20 mb. The gaseous mixture is then conveyed into a cyclone 4, where its temperature is lowered by water injection. The temperature lowering causes condensation or congealing of the fats, which are separated from the remainder of the gaseous mixture by the cyclone. The gaseous mixture is conveyed into a barometric column 11 designed so that the few fat particles, which have escaped from the cyclone, are not able to form compact blocks therein and so that condensation of the vapours is perfect. In the second variation, the gaseous mixture, under very low pressure, is conveyed into the cyclone 4, where it is cooled by virtue of the injection of a small quantity of water which evaporates. The fats included in the mixture solidify and are separated from the gaseous mixture, which now comprises only steam and air. The mixture is conveyed into a vessel 26 containing plates 27, which are cooled by a refrigerating circuit 28. Brine descends from plate to plate in countercurrent to the gaseous mixture. The steam condenses. Only air arrives from the vessel 26 from where it is extracted via a system 24. The brine is regenerated in an evaporator 31, supplied with energy by the refined oil exiting from the column A.

Description

séparés du mélange gazeux, qui ne comprend plus que de la vapeur d'eau et de l'air. separated from the gas mixture, which now only includes water vapor and air.

Le mélange est envoyé dans une cuve 26 à plateaux 27. qui sont réfrigérés par un drcuit frigorifique 28. De la saumure descend de plateau en plateau à contre courant du mélange gazeux. La vapeur se condense. Seul rai1r arrive de !a cuve 26 d'où il est extrait par un système 24.La saumure est régéné- rée dans un évaporateur 31, alimenté en énergie par l'huile raffinée sortant de la colonne A
E X P O S.E
L'industrie des huiles alimentaires et des corps gras utilise des dispositifs dénommés g colonnes de désodorisation " , qui absorbent les odeurs des produits traités , c'est à dire séparent les acides gras les composant des aldéhydes, qui donnent aux produits une odeur désagréable
Le dispositif général est le suivant ( schéma annexe 1 ) .L'huile brute est envoyée dans une colonne à plateaux A . Elle descend par gravité de plateau en plateau de haut en bas de la colonne . Elle est portée à une température de 220 à 240 C et soumise à une pression de 1,5 à 3 mb , qui sont les conditions de température et de pression nécessaires à l'évaporation des aldéhydes , des esthers et même de certains acides gras
Par le pied de la colonne on envoi t de faibles quantités de vapeur d'eau , qui remonte dans la colonne en entrainant par action méca nique les vapeurs d'aldéhydes et d'acides gros . On sait que pour 4 tonnes d'huile traitée par heure , la la quantité de vapeur envoyée dons la colonne est d'environ 100 kgs .Ce sont ces données que nous prendrons pour exemple , afin de démontrer les capacités du dispositif selon la présente Demonde de Brevet d'invention . The mixture is sent to a tank 26 with trays 27. which are refrigerated by a refrigerating product 28. Brine descends from tray to tray against the flow of the gas mixture. The vapor condenses. Only rai1r arrives from tank 26 from which it is extracted by a system 24. The brine is regenerated in an evaporator 31, supplied with energy by the refined oil leaving column A
EXPO SE
The edible oils and fats industry uses devices called "deodorization columns", which absorb the odors of the treated products, ie separate the fatty acids that make them up from aldehydes, which give the products an unpleasant odor
The general arrangement is as follows (diagram in annex 1). The crude oil is sent to a column with trays A. It descends by gravity from plateau to plateau from top to bottom of the column. It is brought to a temperature of 220 to 240 C and subjected to a pressure of 1.5 to 3 mb, which are the temperature and pressure conditions necessary for the evaporation of aldehydes, esthers and even certain fatty acids.
Small amounts of water vapor are sent through the bottom of the column, which go up into the column, causing by mechanical action the vapors of aldehydes and coarse acids. We know that for 4 tonnes of oil treated per hour, the quantity of steam sent to the column is around 100 kg. These are the data that we will take as an example, in order to demonstrate the capabilities of the device according to this Demonde of Patent of invention.

Le mélange gazeux sortant de la colonne est composé de
100 kg de vapeur d'eau / heure
4 kg de corps gros
4 kg d'air entré accidentellement dans la colonne
et une certaine quantité d'acides gras
Les caractéristiques physiques de ce dernier sont par exemple les suivantes : pression 2 mb , température 2200 C
Le mélange passe alors par un condenseur à acides gras B dans le quel do température est ramenée à 80 C , permettant la condensation des acides gras .Il ne reste plus que la vapeur d'eau , les aldéhy des et l'air , qui à 80 C et sous une presson de 3 mb représen - tent un volume approximotidf de 54 000 m3 / heure
Jusqu'à ce jour le dispositif utilisé , pour procéder à une telle extraction était le suivant ( Schéma annexe 1
- action d'un éjecteur de vapeur C portant la pression du mé lange à 50 mb et consommant 1 650 kg de vapeur motrice par heure
- action d'une colonne barométrique D condensant la majeure partie de la vapeur et les aldéhydes , sous une pression de 50 mb et par conséquent à une températuXe de 34 C .L'eau circulant dans la colonne barométrique fait l'objet d'un circuit fermé, dont une partie correspondant à la vapeur d'eau et aux aldéhydes , est rejetée au niveou d'un bac de décantation * L'eau est refroidie par un refroidis seur atmosphérique . The gas mixture leaving the column is composed of
100 kg of steam / hour
4 kg of large body
4 kg of air accidentally entered the column
and a certain amount of fatty acids
The physical characteristics of the latter are for example the following: pressure 2 mb, temperature 2200 C
The mixture then passes through a condenser with fatty acids B in which the temperature is brought down to 80 C, allowing the condensation of fatty acids. All that remains is water vapor, aldehydes and air, which at 80 C and under a 3 mb presson represent an approximate volume of 54,000 m3 / hour
To date, the device used to carry out such an extraction was as follows (Diagram annex 1
- action of a steam ejector C bringing the mixture pressure to 50 mb and consuming 1,650 kg of driving steam per hour
- action of a barometric column D condensing most of the vapor and the aldehydes, under a pressure of 50 mb and therefore at a temperature of 34 C. The water circulating in the barometric column is the subject of a closed circuit, part of which corresponds to water vapor and aldehydes, is discharged to the level of a settling tank * The water is cooled by an atmospheric cooler.

- action d'un nouvel éjecteur à vapeur E reprenant les pro duits non condensés dans la colonne barométrique et les portant à une pression de 1 bar avant de les éjecteur dans l'atmosphère . Cette opération nécessite environ 350 kg de vapeur motrice par heure
Il ressort de cette description, qu'outre la consommation des moteurs électriques nécessaires au fonctionnement des refroidisseurs atmos phériques et des pompes , la consommation du dispositif actuel est de l'ordre de 2 000 kg de vapeur / heure pour 4 tonnes d'huile traitée dans le même temps
Comme il s'agit de vapeur perdue , les besooins énergétiques- néces soires à son élaboration sont d'environ 0,650 thermie I kg vapeur,, soit pour une usine produisant 4 tonnes d'huile / heure et 5 500 heures / An
2 000 . 0,65 . 5 500 = 7 150 000 thermies / An
Le rendement de la chaudière étant supposé de 80 % , cela implique une consommation de
7 150 000 . ( 1/0,8 ) = 8 937 500 thermies I An
Le PCI du fuel lourd étant de 9 750 thermies / tonne , cella représente une consommotion de
8 937 500 / 9 750 = 916 tonnes fuel lourd / An
Ceci amène à une dépense , dans les conditions économiques de
Novembre 1983 , de
916 . 1 600 Fr / t = 1 460 000 Fr / An
Le dispositif objet de la présente Demonde de Brevet d'invention se propose de réduire dans des proportions de 80 à 90 % la dépense d'énergie calculée ci dessus
Ce dispositif existe en deux vrrionteS , l'une fonctionnont à la tem pérature de 33 ç C environ correspondant à la pression de condensa tion de la vapeur d'eau à 50 mb ,l'autre fonctionnant à des tempéra tures inférieures à O o C correspondant à la pression de condensa tion de la vapeur d'eau sous 1,5 à 3 mb
Ces deux variantes ont en commun le principe de la séparation des aldéhydes du reste du mélange gazeux par condensotion ou par congéla tion dans un cyclone
1.PREMIERE VARIANTE DU DISPOSITIF
DESCRIPTION ET FONCTIONNEMENT ( Schéma annexe 2
Tous les chiffres indiqués correspondent à une colonne de désodorisation traitant 4 tonnes d'huile / heure et fonctionnant 5 500 heures par An , sous une pression de 3 mb
Le mélange gazeux sort de la colonne de désodorisation A et passe par le condenseur à acides gras B .Il comprend
100 kg de vapeur d'eau
4 kg de corps gros
4 kg d'air entré au cours du processus
Ses caractéristiques sont les suivantes
T : 80 ç C
P : 3 mb
V : 54 000 m3
Il sort du condenseur B par la conalisoion 1 , qui l'qmène à un éjecteur à vapeur 2 , où sa pression est portée de 10 à 20 mb
On a calculé que la consommation de vapeur motrice d'un tel éjecteur est de 125 kg / heure pour une pression de sortie de 10 mb et de 260 kg pour une pression de 20 mb .Nous prendrons pour exemple le cas d'une pression de 10 mb
Le mélange gazeux sortant de l'éjecteur à vapeur 2 contient donc
225 kg de vapeur d'eau
4 kg de corps gras 4 kg d'air d air
Ses caractéristiques sont les suivantes
T : 100 C
P : 3 mb
V : 37 500 m3
Il quitte l'éjecteur à-vapeur 2 par la canalisation 3 en direc tion d'un cyclone 4 dans lequel on injecte par une canalisation 5 et un injecteur 6 une faible quantité d'eau à température ambiante 15 C par exemple , qui se vaporise sous l'effet de la pression de 10 mb .Mais cette eau a besoin , pour se vaporiser sous 10mb d'une quantité d'énergie égale à
600 - 15 = 585 Kcal / kg
Elle prend cette énergie à l'ambiance dans laquelle elle se trouve c'est à dire au mélange gazeux entrant dans le cyclone . On peut ainsi par injection d'eau aboissot la température du mélange gazeux
On a calculé qu'il suffisait d'injecter environ 12 kg d'eau par la canalisation 5 dans le cyclone , pour ramener la température du mélange gazeux à 33 C et l'on sait qu'à cette tempérture les aldé hydes , entrainés par la vapeur d'eau , se condensent ou se solidi fient suivant les cas .La densité des corps gazeux sous la pression de 10 mb dans le cyclone étant à peu prés égale à 12 / 1 000 000 de la densité des corps gros condensés ou solidifiés , la séparation due à la force centrifuge , entre les corps gras et le mélange gazeux est excellente . On note que les corps gros retenus dans le cyclone 4 sont en faible quantité ( 4 kg / heure ) . Ils peuvent être stoc kés pendant plusieurs centaines d'heures dans le cyclone . Lors de l'arrêt de la colonne de désodorisation on envahit dans le cyclone par une conalisation 7 de la vapeur d'eau issue de la chaudière , qui dissout les corps gros solidifiés . Le tout est extrait du cyclone 4 par une pompe 8 . - action of a new steam ejector E taking the products not condensed in the barometric column and bringing them to a pressure of 1 bar before ejecting them into the atmosphere. This operation requires approximately 350 kg of driving steam per hour
It emerges from this description, that in addition to the consumption of electric motors necessary for the operation of atmospheric coolers and pumps, the consumption of the current device is of the order of 2000 kg of steam / hour for 4 tonnes of oil treated at the same time
As this is lost steam, the energy requirements necessary for its development are approximately 0.650 therms per kg of steam, i.e. for a factory producing 4 tonnes of oil / hour and 5,500 hours / year
2,000. 0.65. 5,500 = 7,150,000 therms / year
The boiler efficiency being assumed to be 80%, this implies a consumption of
7,150,000. (1 / 0.8) = 8,937,500 therms I Year
The PCI of heavy fuel oil being 9,750 therms / tonne, this represents a consumption of
8,937,500 / 9,750 = 916 tonnes heavy fuel oil / Year
This leads to an expense, under the economic conditions of
November 1983, from
916. 1,600 Fr / t = 1,460,000 Fr / Year
The device which is the subject of the present invention patent proposes to reduce the energy expenditure calculated above by 80 to 90%.
This device is available in two versions, one operating at a temperature of around 33 ç C corresponding to the condensing pressure of water vapor at 50 mb, the other operating at temperatures below O o C corresponding to the condensing pressure of the water vapor under 1.5 to 3 mb
These two variants have in common the principle of the separation of the aldehydes from the rest of the gas mixture by condensing or by freezing in a cyclone.
1. FIRST VARIANT OF THE DEVICE
DESCRIPTION AND OPERATION (Annex 2 diagram
All the figures indicated correspond to a deodorization column treating 4 tonnes of oil / hour and operating 5,500 hours per year, under a pressure of 3 mb
The gas mixture leaves the deodorization column A and passes through the fatty acid condenser B. It comprises
100 kg of steam
4 kg of large body
4 kg of air entered during the process
Its characteristics are as follows
T: 80 ç C
P: 3 mb
V: 54,000 m3
It leaves the condenser B via the conalisoion 1, which leads it to a steam ejector 2, where its pressure is increased from 10 to 20 mb
It has been calculated that the driving steam consumption of such an ejector is 125 kg / hour for an outlet pressure of 10 mb and 260 kg for a pressure of 20 mb. We will take the example of a pressure of 10 mb
The gas mixture leaving the steam ejector 2 therefore contains
225 kg of steam
4 kg of fat 4 kg of air
Its characteristics are as follows
T: 100 C
P: 3 mb
V: 37,500 m3
It leaves the steam ejector 2 via line 3 in the direction of a cyclone 4 into which a small amount of water at room temperature 15 ° C., for example, which is vaporized, is injected via line 5 and an injector 6 under the effect of the pressure of 10 mb. But this water needs, to vaporize under 10mb of an amount of energy equal to
600 - 15 = 585 Kcal / kg
It takes this energy from the atmosphere in which it is located, that is to say from the gas mixture entering the cyclone. It is thus possible by injection of water to lower the temperature of the gas mixture.
It has been calculated that it was enough to inject about 12 kg of water through line 5 into the cyclone, to bring the temperature of the gas mixture to 33 C and we know that at this temperature the aldehydes, entrained by water vapor, condense or solidify depending on the case. The density of gaseous bodies under pressure of 10 mb in the cyclone being approximately equal to 12 / 1,000,000 of the density of large condensed or solidified bodies , the separation due to the centrifugal force, between the fatty substances and the gas mixture is excellent. It is noted that the large bodies retained in cyclone 4 are in small quantity (4 kg / hour). They can be stored for several hundred hours in the cyclone. When the deodorization column stops, it is invaded in the cyclone by a conalisation 7 of the water vapor from the boiler, which dissolves the large solidified bodies. The whole is extracted from cyclone 4 by a pump 8.

Le mélange gazeux sortant du cyclone 4 par la canalisation 9 contient
237 kg de vapeur d'eau
4 kg d'air
Ses caractériques sont les suivantes
T : 330 C
P : 10 mb
V : 31 800 m 3
On note sur la canalisation 9 la présence d'une sonde thermique 10 qui permet de réguler le débit d'eau envoyée par la canalisation- 5 pour que la tempéroture de référence soit obtenue dans le cyclone .The gas mixture leaving cyclone 4 via line 9 contains
237 kg of steam
4 kg of air
Its characteristics are as follows
T: 330 C
P: 10 mb
V: 31,800 m 3
Note on the line 9 the presence of a thermal probe 10 which makes it possible to regulate the flow of water sent by the line 5 so that the reference temperature is obtained in the cyclone.

La canalisation 9 envoit le mélange gazeux dans une colonne baro métrique )1 , dont les caractéristiques particulières sont les sui vantes
- le bec verseur 12 de la canalisation 9 est orienté vers le bos de la colonne 11
- le fond 13 de la colonne barométrique 11 a une forme conique de monière à faciliter l'apparition d'un tourbillon dans l'eau extraite de la colonne il
- le système d'injection d'eau 14 . est conçu de telle manière que les flancs intérieurs de la colonne 11 fassent l'objet d'un ruissellement continu
- au dessus du système d'injection d'eau 14. on trouve un en semble de plateaux à trous 15 parles quels s'écoule de l'eau de condensotion et entre lesquels l'air contenu dans le mélange gazeux se déplace
Les trois premiéres caractéristiques , à savoir le bec verseur orienté vers le bas , le fond conique de la colonne 11 et le système d'injection d'eau 14 , sont destinés à éviter la création dans la colonne de blocs decorps gras, qyi vourrcient i;'obetruer
En effet aucun cyclone n'effectue de séparation parfaite , en con séquence une petite partie des corps gras , contenus dans le mélange gazeux , s'échapper du cyclone 4 .Celle ci atteindra la colonne barométrique où , compte tenu de la température qui y règne g elle se solidifiera certainement.Il convient que les particules de corps gras solidifiés n'aient pas l'occasion de former un bloc compact et soient immédiatement jectées de la colonne barométrique par la pompe 16 , qui par la canaliation 17 les enverra avec l'eau dons un bac de décantation 18 où elles seront séparées de l'eau par par flotaison
Les plateaux 15 correspondent à un autre souci . Nous avons vu dans l'exposé du premier parographe de la présente Demonde de Brevet que l'air du mélange gazeux , ainsi qu'une partie de la vapeur non con dense , quittent la colonne barométrique en direction d'un éjecteur à vapeur consommant 350 kg de vapeur motrice par heure .Or il a été calculé que , si toute la vapeur se condensait dans la colonne barométrique et que , si souls 4 kg d'air étaient aspirés par l'éjec- teur à vapeur , la consommation de ce dernier devrait être de 50 kg de vapeur motrice i heure au lieu de 350 Kg . On en conclut que , si le débit absorbé est 7 fois supérieur à celui qu'il devrait être celà veut dire que 24 kg de vapeur quittent la colonne Il avec l'air en raison du manque d'efficacité de cette dernière .Le dispo sitif de plateaux 15 est destiné à condenser ces 24 kg de vapeur
Une partie de l'eau du bac de décantation 18 est reprise par une canalisation 19 et une pompe 20 et est envoyée dons un groupe frigorifique 21 , où elle est refroidie avant d'etre renvoyée dans la colonne barométrique 11 pour alimenter l'injecteur 14 et les plateaux 15 par lo canalisation 22
La température d'arrive de l'eau dans le groupe frigorifique est fonction de la pression de travail de la colonne barométrique . Pour 10 mb , elle est de 6 C , pour 20 mb elle est de 17 o C .L'eau est refroidie par le groupe frigorifique à 1 o C et renvoyée dans la colonne barométrique
L'énergie frigorifique fournie est celle nécessaire pour romener 237 kg de vapeur 13 mb ,33 ç C à l'8tat liquide à 60 C et pour ramener 4 kg d'air de 33 C à 6 C , soit au total
237.0,445(33-6) + 2371600-6) + 4.0,24(33-6) = 144 000 Kcal / heure à laquelle correspond une consommation du groupe frigorifique de
14 400 / 860 . 1/2 = 84 Kwh / heure
L'air sort de la tête de colonne par la canalisation 23 en direc tion d'un petit éjecteur à vapeur 24 consommont , si la pression est de 10 mb : 100 kg de vapeur motrice I heure .Cet éjecteur à vapeur peut être employé par un dispositif comprenant l'association d'un surpresseur de vapeur et d'une pompe à anneau liquide , qui fait l'objet d'un Brevet déposé par la Société Alsthom - Atlantique . Dans ce cas le débit-volume à l'entrée du dispositif est de 320 m3 /heure.Line 9 sends the gas mixture in a barometric column) 1, the following particular characteristics of which are
- the spout 12 of the pipe 9 is oriented towards the bos of the column 11
- The bottom 13 of the barometric column 11 has a conical shape of a ring to facilitate the appearance of a vortex in the water extracted from the column.
- the water injection system 14. is designed in such a way that the inner sides of the column 11 are subject to continuous runoff
- above the water injection system 14. there is a set of trays with holes 15 through which flows the condensing water and between which the air contained in the gaseous mixture moves
The first three characteristics, namely the downward-facing spout, the conical bottom of the column 11 and the water injection system 14, are intended to prevent the creation in the column of bold decorp blocks, which vourrcient i ; 'obetruer
Indeed no cyclone performs perfect separation, in sequence a small part of the fatty substances, contained in the gas mixture, escape from cyclone 4. This will reach the barometric column where, taking into account the prevailing temperature g it will certainly solidify. The solidified fatty particles should not have the opportunity to form a compact block and be immediately thrown from the barometric column by the pump 16, which by the channelization 17 will send them with the water donated to a settling tank 18 where they will be separated from the water by floating
The plates 15 correspond to another concern. We have seen in the presentation of the first parographer of this Demonde de Brevet that the air of the gas mixture, as well as part of the non-dense vapor, leaves the barometric column in the direction of a steam ejector consuming 350 kg of driving steam per hour. It has been calculated that if all the steam condensed in the barometric column and if 4 kg of air were sucked in by the steam ejector, the consumption of the latter should be 50 kg of driving steam i hour instead of 350 kg. We conclude that, if the absorbed flow rate is 7 times higher than it should be, that means that 24 kg of vapor leave column II with air due to the lack of efficiency of the latter. of trays 15 is intended to condense these 24 kg of steam
Part of the water from the settling tank 18 is taken up by a pipe 19 and a pump 20 and is sent to a refrigeration unit 21, where it is cooled before being returned to the barometric column 11 to supply the injector 14 and the plates 15 by line 22
The temperature of the water entering the refrigeration unit is a function of the working pressure of the barometric column. For 10 mb, it is 6 C, for 20 mb it is 17 o C. The water is cooled by the refrigeration unit to 1 o C and returned to the barometric column
The cooling energy supplied is that necessary to bring 237 kg of steam 13 mb, 33 ç C to the liquid state at 60 C and to bring back 4 kg of air from 33 C to 6 C, that is to say in total
237.0,445 (33-6) + 2371600-6) + 4.0.24 (33-6) = 144,000 Kcal / hour to which consumption of the refrigeration unit corresponds
14,400 / 860. 1/2 = 84 Kwh / hour
The air leaves the head of the column through the pipe 23 towards a small steam ejector 24 consume, if the pressure is 10 mb: 100 kg of driving steam I hour. This steam ejector can be used by a device comprising the combination of a steam booster and a liquid ring pump, which is the subject of a Patent filed by the Company Alsthom - Atlantique. In this case the volume flow at the inlet of the device is 320 m3 / hour.

En supposant que l'on opte pour le petit éjecteur à vapeur , la con sommation du dispositif , selon la présente Demande de Brevet, est de
125 + 50 = 175 kg de vapeur/heure et de 84 Ksh/heure d'électrité. Assuming that we opt for the small steam ejector, the consumption of the device, according to this Patent Application, is
125 + 50 = 175 kg of steam / hour and 84 Ksh / hour of integrity.

Celà représente la dépense suivante , en Novembre 1983; en Fronce
vapeur 466000 1 175 / 2000 ) = 128 000 fr I An
. électricité 84 . 5 500 . 0,37 = 171 000 Fr / An
Total 199 000 Fr / An
Le dispositif permet donc dos économies d'énergie en fronce , en No
vembre 1983 de
1 466 000 - 299 000 = 1 167 000 Fr / An
2.DEUXIEME VARIANTE DU DISPOSITIF
DESCRiPTION ET FONCTIONNEMENT ( Schéma annexe 3
Pour la clarté de l'exposé , seuls les éléments du dispositif qui
sont strictement identiques aux deux variantes porteront les mêmes
numéros , tous les outres éléments porteront des numéros différents
Tous les chiffres indiqués ci après correspondent à une colonne de désodorisation traitant 4 tonnes d'huile par heure
Le mélange en provenance de la colonne de désodorisation A , sort du condenseur à acides gros et arrive dans le cyclone 4 à la température de 80 C et sous une pression de 3 mb par une canalisation 25.This represents the following expense, in November 1983; in Gather
steam 466,000 1,175 / 2,000) = 128,000 fr I Year
. electricity 84. 5,500. 0.37 = 171,000 Fr / Year
Total 199,000 Fr / Year
The device therefore allows energy savings in gathered, in No
vember 1983 of
1,466,000 - 299,000 = 1,167,000 Fr / Year
2. SECOND VARIANT OF THE DEVICE
DESCRIPTION AND OPERATION (Annex diagram 3
For the sake of clarity, only the elements of the device which
are strictly identical to the two variants will wear the same
numbers, all the other elements will have different numbers
All the figures indicated below correspond to a deodorization column treating 4 tonnes of oil per hour
The mixture coming from the deodorization column A, leaves the coarse acid condenser and arrives in the cyclone 4 at the temperature of 80 C and under a pressure of 3 mb via a line 25.

On envoie aussi dans le cyclone , par une canalisation 5 et un in jecteur 6 , une,certoine quantité d'eau à la température ambiante de 15 e C, par exemple . Sous l'effet de la pression de 3 mb cette eau se vaporise instantanément , mois sa chaleur de vaporisation , autrement dit l'énergie qui lui est nécessaire pour se vaporiser , est prise à l'intérieur du cyclone donc au mélange gazeux arrivont dans le cyclone .La température du mélange s'abaisse et l'on a calculé qu'il fallait à peu près 10 kg d'eau , pour la ramener aux environs de 1 à 2 C , ce qui est le but recherché car à cette température
on est certoin que toutes les vapeurs de corps gras se sont solidifiées
on sait aussi qu'il n > y aura aucune congélation , donc aucune obstruction au niveau de l'injecteur 6 et de la canalisation 5 .Les vapeurs de corps gras étant solidifiées , les poussières qui en résultent et la vapeur d'eau adoptent dans le cyclone un mouvement circulaire et sont soumises à la force centrifuge , dont on rappelle que la formule est F = m v2 / R m étant la masse des corps envoyés dans le cyclone , v leur vitesse et R le rayon du cyclone
Compte tenu de la densité de la vapeur d'eau sous une pression de 3 mb et de la densité approximative des corps gros solides de 0,8 on a calculé que la force centrifuge d laquelle est soumise la vapeur d'eau est égale aux 4 / 1 000 000 de la force centrifuge à laquelle sont soumises les poussières de corps gras . Cette différence permet une excellente séparation entre la vapeur d'eau et les corps gras qui sont projetés contre la paroi du cyclone et s'accumulent au fond de ce dernier .Comme malgré t,t les corps gros sont en faible quantité ( 4 kg par heure ) ils peuvent s'accumuler dans le cyclone pendant plusieurs centaines d'heures . Lors de l'arrêt de la machine on enverra par une canalisation 7 une certaine quantité de vapeur d'eau à haute tempéroture dans le but de dissoudre les corps gros stockés , qui seront alors évocués par une vanne 8
La vapeur d'eau quitte le cyclone par la canalisation 9 sur laquelle on note la présence d'une sonde thermique 10 , qui par las mesu res qu'elle effectue , permet de réguler le débit d'eau de la cana lisation 5 de façon à obtenir une température de référence de 1 à 2 4 C dons le cyclone
La canalisation 9 transfert le mélange de vapeur d'eau et d'air à la base d'une cuve 26 équipée de plateaux 27 .Le plateau supérieur reçoit une saumure , dont le taux de Na Cl est le maximum possible en fonction de la température pour que la saumure reste à l'êtat li quide et qu'il ne se forme pas d'hydrate de Chlorure de Sodium ( Na Cl , 2 H2 O
Le diagramme annexe 4 montre on effet que pour une température de saumure de - 120 C , la saumure est à l'état de No Cl , 2 K2 O
Si son taux de sel est supérieur à 31,7 Or No Cl par 1ûû gr H2 0 et à l'état de glace , Si son taux de sel est inférieur à 16,7 Or
Na Cl par 100 Or H2 O . Entre ces deux taux la saumure est à l'être liquide .On soit par ailleurs que la vapeur soumise à une pression de 3 mb passe directement de l'êtat gazeux à l'êtat solide à la température de - 1û C . Si donc la vapeur d'eau est soumise à-une température de - 12 C , elle aura tendance à changer d'êtat au contact de la saumure .Mois compte tenu des caractéristiques physi ques de cette dernière , la vapeur d'eau se transformera on liquide et non en solide tant que la teneur en sel de la saumure , qui diminue ou fur et à mesure que la vapeur condensée s'y ajoute , sera su périeure à 16,7 Or No Cl par 100 Or H2 0
La vapeur d'eau va se condenser on remontant entre les plateaux 27 et en circulant à contre courant de la saumure qui descend de plateau on plateau
En se condensant la vapeur libère une énergie égale à Sa chaleur de vaporisation , ce qui augmente la température de la saumure . Or
Si cette température augmente au dessus de 10 q C qui est la température de changement d'êtat de la vapeur sous une pression de 3 mb, la vapeur ne se condensera plus .Le dispositif prévoit donc que les plateaux 27 sont équipés d'un circuit frigorifique 28 , relié à un groupe frigorifique 21 . Le circuit frigorifique a pour mission de maintenir la température de la saumure à - 12 C pendant qu' elle descend de plateau en plateau et que la condensation de la va peur la réchauffe
On note que la sousface des plateaux 27 est équipée d'un isolant étant donné que Sa capacité à transmettre l'énergie frigorifique pourrait entraîner la création de glace sous les plateaux
Au sommet de la cuve 26 on ne trouve plus que l'air , soit 4 kg par heure , à une pression de 3 mb et à une température de - 1û C correspondant à un volume de 1 ûOû m3 par heure . L'air est extrait de la cuve 9 par un système 24 comprenant , soit un éjecteur à vapeur de très faible consommation , soit un ensemble de machines tournantes composé d'un surpresseur et d'un compresseur à anneau liquide , cet ensemble faisant l'objet d'une Demande de Brevet déposée par la Société Alsthom Atlantique
La saumure arrivant au fond de la cuve 26 est reprise par une cana libation 29 grace à l'action d'une pompe 30 , qui l'envoit dans un évaporateur 31 où elle est régénérée .Son taux de sel est par- té à nouveau de 16,7 à 31,7 Or de No Cl par 100 Or H2-0 , par évaporation de l'eau qu'elle contient et qu'elle a reçu dans la cuve 26
Cette évaporation est réalisée par un apport d'énergie dû à l'huile raffinée sortant de la colonne de désodorisation A à raison de 4 tonnes par heure pour 11û kg d'eau à évaporer de la saumure ( 100 kg sorti de la colonne A et 1û kg injectés dans le cyclone 4
En effet l'huile raffinée sortant de la colonne A à la température de 220 C passe par un échangeur F , où elle préchauffe l'huile entrante .A la sortie de cet échangeur la température de l'huile raffinée est encore de 120 C . Sa chaleur spécifique étant de û,5 l'énergie qu'elle peut libérer , Si sa température est abaissée à
80 C dans l'évaporateur , s'élève à
4 000 . û,5 ( 120 - 80 ) = 80 ODO Kcal / heure
Alors que pour vaporiser l'eau de la saumure à 80 C on a besoin d'environ 110 . 640 = 70 000 Kcal / heure
L'huile raffinée quitte donc l'échangeur F par une canalisation 32 en direction de l'échangeur 33 inclus dans l'évaporateur 31
La vapeur créée est alors extraite de l'évaporateur 31 à la tempé rature de 80 C , c'est à dire à la pression de 0,5 bar par un système d'extraction 34 , dont on a calculé que sa consommation se rait de 18 Kwh /heure . Also sent into the cyclone, via a pipe 5 and an injector 6, a certain amount of water at room temperature of 15 e C, for example. Under the effect of the pressure of 3 mb this water vaporizes instantaneously, month its heat of vaporization, in other words the energy which it needs to vaporize, is taken inside the cyclone therefore to the gas mixture arrive in the The temperature of the mixture drops and it has been calculated that it takes about 10 kg of water to bring it back to around 1 to 2 C, which is the aim sought because at this temperature
we are sure that all fatty vapors have solidified
we also know that there will be no freezing, therefore no obstruction at the level of the injector 6 and of the pipe 5. The vapors of fatty substances being solidified, the dusts which result therefrom and the water vapor adopt in the cyclone a circular movement and are subjected to centrifugal force, which we recall that the formula is F = m v2 / R m being the mass of the bodies sent into the cyclone, v their speed and R the radius of the cyclone
Taking into account the density of water vapor under a pressure of 3 mb and the approximate density of large solid bodies of 0.8 it has been calculated that the centrifugal force to which water vapor is subjected is equal to 4 / 1,000,000 of the centrifugal force to which the fatty matter dust is subjected. This difference allows an excellent separation between the water vapor and the fatty substances which are projected against the wall of the cyclone and accumulate at the bottom of the latter. As despite t, t the large bodies are in small quantity (4 kg per hour) they can accumulate in the cyclone for several hundred hours. When the machine stops, a certain quantity of high-temperature water vapor will be sent via a pipe 7 in order to dissolve the large stored bodies, which will then be evacuated by a valve 8
The water vapor leaves the cyclone via the line 9 on which the presence of a thermal probe 10 is noted, which by the measurements it performs, makes it possible to regulate the water flow rate from the line 5 so to obtain a reference temperature of 1 to 2 4 C for the cyclone
Line 9 transfers the mixture of water vapor and air to the base of a tank 26 fitted with trays 27. The upper tray receives brine, the Na Cl level of which is the maximum possible depending on the temperature so that the brine remains in the liquid state and that it does not form sodium chloride hydrate (Na Cl, 2 H2 O
The diagram in appendix 4 shows the effect that for a brine temperature of - 120 C, the brine is in the state of No Cl, 2 K2 O
If its salt level is higher than 31.7 Gold No Cl per 1ûû gr H2 0 and in the ice state, If its salt level is lower than 16.7 Gold
Na Cl per 100 Or H2 O. Between these two rates, the brine is liquid. On the other hand, the vapor subjected to a pressure of 3 mb passes directly from the gaseous state to the solid state at the temperature of -1 ° C. If therefore the water vapor is subjected to a temperature of - 12 C, it will tend to change state in contact with the brine. But taking into account the physi cal characteristics of the latter, the water vapor will transform liquid and not solid as long as the salt content of the brine, which decreases or as the condensed vapor is added, will be greater than 16.7 Or No Cl per 100 Or H2 0
The water vapor will condense by going up between the plates 27 and by circulating against the current of the brine which descends from plate to plate
By condensing the vapor releases an energy equal to its heat of vaporization, which increases the temperature of the brine. Gold
If this temperature increases above 10 q C which is the temperature of change of state of the vapor under a pressure of 3 mb, the vapor will no longer condense. The device therefore provides that the plates 27 are equipped with a circuit 28, connected to a refrigeration unit 21. The refrigeration circuit's mission is to maintain the temperature of the brine at -12 C while it descends from tray to tray and that the condensation of the steam frightens it.
It is noted that the underside of the plates 27 is equipped with an insulator since its capacity to transmit the cooling energy could lead to the creation of ice under the plates
At the top of the tank 26 there is only air, 4 kg per hour, at a pressure of 3 mb and a temperature of - 1û C corresponding to a volume of 1 ûOû m3 per hour. The air is extracted from the tank 9 by a system 24 comprising either a very low consumption steam ejector or a set of rotating machines composed of a booster and a liquid ring compressor, this set making the subject of a Patent Application filed by Alsthom Atlantique
The brine arriving at the bottom of the tank 26 is taken up by a cana libation 29 thanks to the action of a pump 30, which sends it to an evaporator 31 where it is regenerated. Its salt level is again started from 16.7 to 31.7 No Cl gold per 100 Gold H2-0, by evaporation of the water it contains and which it received in the tank 26
This evaporation is carried out by an energy supply due to the refined oil leaving the deodorization column A at the rate of 4 tonnes per hour for 11 kg of water to be evaporated from the brine (100 kg leaving column A and 1û kg injected into cyclone 4
In fact, the refined oil leaving column A at a temperature of 220 ° C. passes through an exchanger F, where it preheats the incoming oil. At the exit from this exchanger, the temperature of the refined oil is still 120 ° C. Its specific heat being û, 5 the energy which it can release, If its temperature is lowered to
80 C in the evaporator, amounts to
4,000. û, 5 (120 - 80) = 80 ODO Kcal / hour
Whereas to spray the brine water at 80 C we need about 110. 640 = 70,000 Kcal / hour
The refined oil therefore leaves the exchanger F via a pipe 32 in the direction of the exchanger 33 included in the evaporator 31
The steam created is then extracted from the evaporator 31 at a temperature of 80 ° C., that is to say at the pressure of 0.5 bar by an extraction system 34, the consumption of which has been calculated to be 18 kWh / hour.

La saumure régénérée , dont la température est de 80 C , est renvoyée par une canalisation 35 et grace à l'action d'une pompe 36 sur le plateau 27 le plus hout de la cuve 26 , non sans être passée préalablement par un échangeur 37 , qui ramène sa tempéra ture à - 12 C .L'échangeur 37 est roccordé au groupe frigori fique 21
On a calculé que pour 110 kg de vapeur à condenser par heure , le débit de saumure entrant dans la cuve 26 seroit de 161 kg par heure et que le débit de saumure. sortant de la cuve 26 serait de 271 kg par heure
On a aussi calculé que pour ramener la saumure sortant de l'échan geur 37 de 80 à-- 12 C et que pour la maintenir à - 12 C C dans la cuve 26 , la puissance absorbée du groupe frigorifique serait de.l'ordre de 38 Kw
Dans les conditions économiques françaises en Novembre 1983 , la consommation du dispositif selon la présente Demande de Brevet sera la suivante
vapeur : 100 kg , soit 1 466 000 ( 10012 000) = 73 000 FriAn électricité : ( 38 + 20 ) . 5 500 . 0,37 = 118 000 Fr/An
Total 191 600 FrIAn
économies réalisées par le dispositif s'élèvent donc a
1 466000 - 191000 = 1 275 000 fur I An
3. SUPPRESSION DES POLLUTIONS
On remarque que dans les deux variantes du dispositif objet de la
Demande de Brevet , les odeurs sont bloquées au niveau du cyclone
Les pollutions atmosphériques bien connues aux alentours des huile ries sont donc supprimées The regenerated brine, the temperature of which is 80 ° C., is returned by a pipe 35 and thanks to the action of a pump 36 on the plate 27 which is the hottest in the tank 26, not without having previously passed through an exchanger 37 , which reduces its temperature to - 12 C. The heat exchanger 37 is connected to the refrigeration unit 21
It has been calculated that for 110 kg of steam to be condensed per hour, the flow of brine entering the tank 26 would be 161 kg per hour and that the flow of brine. leaving tank 26 would be 271 kg per hour
It has also been calculated that to bring the brine leaving the exchanger 37 from 80 to - 12 C and that to maintain it at - 12 CC in the tank 26, the power absorbed by the refrigeration unit would be of the order of 38 Kw
Under French economic conditions in November 1983, the consumption of the device according to this Patent Application will be as follows
steam: 100 kg, i.e. 1,466,000 (10,012,000) = 73,000 FriAn electricity: (38 + 20). 5,500. 0.37 = 118,000 Fr / Year
Total 191,600 FrIAn
savings made by the device therefore amount to
1 466 000 - 191 000 = 1 275 000 fur I Year
3. DELETION OF POLLUTIONS
We note that in the two variants of the device object of the
Patent application, odors are blocked at the cyclone
The well-known atmospheric pollution around oil oils is therefore eliminated

Claims

CLAIMS 1 Device intended to achieve energy savings and to eliminate pollution on the columns of desadorator of food oils and fatty substances, or on similar devices Device existing in two variants, the first operating at "higher temperatures à OC ". It is composed of three main elements: a steam ejector 2, a cyclone 4 and a barometric column 11 2 Device according to claim 1, characterized in that the vapors leaving the condenser B with coarse acids, under a pressure from 1.5 to 3 mb, are sent to a steam ejector 2 which raises the pressure to around 10 to 20 mb 3 Device according to claims 1 and 2 above, characterized in that the gaseous mixture leaving the steam ejector 2 is sent to a cyclone 4, where it is cooled to around 35 C by the vaporization of a water injection using an injector 6 The fatty substances are thus condensed or solidified and dried adorned with the gaseous mixture, which leaves the cyclone via the pipe 9 on which there is a thermal probe 10 making it possible to regulate the water flow rate from the injector 6. The cyclone is also equipped with a steam inlet 7, which allows it to be cleaned during the stops of the machine 4 Device according to claims 1,

2 and 3 above, character-

risé in that the vapors extracted from the cyclone are sent into the

barometric column 11 having the following characteristics

- the vapors are injected downwards through the nozzle of the cana

reading 12

- The cold water injection system 14 is designed in such a way

way that it causes a continuous runoff on the sides of the

column

- the bottom 13 of the column it has a conical shape intended

to facilitate the creation of a vortex

These three characteristics are intended to allow extraction

very small amounts of fat, which could have escaped

per cyclone

- above the injection system there is a set of pla

15 holes drilled with holes through which cold water circulates

of. They are intended to condense the rest of the vapor which would have

escaped the action of the cooling water supplied by the injec

14 14 Device according to claims 1, 2, 3 and 4 above, ca

ratified in that the water used in the barometric column It

is taken up by a pump 16 and sent to a decantion tank

18, where it is separated from fatty substances and the amount of vapor

condensed, i.e. water arriving through line 9, then

sent to a refrigeration unit 21, pus to the injector 14 and

to the plates 15 6 Device according to claims 1, 2, 3, 4 and 5 above

characterized in that the incondensable gases- are extracted from the co

barometric lonne 11 by an extraction system 24 7 Device intended to save energy and eliminate

pollution on the oil deodorization columns aiimentai

silences and fatty substances or the like. Device

existing in two voriantes, the second operating at "tempé

tures below 0 ç C M. It is composed of three main elements

Cipals: a cyclone 4, a brine tank 26 and an evaporator 31 8 Device according to claim 7, characterized in that the cy

clone 4 is intended to separate large body vapors from the rest

of the gas mixture by lowering the temperature around

1 to 2 C. This reduction is obtained by the spraying of a cer

color quantity of water sent to the cyclone via a pipe 5

and an injector 6. The water flow is regulated by a probe

thermal 10 placed on the outlet pipe 9 of the cyclone 4 9 Device according to revedicotions 7 and 8 above, characteristic

dried in that frozen fatty substances are stored for several

hundred hours at the bottom of cyclone 4 and evacuated during the ar

shutdown of the deodorization column by a valve 8, after having

been liquefied by sending a jet of steam through a pipe

tion 7 10 Device according to claims 7, 8 and 9 above, character

terized in that the gaseous mixture leaving cyclone 4 is sent

in a tank 26 with trays 27 and rises between the trays on

which flow a brine. The vapor condenses in the brine.

The trays are equipped with 28 refrigeration circuits, which

keep the brine at a reference temperature below the

vapor state change temperature. The undersides of

insulated plates 11 Device according to claims 7, 8; 9 and 10 above, ca -

characterized in that the gaseous mixture which arrives at the top of the tank

26 is only composed of air and is extracted by an exhaust system

traction 24 12 Device according to claims 7, 8, 9, 10 and 11 above

characterized in that the brine is taken up in the bottom of the tank

26 and sent to an evaporator 31 where it is regenerated. The Exchange

geur 33 of the evaporator is supplied with energy by the refined oil

née choude come out of column A. The regenerated brine is in

seen on the highest plateau 27 of the tank 26, after being

passed through an exchanger 37, where it is cooled by the action

of refrigeration unit 21, which also supplies the refrigeration circuit

that 28 installed on the plote'ux 27 of the tank 26