KR101872237B1 - 다단식 격막 증류장치 - Google Patents

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KR101872237B1
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Abstract

본 발명은 농축될 액체가 연속적으로 흘러가게 되는, 가열 스테이지(28), 바람직하게는 다수의 응축/증발 스테이지(12) 및 응축 스테이지(36)를 포함하는 다단식 격막 증류장치에 관한 것이다. 각각의 응축/증발 스테이지는 적어도 하나의 응축 유닛(K) 및 적어도 하나의 증발 유닛(V)을 포함한다. 각각의 응축 유닛은 응축 벽(16)에 의하여 적어도 부분적으로 경계가 정해진 제1 증기챔버를 포함하고; 각각의 증발 유닛은 증기-투과성 방수 격막 벽(20)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 제2 증기챔버를 포함한다. 그러한 응축 유닛(K)과 상기 응축 유닛에 인접하는 그러한 증발 유닛(V) 사이에 형성되며 그리고 농축될 액체를 안내하는 적어도 하나의 유동채널은 각각의 응축/증발 스테이지 내에 제공되어서 상기 농축될 액체가 상기 응축 벽에 의해 가열되고, 상기 농축될 액체로부터 발생하는 증기가 상기 격막 벽을 통해 상기 제2 증기챔버에 도달한다. 각각의 이전 스테이지에서 생성되는 증기는 오직 상기 증기만을 안내하며 또한 오직 상기 증기만을 바로 다음 스테이지로 안내하는 증기 채널을 통하여 바로 다음 스테이지의 응축 유닛 내로 안내된다.

Description

다단식 격막 증류장치{MULTISTAGE MEMBRANE DISTILLATION DEVICE}
본 발명은, 농축될 액체가 연속적으로 흘러가게 되는, 가열 스테이지, 적어도 하나의, 바람직하게는 다수의 응축/증발 스테이지 및 응축 스테이지를 포함하는 다단식 격막 증류장치에 관한 것으로서, 모든 응축/증발 스테이지는 각각 다수의 응축 유닛 및 각각 다수의 증발기 유닛뿐만 아니라 응축유닛과 이에 인접한 증발기 유닛 사이에 각각 형성되어 농축될 액체를 안내하는 다수의 평행 유로를 포함하고; 각각의 응축 유닛은 응축 벽에 의하여 적어도 부분적으로 경계가 정해진 제1 증기 공간을 포함하고; 각각의 증발기 유닛은 증기-투과성 방수(liquid-tight) 격막 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 제2 증기 공간을 포함하고; 그러한 응축 유닛과 이에 인접하는 그러한 증발기 유닛 사이에 형성되며 그리고 농축될 액체를 안내하는 적어도 하나의 유동로는 각각의 응축/증발 스테이지 내에 제공되어서 농축될 액체가 응축 벽을 통해 가열되고, 상기 농축될 액체로부터 상승하는 증기가 상기 격막 벽을 통해 상기 제2 증기 공간 내로 이동한다.
2개의 응축/증발 스테이지를 갖는 이러한 타입의 격막 증류장치는 WO 2005/089914호 및 WO 2007/054311호에 각각 기재되어 있다.
종래에는 측면 증기 통로에서 다른 스테이지로부터 증기를 수집하도록 제안되어 있다(아직 미공개된 DE 10 2009 020 128).
증기 체적이 그러한 증기 수집 통로 내에서 합산(sum)되기 때문에 그리고 더 높은 유동 속도 및 마찰 손실이 발생하기 때문에, 다수의 유닛을 포함하는 격막 증류장치의 디자인은 특히 유동속도에 의해 제한되어 있다.
WO 2005/089914호에 공지된 격막증류장치에서, 각각의 이전 스테이지에서 발생하는 증기가 수집되고 증기 라인을 통해 바로 다음 스테이지로 공급되고, 여기서 증기가 이 스테이지의 응축유닛들에 걸쳐 연속적으로 분포된다. 그러나 앞서 언급한 문제점들이 또한 다시 여기서 발생한다.
실질적으로 본 발명의 기본 목적은 특히 다수의 스테이지와 함께 종래에 제기된 문제점을 제거하는 초기에 명명된 종류의 개량된 다단식 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라서, 각각의 이전 스테이지의 각각의 증기공간에서 상승하는 증기가 이 증기만을 안내하며 이 증기만을 바로 다음 스테이지(directly following stage)를 향하여 안내하는 증기 통로를 통하여 바로 다음 스테이지의 응축 유닛 내로 각각 운반되고, 여기서 각각의 이전 스테이지의 각각의 증기공간에서 상승하는 증기가 각각의 증기 통로를 경유하여 각각의 다음 스테이지의 각각 단 하나의 응축유닛 내로 운반된다는 점에서 충족하게 된다.
이러한 디자인에 기초하여, 다수의 유닛 또는 스테이지를 포함하는 격막 증류장치의 구조는 실제로 더 이상 유동 속도에 의하여 어떠한 제한도 받지 않는다.
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특히, 각각의 이전 스테이지의 각각의 증발기 유닛과 각각의 바로 다음 스테이지의 각각의 응축 유닛 사이에서 각각의 증기 통로를 형성하기 위해, 증발기 유닛은 증기 유출 통로를 가지며, 응축 유닛은 증기 유입 통로를 가지며, 또한 상기 두 유닛은 상기 증기 유출 통로와 상기 증기 유입 통로를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되지만 특히 증류액을 배출하기 위해 그들 사이에 갭이 여전히 유지될 수 있으면 유리하다.
바람직한 실시예에 따라서, 공급된 상기 농축될 액체를 예열하는 가열 스테이지는 적어도 하나의 가열 유닛 및 적어도 하나의 증발기 유닛을 포함하고, 각각의 가열 유닛은 유체밀봉(fluid-tight) 열전도 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 가열 유체공간을 포함하고, 각각의 증발기 유닛은 증기-투과성 방수 격막 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 증기 공간을 포함하고, 적어도 하나의 유로가 상기 가열 스테이지 내에서 가열 유닛과 이에 인접한 증발기 유닛 사이에 형성되어 농축될 액체를 안내하여서 상기 농축될 액체가 유체밀봉 열전도 벽을 통하여 예열되고, 상기 농축될 액체로부터 상승하는 증기가 상기 격막 벽을 통해 상기 증기 공간 내로 이동한다.
이러한 관점에서, 증기는 유리하게도 가열 스테이지의 각각의 증발기 유닛의 증기 공간으로부터 증기 통로를 통하여 이러한 바로 다음 응축/증발 스테이지의 응축 유닛 내로 운반되고, 상기 증기 통로는 오직 증기만을 안내하며 오직 이 증기만을 상기 바로 다음 응축/증발 스테이지를 향하여 안내하고, 여기서 증기는 가열 스테이지의 각각의 증발기 유닛의 증기공간으로부터 각각의 증기 통로를 경유하여 바로 다음 응축/증발 스테이지의 각각 단 하나의 응축유닛 내로 운반된다.
가열 스테이지는 다수의 가열 유닛 및/또는 다수의 증발기 유닛뿐만 아니라 가열 유닛과 이에 인접한 증발기 유닛 사이에 각각 형성된 다수의 평행 유로를 가지며, 상기 유로는 농축될 액체를 안내한다.
삭제
이러한 관점에서, 가열 스테이지의 각각의 증발기 유닛과 바로 다음 응축/증발 스테이지의 각각의 응축 유닛 사이에서 각각의 증기 통로를 형성하기 위해, 증발기 유닛은 증기 유출 통로를 가지며, 응축 유닛은 증기 유입 통로를 가지며, 또한 상기 두 유닛은 상기 증기 유출 통로와 상기 증기 유입 통로를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되지만 특히 증류액을 배출하기 위해 그들 사이에 갭이 여전히 유지될 수 있으면 유리하다.
마지막 응축/증발 스테이지의 각각의 증발기 유닛으로부터 나오는 증기는 상기 마지막 응축/증발 스테이지의 바로 하류에 배치된 응축 스테이지로 공급되는 것이 바람직하다.
이러한 관점에서, 응축 스테이지는 유리하게는 적어도 하나의 냉각 유닛 및 적어도 하나의 응축 유닛을 포함하고, 각각의 냉각 유닛은 유체밀봉 열전도 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 냉각액 공간을 포함하고, 각각의 응축 유닛은 다시 응축 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해지는 증기 공간을 포함하고, 상기 증기 공간에 상기 마지막 응축/증발 스테이지로부터의 증기가 각각의 증기 통로를 통하여 공급되고, 적어도 하나의 냉각 유닛은 상기 응축 스테이지에서 적어도 하나의 응축 유닛에 직접 인접하여서 각각의 응축 유닛의 응축 벽이 상기 냉각 유닛을 통하지만 실제로 갭이 여전히 허용될 수 있는 상태에서 냉각된다.
증기는 상기 마지막 응축/증발 스테이지의 각각의 증발기 유닛으로부터, 오직 이 증기만을 안내하며 오직 이 증기만을 응축 스테이지를 향해 안내하는 증기 통로를 통하여 상기 응축 스테이지의 응축 유닛 내로 편의상 안내된다.
응축 스테이지는 특히 다수의 냉각 유닛 및/또는 다수의 증발기 유닛을 포함할 수 있다.
증기는 상기 마지막 응축/증발 스테이지의 각각의 증발기 유닛의 증기 공간으로부터 각각의 증기 통로를 통하여 응축 스테이지의 각각 단 하나의 응축 유닛 내로 운반되는 것이 바람직하다.
이러한 관점에서, 마지막 응축/증발 스테이지의 각각의 증발기 유닛과 바로 다음 응축 스테이지의 각각의 응축 유닛 사이에서 각각의 증기 통로를 형성하기 위해, 증발기 유닛은 증기 유출 통로를 가지며, 응축 유닛은 증기 유입 통로를 가지며, 상기 두 유닛은 상기 증기 유출 통로와 상기 증기 유입 통로를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되지만 특히 증류액을 분리하기 위해 그들 사이에 갭이 여전히 유지될 수 있으면 유리하다.
바람직한 실시예에 따라, 다단식 격막 증류장치는 다수의 프레임 요소를 포함하는 모듈러 유동시스템으로서 구성되고, 특히 각각의 응축 유닛, 각각의 증발기 유닛, 각각의 가열 유닛 및/또는 각각의 냉각 유닛과 같은 다른 기능적 유닛은 각각의 경우에 그러한 프레임 요소의 형태로 제공될 수 있다. 상기 프레임 요소는 웹(web) 구조물을 구비할 수 있고, 상기 웹 구조물을 통하여 상기 프레임 요소는 특히 가열 스테이지, 각각의 응축/증발 스테이지 및/또는 응축 스테이지를 형성하기 위해 서로 연결될 수 있다. 프레임 요소 각각은 외부 프레임에 의해 둘러싸여 있는 내부 영역을 포함하고, 상기 내부 영역은 바람직하게 특히 그리드형 스페이서(gridl-like spacer)를 구비하고, 상기 스페이서의 두 측면상에 각각의 기능적 표면, 바람직하게는 필름 또는 격막이 특히 각각의 증기 공간, 각각의 가열 유체 공간 또는 각각의 냉각액 공간을 형성하기 위해 특별히 적용될 수 있다.
따라서 다단식 또는 다중효용(multi-effect) 격막 증류장치는 특히 프레임 요소로 형성될 수 있다. 프레임 요소는 응용된(applied) 기능적 표면을 포함할 수 있다. 특히 다음 타입의 프레임 요소: 양측면에 각각 격막을 구비한 프레임 요소, 양측면에 각각 유체밀봉필름을 구비한 프레임 요소, 필름에 의해 적용되고 유로를 갖는 프레임 요소를 인식할 수 있다. 본 발명에 따른 다단식 격막 증류장치는 예를 들어 그러한 프레임 요소로 형성될 수 있다.
물은 예를 들어 가열 스테이지에서 가열 유체로서 사용될 수 있다. 그러나 일반적으로 증기에 의해 가열될 수도 있다. 후자의 경우, 그때 다중효용 프로세스가 증기가 공급되는 하나 이상의 응축 유닛에서 발생한다.
농축될 액체는 가열 유닛을 통하여 가열된다. 농축될 액체는 증기와 평행류로서, 증기에 대해 역류로 및/또는 스테이지마다 안내될 수 있다.
농축될 용액은 본원의 개시내용에 함께 포함되어 있는 WO 2007/054311호에 개시된 바와 같이 인접한 각각의 증발기 유닛의 증기 공간에서 모든 스테이지를 가로질러 절대압력에 해당하는 비등온도에 있는 것이 바람직하다.
다단식 격막 증류장치는 유리하게는 또한 농축될 액체를 위한 예열을 포함할 수 있고, 여기서 농축될 액체는 응축 스테이지에서부터 유동하여 예를 들어 필름을 구비한 프레임 요소에서 안내된다. 이러한 관점에서, 농축될 액체는 증기를 통해 예열되는 것이 바람직하다. 농축될 전체 액체는 가열 스테이지까지 안내될 수 있으며 또는 스테이지마다 필요한 농축될 액체의 양은 대응하는 스테이지 및 유로 내로 분리될 수 있다.
다단식 격막 증류장치는 다른 스테이지가 수용되어 있는 환경에 대하여 진공밀봉(vaccum-tight)되는 하우징을 포함할 수 있다.
응축 유닛 내로 들어가는 증기는 응축면에서 응축된다. 대응하는 열이 각자의 표면을 통해 농축될 액체로 전달된다. 여기서 상승하는 증기는 인접한 증발기 유닛의 격막을 통과하여 증기 공간으로 들어가며, 이 증기 공간은 다음 응축/증발 스테이지의 각각의 응축 유닛의 증기 공간의 압력과 소통한다.
가열 스테이지의 가열 유닛의 가열 유체 공간은 오직, 예를 들어 응축 유닛 내의 비응축성 가스를 위한 각자의 프레임 요소 내에 제공된 보어를 통해 그리고 응축/증발부 내로 증류액을 안내하기 위해 바닥에 있는 제한기(restrictor)를 통하여 응축/증발부에 연결되어 있다.
가열 스테이지의 각자의 증발 유닛의 증기 공간에서 상승하는 증기는 응축/증발부의 각자의 응축 유닛에서 직접 대향하여 배치된 증기 공간 내로 들어가서 거기서 응축될 수 있고 그러나 특히 증류액을 분리(lead off)하기 위해 그들 사이에 여전히 유지될 수 있는 갭을 갖는다. 또한 열은 다시 여기에 전달되고, 새로운 증기가 인접한 증발 유닛의 증기 공간 내에서 상승하고, 상기 증기 공간은 응축/증발부의 인접한 응축 유닛의 증기 공간의 압력 레벨과 소통한다.
각각의 프레임 요소를 서로 연결시킬 수 있는 웹 구조물은 예를 들어 용접된 웹 구조물이거나 또는 프레임 요소가 서로 용접 또는 접착되는 접착제 구조물이 될 수 있다. 용접된 웹 구조물의 경우, 예를 들어 프레임 요소를 연결하기 위해 마찰 용접법, 레이저 용접법 및/또는 가열요소 용접법이 사용될 수 있다.
아래 장점은 무엇보다도 본 발명에 따른 다단식 격막 증류장치에 의해 달성된다:
작은 용적에 비하여 매우 큰 교환면이 설치될 수 있다. 각각의 증발 유닛에서 배출되는 증기가 다음 스테이지에서 응축 유닛의 증기 공간 내로 들어간다. 증기 체적 유량은 더 이상 합산되지 않으며 따라서 종래에는 열 플랜트(thermal plant)의 더 큰 디자인을 제한하였던 유동 속도의 증가가 더 이상 발생하지 않는다.
본 발명은 여기에 도시되어 있는 도면과 실시예를 참고하여 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 다단식 격막 증류장치의 실시예의 개략 평면도.
도 2는 도 1에 따른 실시예와 비교될 수 있는 다단식 격막 증류장치의 실시예로서 추가로 농축될 액체의 예열이 제공되어 있는 도면.
도 3은 응축 유닛으로서 구성된 프레임 요소의 실시예 및 증발기 유닛으로서 구성된 프레임 요소의 실시예를 사시도로 도시한다.
도 4는 증발기 요소로서 구성된 도 3에 따른 프레임 요소의 개략 정면도.
도 5는 응축 요소로서 설계된 도 3에 따른 프레임 요소의 개략 정면도.
도 6은 가열 유닛 및 냉각 유닛으로서 양쪽에 사용될 수 있는 프레임 요소의 실시예의 개략 정면도.
도 7은 가열 스테이지, 응축/증발 스테이지 및 응축 스테이지를 포함하는 다단식 격막 증류장치의 실시예의 개략 정면도.
도 8은 도 7에 따른 실시예와 비교될 수 있는 다단식 격막 증류장치의 실시예의 개략 사시도로서 추가로 농축될 액체의 예열이 다시 제공되어 있는 도면.
도 1은 다단식 격막 증류장치(10)의 실시예를 개략 평면도로 도시한다.
예를 들어 도 1에 따른 도면에서 볼 수 있듯이, 그러한 다단식 격막 증류장치(10)는 가열 스테이지(28), 바람직하게는 다수의 응축/증발 스테이지(121 - 123) 및 응축 스테이지(36)를 포함한다. 상기 스테이지(28, 121 - 123, 36)를 통해 연속적으로 농축될 액체(14)가 흐르게 된다.
모든 응축/증발 스테이지(121 - 123)는 각각 적어도 하나의 응축 유닛(K) 및 적어도 하나의 증발 유닛(V)을 포함하고, 각각의 응축 유닛(K)은 응축 벽(16)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 지어진 제1 증기 공간(181)을 포함하고, 각각의 증발 유닛(V)은 증기-투과성 방수 격막 벽(20)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 지어진 제2 증기 공간(182)을 포함한다.
그러한 응축 유닛(K)과 이에 인접하는 그러한 증발기 유닛(V) 사이에 형성되며 그리고 농축될 액체를 안내하는 적어도 하나의 유로가 각각의 응축/증발 스테이지(121 - 123) 내에 제공되어서 농축될 액체(14)가 응축 벽(16)을 통해 가열되고, 상기 농축될 액체(14)로부터 상승하는 증기가 격막 벽(20)을 통해 제2 증기 공간(182) 내로 이동한다.
이러한 관점에서, 각각의 이전 스테이지(28, 121 - 123, 36)에서 상승하는 증기는, 상기 증기만을 안내하며 또한 오직 이 증기를 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)를 향해 안내하는 증기 통로(24, 26)(예로서 도 3 내지 도 5 참조)를 통하여 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)의 응축 유닛(K) 내로 운반된다.
다단식 격막 증류장치(10)는 바람직하게는 3개 이상의 응축/증발 스테이지(121 - 123)를 포함한다. 그러나 일반적으로 그러한 응축/증발 스테이지는 3개보다 작게 제공될 수도 있다.
결과적으로, 예를 들어 도 7 및 도 8로부터, 더 많은 스테이지(28, 121 - 123, 36)가 특히 서로의 밑에 배열될 수도 있다.
각각 적어도 하나의 응축/증발 스테이지(121 - 123)는 또한 각각의 다수의 응축 유닛(K) 및/또는 다수의 증발기 유닛(V)과, 응축 유닛(K)과 이에 인접한 증발기 유닛(V) 사이에 형성되어 농축될 액체(14)를 안내하는 다수의 평행 유로(22)를 가질 수 있다.
각각의 이전 스테이지(28, 121 - 123)의 각각의 증기 공간(182)에서 상승하는 증기는 바람직하게는 각각의 증기 통로(24, 26)를 통하여 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)의 각각 하나의 응축 유닛(K) 내로 운반된다.
각각의 이전 스테이지(28, 121 - 123)의 각각의 증발기 유닛(V)과 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)의 각각의 응축 유닛(K) 사이에서 각각의 증기 통로(24, 26)를 형성하기 위해, 증발기 유닛(V)은 증기 유출 통로(24)(예로서 도 3 및 도 4 참조)를 가질 수 있으며, 응축 유닛(K)은 증기 유입 통로(26)(예로서 도 5 참조)를 가질 수 있다. 이러한 관점에서, 상기 두 유닛(V, K)은 상기 증기 유출 통로(24)와 상기 증기 유입 통로(26)를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되지만 특히 증류액을 분리하기 위해 유지될 수 있는 갭(예로서 도 1 참조)을 갖는다.
공급된 농축될 액체는 가열 스테이지(28)에서 예열될 수 있다. 이러한 관점에서, 그러한 가열 스테이지(28)는 예를 들어 적어도 하나의 가열 유닛(301) 및 적어도 하나의 증발기 유닛(V)을 포함할 수 있고, 각각의 가열 유닛(301)은 유체밀봉 열전도 벽(32)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 가열 유체공간(34)을 포함하고, 각각의 증발기 유닛(V)은 증기-투과성 방수 격막 벽(20)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 증기 공간(182)을 포함한다.
이러한 관점에서, 가열 유닛(301)과 이에 인접한 증발기 유닛(V) 사이에 형성되어 농축될 액체(14)를 안내하는 적어도 하나의 유로(22)가 가열 스테이지(28) 내에 제공되어 있어서 상기 농축될 액체(14)가 유체밀봉 열전도 벽(32)을 통하여 예열되고, 상기 농축될 액체(14)로부터 상승하는 증기가 격막 벽(20)을 통해 증기 공간(182) 내로 이동한다.
증기는 가열 스테이지(28)의 각각의 증발기 유닛(V)의 증기 공간(182)으로부터 증기 통로(24, 26)를 통하여 이러한 바로 다음 응축/증발 스테이지(121 - 123)의 응축 유닛(K) 내로 운반될 수 있고, 상기 증기 통로는 오직 증기만을 안내하며 오직 이 증기만을 상기 바로 다음 응축/증발 스테이지(121 - 123)를 향하여 안내한다.
가열 스테이지(28)는 다수의 가열요소(301) 및/또는 다수의 증발기 유닛(V)과, 가열 유닛(301)과 이에 인접한 증발기 유닛(V) 사이에 각각 형성되어 농축될 액체(14)를 안내하는 다수의 평행 유로(22)를 가질 수 있다.
증기는 바람직하게는 가열 스테이지(28)의 각각의 증발기 유닛(V)의 상기 증기 공간(182)으로부터 각각의 증기 채널(24, 26)을 통하여 바로 다음 응축/증발 스테이지(121 - 123)의 각각 단 하나의 응축 유닛(K) 내로 운반된다.
가열 스테이지(28)의 각각의 증발기 유닛(V)과 바로 다음 응축/증발 스테이지(121 - 123)의 각각의 응축 유닛(K) 사이에서 각각의 증기 통로(24, 26)를 형성하기 위해, 증발기 유닛(V)은 증기 유출 통로(24)(예로서 도 3 및 도 4를 참조)를 가질 수 있으며, 응축 유닛(K)은 증기 유입 통로(26)(예로서 도 5 참조)를 가질 수 있다. 이러한 관점에서, 상기 두 유닛(V, K)은 상기 증기 유출 통로(24)와 상기 증기 유입 통로(26)를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되지만 특히 증류액을 분리하기 위해 여전히 유지될 수 있는 갭을 갖는다.
마지막 응축/증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)으로부터 나오는 증기는 상기 마지막 응축/증발 스테이지(123)의 바로 하류에 배치된 응축 스테이지(36)로 공급될 수 있다.
이와 유사하게 다시 도 1에서 볼 수 있듯이, 응축 스테이지(36)는 적어도 하나의 냉각 유닛(302) 및 적어도 하나의 응축 유닛(K)을 포함할 수 있다. 이러한 관점에서, 각각의 냉각 유닛(302)은 유체밀봉 열전도 벽(32)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 냉각액 공간(38)을 가질 수 있고, 각각의 응축 유닛(K)은 다시 응축 벽(16)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해지는 증기 공간(181)을 가질 수 있고, 상기 증기 공간에 마지막 응축/증발 스테이지(123)로부터의 증기가 각각의 증기 통로(24, 26)를 통하여 공급된다. 적어도 하나의 냉각 유닛(302)은 바람직하게는 응축 스테이지(36)에서 적어도 하나의 응축 유닛(K)에 직접 인접하여서 각각의 응축 유닛(K)의 응축 벽(16)이 냉각 유닛(302)을 통하여 냉각되며, 역시 이 경우에도 여전히 갭이 유지될 수 있다.
증기는 마지막 응축/증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)으로부터 증기 통로(24, 26)를 통하여 응축 스테이지(36)의 응축 유닛(K) 내로 바람직하게 안내되고, 상기 증기 통로는 오직 이 증기만을 안내하며 오직 이 증기만을 상기 응축 스테이지(36)를 향해 안내한다.
응축 스테이지(36)는 다수의 냉각 유닛(302) 및/또는 다수의 증발기 유닛(V)을 포함할 수 있다.
증기는 마지막 응축/증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)의 증기 공간(182)으로부터 바람직하게는 각각의 증기 통로(24, 26)를 통하여 응축 스테이지(36)의 각각 단 하나의 응축 유닛(K) 내로 안내된다.
마지막 응축/증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)과 바로 다음 응축 스테이지(36)의 각각의 응축 유닛(K) 사이에서 각각의 증기 통로(24, 26)를 형성하기 위해, 증발기 유닛(V)은 다시 증기 유출 통로(24)를 가질 수 있으며, 응축 유닛(K)은 증기 유입 통로(26)를 가질 수 있다. 상기 두 유닛(V, K)은 그때 특별히 다시 상기 증기 유출 통로(24)와 상기 증기 유입 통로(26)를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되어 있지만 특히 여전히 증류액을 분리하기 위해 유지될 수 있는 갭을 갖는다.
상술한 모든 경우에, 각각의 증기 통로(24, 26)는 또한 특별히 증기 유출 통로(24) 및 증기 유입 통로(26)에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 2개의 개별 유닛(V, K)은 상기 증기 유출 통로(24)와 상기 증기 유입 통로(26)를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열될 수 있지만 특히 증류액을 분리하기 위해 여전히 유지될 수 있는 갭을 갖는다.
다음에 상기 두 유닛(V, K)은 편의상 이러한 증기 유출 통로 및 증기 유출 통로(24, 26) 각자의 영역에서 서로 연결되어 있어서 증기가 바람직하게 증기 유출 통로(24)로부터 적어도 실질적으로 직접 증기 유입 통로(26)로 이동할 수 있다.
물에 의한 가열은 예를 들어 가열 스테이지(28)에서 발생할 수 있다. 그러나 다른 가열 유체도 일반적으로 인식할 수 있다.
비응축성 가스의 분리는 화살표(66)로 나타나 있다.
이 프로세스는 또한 증기로 가열될 수 있으며, 이 경우에 각각의 가열 유닛은 예를 들어 각각의 응축 유닛으로 대체될 수 있다.
농축될 액체는 각각의 가열 유닛을 통해 가열된다. 농축될 액체는 예를 들어 증기와 평행류로서, 증기에 대해 역류로서 또는 스테이지 마다 안내될 수 있다.
이미 초기에 설명한 바와 같이, 농축될 액체는 다중효용 프로세스를 위한 모든 스테이지를 가로질러 각각의 증기 공간 내의 절대압력에 해당하는 비등온도에 있는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 특히 다시 본원의 개시내용에 함께 포함되어 있는 WO 2007/054311호를 참고한다.
도 2는 도 1에 따른 실시예와 비교될 수 있는 다단식 격막 증류장치(10)의 실시예를 도시하며, 그러나 도 2에서 알 수 있듯이 예를 들어 농축될 액체(14)의 예열(68)이 각각의 2단 격막 증류장치(10)에 추가로 제공될 수 있다. 농축될 액체(14)는 응축 스테이지(36)로부터 공급될 수 있다. 이러한 관점에서 농축될 액체는 예열 유닛(50)에서 안내될 수 있다. 예열 유닛(50)은 예를 들어 다시 유체밀봉 열전도 벽(32)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 지어진 유체공간(34)을 가질 수 있다. 예열은 특히 증기를 통해 발생할 수 있다. 농축될 액체(14) 전체는 특히 가열 스테이지(28)까지 안내될 수 있고 또는 스테이지마다 농축될 액체의 양은 예를 들어 대응하는 스테이지 내로 그리고 농축될 액체를 안내하는 유로(22) 내로 인도될 수 있다.
다른 관점에서, 예열을 포함하는 이러한 다단식 격막 증류장치(10)는 특히 다시 적어도 실질적으로 예를 들어 도 1을 참고하여 설명한 바와 같이 구성될 수 있다. 서로 대응하는 부품은 이들과 관련된 동일한 도면부호를 갖는다.
예를 들어 도 3 내지 도 6에서 알 수 있듯이, 다단식 격막 증류장치(10)는 특히 다수의 프레임 요소를 포함하는 모듈러 유동 시스템으로서 구성될 수 있다. 이러한 관점에서, 특히 각각의 응축 유닛(K), 각각의 증발기 유닛(V), 각각의 가열 유닛(301) 및/또는 각각의 냉각 유닛(302) 및/또는 각각의 예열 유닛(50)과 같은 다른 기능적 유닛은 각각 그러한 프레임 요소의 형태로 제공될 수 있다.
프레임 요소는 바람직하게 웹 구조물(40)을 구비하고, 상기 웹 구조물을 통하여 상기 프레임 요소는 특히 가열 스테이지(28), 각각의 응축/증발 스테이지(121 - 123) 및/또는 응축 스테이지(36)를 형성하기 위해 서로 연결될 수 있다. 이러한 관점에서, 다른 프레임 요소는 예를 들어 웹 구조물(40)을 통하여 서로 용접 또는 접착될 수 있다. 예를 들어 용접된 웹 구조물이 사용되면, 예를 들어 프레임 요소를 연결하기 위해 마찰 용접법, 레이저 용접법 및/또는 가열요소 용접법이 사용될 수 있다.
프레임 요소 각각은 외부 프레임(42)에 의해 둘러싸여 있는 내부 영역(44)을 포함하고, 상기 내부 영역은 바람직하게 특히 그리드형 스페이서(46)를 구비한다.
도 3은 응축 유닛(K)으로서 구성된 프레임 요소의 실시예 및 증발기 유닛(V)으로서 구성된 프레임 요소의 실시예를 사시도로 도시한다.
각각의 필름 또는 격막이 특히 각각의 증기 공간(181, 182), 각각의 가열 유체 공간(34), 각각의 냉각액 공간(38)을 형성하기 위해 또는 각각의 예열 유닛(50)을 구체화하기 위한 각각의 기능적 표면을 형성하기 위해 특히 그리드형 스페이서(46)의 두 측면상에 적용될 수 있다.
이러한 관점에서, 응축 유닛(K)의 경우에 필름이 사용되는 것이 바람직하고, 증발기 유닛(V)의 경우에 증기-투과성 유체밀봉 격막이 사용되는 것이 바람직하다.
도 3에서, 응축 유닛(K) 또는 증발기 유닛(V)의 형태로 제공된 2개의 프레임 요소는 충족시켜야 할 기능에 따라 서로에 대해 배열되고, 특히 응축 유닛(K)의 형태로 제공된 프레임 요소는 응축 필름으로 적용될 수 있고, 특히 증발기 유닛(V)의 형태로 제공된 프레임 요소는 격막으로 적용될 수 있다. 다단식 격막 증류장치의 가열시에, 응축 유닛(K)의 형태로 제공된 프레임 요소는 예를 들어 좌측 바닥을 향해 개방되어 있어서 증기가 이러한 응축 유닛(K) 내로 들어가서 여기서 응축될 수 있다. 특히 증발기 유닛(V)의 형태로 제공된 프레임 요소는 폐쇄된 측면에서 비응축성 가스를 위한 적어도 하나 또는 다수의 리드스루(leadthrough) 전체를 갖는다.
농축될 액체를 안내하는 각각의 유로(22)는 격막과 필름 사이에서 응축 유닛(K)의 형태로 제공되며 필름을 구비한 프레임 요소와 증발기 유닛(V)의 형태로 제공되며 격막을 구비한 프레임 요소를 함께 조합함으로써 만들어진다.
스페이서는 여전히 이러한 유로(22) 내에 삽입될 수 있다. 그러한 스페이서 대신에, 특별히 그리드형 스페이서(46)가 또한 예를 들어 용액을 안내하기 위한 규정된 채널이 유로(22)의 충전시에 형성되도록 구성될 수 있다.
도 3에서 인지할 수 있듯이, 프레임 요소의 형태로 각각 제공된 두 유닛(K, V)의 외부 프레임(42)은 각각 특히 가열 유체 또는 냉각액을 위한 통로 개구부(54)를 구비할 수 있다. 도 3에서 인지할 수 있듯이, 예를 들어 그러한 각각의 통로 개구부(54)는 예를 들어 각각의 프레임 요소의 각 코너 영역에 제공될 수 있다. 그러한 통로 개구부(54)는 더구나 유사하게 도 1에서 볼 수 있듯이, 예를 들어 또한 웹부(56)에 의해 내부 영역(44)을 향해 윤곽이 만들어진다(delineate).
예를 들어 응축 유닛(K) 또는 증발기 유닛(V)의 형태로 제공된 프레임 요소의 외부 프레임(42)은 더구나 각각의 경우에 특히 농축될 액체를 위한 통로 개구부(58)를 구비할 수 있다. 이러한 통로 개구부(58)는 인정하건대 유사하게 웹 구조물(40)의 외측 부품 내에 놓이며, 그러나 통로 개구부(54)와는 달리, 내부 영역(44)에 대하여 윤곽이 만들어지지 않는다. 다시 유사하게 도 3을 참고하여 인식할 수 있듯이, 그러한 각각의 통로 개구부(58)는 각각의 외부 프레임(42)의 코너 영역에 제공될 수 있다.
격막 증류장치의 가열시에, 프레임형 응축 유닛(K)은 증기가 들어가서 응축될 수 있도록 좌측 또는 바닥을 향해 개방될 수 있다. 이러한 응축 유닛(K)은 폐쇄된 측면에서 비응축성 가스를 위한 적어도 하나 또는 다수의 리드스루를 전체적으로 가질 수 있다.
상향 및 우측으로 개방되는 증기 유출 통로(24)는 도 3에 도시된 증발기 유닛(V)에서 인식될 수 있다.
도 4는 증발기 요소로서 구성된 도 3에 따른 프레임 요소의 개략 정면도이다. 서로 대응하는 부품은 이들과 관련된 동일한 도면부호를 갖는다.
이 경우에, 각각 하나의 격막은 스페이서(46)의 두 측면에 배열되는 것이 바람직하다.
프레임형 증발기 유닛(V)은 예로서 증기가 이 유닛에서 배출될 수 있도록 우측 및 상단으로 개방될 수 있다.
도 5는 응축 유닛(K)으로서 설계된 도 3에 따른 프레임 요소의 개략 정면도이다.
예를 들어 수로로서 작용하는 통로 개구부(54) 및 특히 농축될 액체를 위한 통로로서 작용하는 통로 개구부(58)는 그 중에서도 도 5에서 인식될 수 있다. 이 경우에, 특히 각각의 필름이 스페이서(46)의 양측면에 제공될 수 있다.
서로 대응하는 부품은 이들과 관련된 동일한 도면부호를 갖는다.
예를 들어 이 경우에 스페이서(46)의 양측면에서 필름을 각각 구비한 프레임 요소는 특히 가열 증기 또는 각각의 증발기 유닛(V)에서 발생하는 증기의 응축에 사용될 수 있다.
도 6은 가열 유닛(301) 또는 냉각 유닛(302)으로서 사용될 수 있는 프레임 요소의 실시예의 개략 정면도이다. 스페이서(46)는 이 경우 특히 양측면에서 각자의 필름을 구비한다. 필름 사이에 각각 형성된 가열 유체 공간(34) 또는 냉각액 공간(38)은 가열 유체 또는 냉각액 예로서 물이 통과하며 흐른다. 가열 유체 또는 냉각액은 통로(60), 예로서 수로를 통하여 가열 유체 공간(38) 또는 냉각액 공간(38)으로 공급되어 다시 제거될 수 있다.
특히 농축될 액체를 위한 통로로서 작용하는 통로 개구부(58)는 또한 다시 도 6에서 인식될 수 있다.
이러한 프레임 요소는 예로서 가열 스테이지 내에 또는 응축 스테이지에서 냉각요소로서 에칭될 수 있다.
다른 도면의 부품에 해당하는 부품은 다시 또한 도 6에서 동일한 도면부호를 갖는다.
도 7은 가열 스테이지(28), 응축/증발 스테이지(121) 및 응축 스테이지(36)를 포함하는 다단식 격막 증류장치(10)의 실시예의 개략 정면도이다. 따라서 각각의 다단식 격막 증류장치는 특히 3단식 격막 증류장치가 될 수 있다.
도 7을 참고하여 인식할 수 있듯이, 스테이지(28, 121, 36)의 다수의 줄은 서로의 밑에 배열될 수 있다.
격막 증류장치(10)는, 다른 스테이지(28, 121, 36)를 수용하며 바람직하게 환경에 대해 진공밀봉되는 하우징(62)을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에서, 서로 위에서 평행하게 배열된 가열 스테이지(28)는 좌측면에 배열되어 있고, 이 경우에 격막 증류장치(10)는 예를 들어 좌측면에서 공급된 프로세스 증기를 통해 가열된다. 이러한 증기는 예를 들어 증기 터빈으로부터 생성될 수 있다.
가열 스테이지(28)의 응축 유닛(K) 또는 대응하는 프레임 요소 내로 들어가는 증기는 예를 들어 필름에 의해 형성된 응축 벽에서 응축된다. 열이 표면을 통해 농축될 액체로 전달되며, 이로부터 증기가 인접한 증발기 유닛 또는 대응하는 프레임 요소의 인접한 격막을 통해 각각의 증기 공간으로 들어가며, 상기 각각의 증기 공간은 다음 스테이지의 각각의 응축 유닛 또는 각각의 프레임 요소의 증기 공간의 압력과 소통한다.
가열 스테이지(28)의 각각의 냉각액 공간은 바람직하게 응축 유닛에서 비응축성 가스를 위한 보어를 통해서만 그리고 응축/증발(121) 내의 증류액을 응축/증발 스테이지로 안내하기 위해 바닥에 있는 제한기를 통해서만 연결된다. 응축/증발 스테이지(12) 내의 절대압력은 가열 스테이지(28)에서보다 낮다.
가열 스테이지(28)의 각각의 증기 통로에서 상승하는 증기는 응축/증발 스테이지(121)의 각각의 응축 유닛의 대향하여 배치된 각자의 증기 공간 내로 들어가서 응축될 수 있고, 그러나 특히 증류액을 분리하기 위해 그들 사이에 여전히 유지될 수 있는 갭을 갖는다. 열은 다시 또한 여기에 전달되며, 새로운 증기가 응축/증발 스테이지(121)의 각각 인접한 증발기 유닛의 증기 공간에서 발생하며, 이 증기 공간은 응축 스테이지(36)의 각각의 응축 유닛의 증기 공간의 압력 레벨과 소통한다.
또한 응축물 운반장치(64)는 예를 들어 서로 밑에 배열된 스테이지 사이에서 도 7에서 인식될 수 있다.
다른 도면의 부품과 대응하는 부품은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 8은 도 7에 따른 실시예와 비교될 수 있는 다단식 격막 증류장치(10)의 실시예의 개략 사시도이며, 그러나 여기서 농축될 액체의 예열이 다시 추가로 제공되어 있다. 이러한 관점에서, 이러한 예열은 예를 들어 다시 도 2와 관련지어 설명된 바와 같이 구성될 수 있다. 서로 대응하는 부품은 다시 이들과 관련된 동일한 도면부호를 갖는다.
매우 큰 교환면이 본 발명에 따른 다단식 격막 증류장치를 사용하여 작은 용적으로 설치될 수 있다. 격막 증류장치의 다른 유닛은 특히 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 특히 플레이트 형태가 될 수 있는 대응하는 프레임 요소에 의해 구체화될 수 있다. 증기를 발생하는 각각의 유닛에서 배출되는 증기는 바로 다음 스테이지에서 응축 스테이지 또는 응축 유닛의 증기 공간 내로 들어간다. 증기 체적 유량은 합산되지 않고 따라서 종래 열 플랜트를 제한하였던 유동 속도의 증가가 발생하지 않는다.
10 격막 증류장치
121 - 123 응축/증발 스테이지
14 농축될 액체
16 응축 벽
181 제1 증기 공간
182 제2 증기 공간
20 격막 벽
22 유로
24 증기 유출 통로
26 증기 유입 통로
24, 26 증기 통로
28 가열 스테이지
301 가열 유닛
302 냉각 유닛
32 유체밀봉 열전도 벽
34 유체 공간
36 응축 스테이지
38 냉각액 공간
40 웹 구조물
42 외부 프레임
44 내부 영역
46 스페이서
50 예열 유닛
54 통로 개구부
56 웹부
58 통로 개구부
60 통로, 예로서 수로
62 하우징
64 응축물 리드오프(lead-off)
66 비응축성 가스
68 농축될 액체의 예열
K 응축 유닛
V 증발기 유닛

Claims (17)

  1. 농축될 액체(14)가 연속적으로 흘러가게 되는, 가열 스테이지(28), 다수의 응축 및 증발 스테이지(121 - 123) 그리고 응축 스테이지(36)를 포함하는 다단식 격막 증류장치(10)로서, 각각의 응축 및 증발 스테이지(121 - 123)는 다수의 응축 유닛(K) 및 다수의 증발기 유닛(V)뿐만 아니라 응축 유닛(K)과 이에 인접한 증발기 유닛(V) 사이에 각각 형성되어 상기 농축될 액체(14)를 안내하는 다수의 평행 유로(22)를 포함하고; 각각의 응축 유닛(K)은 응축 벽(16)에 의하여 적어도 부분적으로 경계가 정해진 제1 증기 공간(181)을 포함하고; 각각의 증발기 유닛(V)은 증기-투과성 방수 격막 벽(20)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 제2 증기 공간(182)을 포함하고; 그러한 응축 유닛(K)과 이에 인접하는 그러한 증발기 유닛(V) 사이에 형성되며 그리고 농축될 액체(14)를 안내하는 적어도 하나의 유동채널(22)은 각각의 응축 및 증발 스테이지(121 - 123) 내에 제공되어서 상기 농축될 액체(14)가 상기 응축 벽(16)을 통해 가열되고, 상기 농축될 액체(14)로부터 상승하는 증기가 상기 격막 벽(20)을 통해 상기 제2 증기 공간(182) 내로 이동하는, 상기 다단식 격막 증류장치(10)에 있어서,
    각각의 이전 스테이지(28, 121 - 123, 36)의 각각의 증기 공간(182)에서 상승하는 증기는, 상기 증기만을 안내하며 또한 오직 이 증기를 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)를 향해 안내하는 증기 통로(24, 26)를 통하여 상기 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)의 응축 유닛(K) 내로 운반되고, 각각의 이전 스테이지(28, 121 - 123)의 각각의 증기 공간(182)에서 상승하는 증기는 상기 각각의 증기 통로(24, 26)를 경유하여 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)의 각각 단 하나의 응축 유닛(K) 내로 운반되는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각각의 이전 스테이지(28, 121 - 123)의 각각의 증발기 유닛(V)과 바로 다음 스테이지(121 - 123, 36)의 각각의 응축 유닛(K) 사이에서 각각의 증기 통로(24, 26)를 형성하기 위해, 상기 증발기 유닛(V)은 증기 유출 통로(24)를 가지며, 상기 응축 유닛(K)은 증기 유입 통로(26)를 가지며, 상기 두 유닛(V, K)은 상기 증기 유출 통로(24)와 상기 증기 유입 통로(26)를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    공급된 상기 농축될 액체(14)를 예열하는 상기 가열 스테이지(28)는 적어도 하나의 가열 유닛(301) 및 적어도 하나의 증발기 유닛(V)을 포함하고, 각각의 가열 유닛(301)은 유체밀봉 열전도 벽(32)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 가열 유체공간(34)을 포함하고, 각각의 증발기 유닛(V)은 증기-투과성 방수 격막 벽(20)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 증기 공간(182)을 포함하고, 가열 유닛(301)과 이에 인접한 증발기 유닛(V) 사이에 형성되어 상기 농축될 액체(14)를 안내하는 적어도 하나의 유로(22)가 상기 가열 스테이지(28) 내에 제공되어 있어서 상기 농축될 액체(14)가 상기 유체밀봉 열전도 벽(32)을 통하여 예열되고, 상기 농축될 액체(14)로부터 상승하는 증기가 상기 격막 벽(20)을 통해 상기 증기 공간(182) 내로 이동하는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 증기는 상기 가열 스테이지(28)의 각각의 증발기 유닛(V)의 상기 증기 공간(182)으로부터 증기 통로(24, 26)를 통하여 이러한 바로 다음 응축 및 증발 스테이지(121 - 123)의 응축 유닛(K) 내로 운반되고, 상기 증기 통로는 오직 증기만을 운반하며 오직 이 증기만을 상기 바로 다음 응축 및 증발 스테이지(121 - 123)를 향하여 운반되고, 여기서 상기 증기는 상기 가열 스테이지(28)의 각각의 증발기 유닛(V)의 상기 증기 공간(182)으로부터 상기 각각의 증기 채널(24, 26)을 통하여 바로 다음 응축 및 증발 스테이지(121 - 123)의 각각 단 하나의 응축 유닛(K) 내로 운반되는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가열 스테이지(28)는 다수의 가열 유닛(301) 또는 다수의 증발기 유닛(V) 중 적어도 하나뿐만 아니라 가열 유닛(301)과 이에 인접한 증발기 유닛(V) 사이에 각각 형성된 다수의 평행 유로(22)를 가지며, 상기 유로는 상기 농축될 액체(14)를 안내하는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 가열 스테이지(28)의 각각의 증발기 유닛(V)과 상기 바로 다음 스테이지(121 - 123)의 각각의 응축 유닛(K) 사이에서 각각의 증기 통로(24, 26)를 형성하기 위해, 상기 증발기 유닛(V)은 증기 유출 통로(24)를 가지며, 상기 응축 유닛(K)은 증기 유입 통로(26)를 가지며, 상기 두 유닛(V, K)은 상기 증기 유출 통로(24)와 상기 증기 유입 통로(26)를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    마지막 응축 및 증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)으로부터 나오는 상기 증기는 상기 마지막 응축 및 증발 스테이지(123)의 바로 하류에 배치된 상기 응축 스테이지(36)로 공급되는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 응축 스테이지(36)는 적어도 하나의 냉각 유닛(302) 및 적어도 하나의 응축 유닛(K)을 포함하고, 각각의 냉각 유닛(302)은 유체밀봉 열전도 벽(32)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해진 냉각액 공간(38)을 포함하고, 각각의 응축 유닛(K)은 다시 응축 벽(16)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 정해지는 증기 공간(181)을 포함하고, 상기 증기 공간에 상기 마지막 응축 및 증발 스테이지(123)로부터의 증기가 각각의 증기 통로(24, 26)를 통하여 공급되고, 적어도 하나의 냉각 유닛(302)은 상기 응축 스테이지(36)에서 적어도 하나의 응축 유닛(K)에 직접 인접하여서 상기 각각의 응축 유닛(K)의 응축 벽(16)이 상기 냉각 유닛(302)을 통하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 증기는 상기 마지막 응축 및 증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)으로부터 증기 통로(24, 26)를 통하여 상기 응축 스테이지(36)의 응축 유닛(K) 내로 안내되고, 상기 증기 통로는 오직 이 증기만을 안내하며 오직 이 증기만을 상기 응축 스테이지(36)를 향해 안내하는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 응축 스테이지(36)는 다수의 냉각 유닛(302) 또는 다수의 증발기 유닛(V) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 마지막 응축 및 증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)의 증기 공간(182)으로부터 나오는 증기는 상기 각각의 증기 통로(24, 26)를 통하여 상기 응축 스테이지(36)의 각각 단 하나의 응축 유닛(K) 내로 운반되는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 마지막 응축 및 증발 스테이지(123)의 각각의 증발기 유닛(V)과 바로 다음 응축 스테이지(36)의 각각의 응축 유닛(K) 사이에서 각각의 증기 통로(24, 26)를 형성하기 위해, 상기 증발기 유닛(V)은 증기 유출 통로(24)를 가지며, 상기 응축 유닛(K)은 증기 유입 통로(26)를 가지며, 상기 두 유닛(V, K)은 상기 증기 유출 통로(24)와 상기 증기 유입 통로(26)를 각자 갖는 그들의 측면이 서로 직접 인접하여 마주보도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  13. 삭제
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다단식 격막 증류장치는 적어도 3개의 응축 및 증발 스테이지(121 - 123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 격막 증류장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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