NO831661L - Fremgangsmaate og innretning for transmembrandestillasjon - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og anordning for fraseparering av flytende bestanddeler av en oppløsning ved at disse overføres i dampfase og at dampen i tilslutning blir kondensert, hvor oppløsning og destillat (kondensat) er atskilt av en porøs skillevegg (2) som bare er gjennomslippelig for dampen og berører denne skillevegg. Oppløsningen blir varmet opp til høyere temperatur enn kondensatet, hvis temperatur ligger under dets koketemperatur. Overføring til dampfase skjer på oppløsningssiden (la), dampen diffunderer gjennom skilleveggens (2) porer til destillatsiden (lb) og kondenseres eventuelt der. Ifølge oppfinnelsen oppnår man under frasepareringens varighet ved trykk- og/eller temperaturstyring, i det minste i et delområde av den porøse skilleveggens (2) umiddelbare omgivelse, på oppløsningssiden, i det minste området for oppløsningens aktuelle kokepunkt. Trykkene på oppløsningssiden (la) og destillatsiden (lb) kan også innstilles høyere eller lavere enn atmosfæretrykket. Den porø-se skillevegg kan være en membran og/eller ha en nettaktig oppbygget porestruktur, som gjør det mulig å innstille et trykk som i maksimal grad svarer til oppløsningens aktuelle damptrykk utelukkende i den porøse skilleveggens (2) porer. Fremgangsmåten kan også gjennomføres med gjenvinning av varme fra kondensatet.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for i det minste delvis fraseparering av minst en flytende bestanddel av en oppløsning ved at denne overføres i dampfase, hvor oppløsningen og destillatet blir holdt atskilt av en po-røs skillevegg, som bare er gjennomslippelig for det dampformede destillat og eventuelt foreliggende gasser, og med hvilken oppløsningen og destillatet blir holdt i berøringskontakt, hvor overføringen til dampfase skjer på oppløsningssiden av den porøse skilleveggens porer og det dampformede destillat diffunderer gjennom porene til destillatsiden.

Fra US-PS 3 36l 645 er det kjent en anordning for utvinning av drikkevann fra saltholdig vann, hvor vanndamp fra oppløsningen diffunderer gjennom vanndamp-gjennomslippelige silikongummirør til rørenes indre og derfra transporteres til en kondensator med en trekkgas, f.eks. luft. Damptransporten ved hjelp av trekkgassen bevirkes enten ved hjelp av en vifte eller vid opprettelse av vakuum. Det skjer således ingen kondensering av vanndampen allerede i rørenes indre. Det salthol-dige vannet blir varmet opp til en temperatur som ligger mellom omgivelsens og koketemperaturen.

Fra tysk Offenlegungsschrift 25 37 780 kjennes en fremgangsmåte for å fraskille fenoler fra vandige blandinger med en organisk polymer membran, som er selektivt gjennomtrengelig for fenol, hvor den vandige beskikningsstrøm bringes i kontakt med membranen, enten i flytende eller dampfase, og hvor permeatet kan foreligge i form av en fenoldamp, en fenoloppløs-ning eller som fenolkompleks-oppløsning. Ved denne kjente fremgangsmåte kan det absolutte trykk i beskiknings- og per-meatsonene variere sterkt, dvs det kan brukes under- og overtrykk fra få torr til 35-70 kg/cm . Ifølge nevnte publikasjon er trykket i alminnelighet ikke en vesentlig faktor, når per-meatsonen blir utsatt for væskefase-betingelser. Brukes derimot damp-beskikningsblandinger eller membran-fordampningsbe-tingelser,kan høyere trykk ved beskikningssonen danne et høye-re kjemisk potensial, noe som er ønskelig. Hvis permeatet ved denne kjente fremgangsmåte foreligger i dampfase, innstilles vanligvis et overtrykk på membranens beskikningsside og et undertrykk i forhold til atmosfæretrykket på membranens permeat-

side.

Fra tysk Offenlegungsschrift 16 19 749 kjennes en fremgangsmåte for separasjon av flytende oppløsninger og blandinger ved bruk av porøse legemer, som står i berøring med væsken, f. eks. en lyofob, porøs folie, hvor det også kan arbeides veder undertrykk, idet det da kreves vesentlig mindre varmemengder for oppnåelse av samme effekt som ved drift ved normalt eller overtrykk.

De permeatstrømmer man har kunnet oppnå med disse kjente metoder, har hittil vært betraktet som maksimalt oppnåelige. Nå har det imidlertid, overraskende nok, vist seg at det ved fremgangsmåter av nevnte type i realiteten kan oppnås vesentlig høyere permeatstrømninger (det er den destillatmengde som pr. tidsenhet og pr. flateenhet av virksom, porøs skillevegg diffunderer fra oppløsningssiden gjennom den porøse skilleveggens porer til destillatsiden) enn man hittil har oppnådd og holdt for mulig.

Til grunn for foreliggende oppfinnelse ligger således den oppgave å bedre denne fremgangsmåte slik at den destillat-hhv kondensatmengde som oppnås pr. flateenhet av porøs skillevegg og pr. tidsenhet er vesentlig større enn det som hittil er oppnådd med denne fremgangsmåte.

Denne oppgave løses ved nevnte fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen ved at man under fraskillingsprosessen varighet, ved hjelp av trykk- og/eller temperaturstyring til enhver tid, i det minste i et delområde av den umiddelbare omgivelse av den porøse skillevegg, på løsningssiden i det minste oppnår området for den aktuelle oppløsnings kokepunkt.

Den drivende.,kraft ved fremgangsmåten for membran-destil-f' ■

lasjon ifølge oppfinnelsen er damptrykk-differansen mellom opp-løsningssiden og destillatsiden. En slik damptrykk-differanse oppnås ved at enten destillaten i dampformet tilstand fortlø-pende ledes bort fra den porøse skillevegg eller ved at destillatsiden av den porøse skillevegg til stadighet blir påført en væske som har lavere temperatur enn oppløsningen og som opptar destillatet som da blir kondensert på destillatsiden av den po-røse skilleveggens porer, dvs ved en temperaturdifferanse mellom oppløsningen og.kondensatet. Fortrinnsvis består denne kjøle-

:eller transportvæske av kondensert, avkjølt destillat. På denne måte hindres sammenblanding av destillatet med en annen væske. Dette er særlig fordelaktig, når selve destillatet er det egentlige produkt ved fremgangsmåten og ikke må behandles som et avfallsprodukt.

Det må betraktes som fullstendig overraskende at den transmembrane destillat-gjennomløpsmengde ved samme damptrykk-differanse mellom oppløsningssiden og destillatsiden kan økes til en mangedobling f.eks. alene ved at det på oppløsningssi-den dannes et undertrykk i forhold til omgivelsestrykket, og at det er tilstrekkelig hvis man. ved en slik trykkreduksjon ifølge oppfinnelsen i det minste i et delområde av den umiddelbare omgivelse av den porøse skillevegg i oppløsningen i det minste oppnår.området for oppløsningens.aktuelle kokepunkt.

Ved "aktuelle kokepunkt" forstås her oppløsningens kokepunkt i avhengighet av oppløsningens temperatur, trykk og konsentrasjon. Dette kokepunkt endres som regel til stadighet. Også det sted hvor det aktuelle kokepunkt hhv området for dette kokepunkt blir nådd, kan veksle.

Fortrinnsvis blir trykkforløpet hhv temperaturforløpet på oppløsningssiden styrt slik at man overalt på oppløsnings-siden i det minste oppnår området for oppløsningens aktuelle kokepunkt, men i det minste oppnår dette langs hele den porøse skilleveggen. Ved området for det aktuelle kokepunkt, forstås ifølge oppfinnelsen at oppløsningens absolutte temperatur ligger maksimalt 3% under koketemperaturen som svarer til det trykk som råder på vedkommende målested, uttrykt i Kelvin, eller med andre ord at temperaturen T av oppløsningen utgjør minst 0,97-T hvor TV er oppløsningens kokepunkt på vedkommende målested.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ikke sammenlign-bart med de type-fremmede vakuuminndampnings- eller destilla-sjonsmetoder, hvor fordampningen til enhver tid skjer i den retning hvor anordningen som genererer vakuumet befinner seg. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil det nemlig skje en økning av den destillatmengde som diffunderer gjennom den porøse skilleveggens porer mot destillatsiden, selv om det på oppløsningssiden innstilles et undertrykk, især koketrykket, ved at damprommet ovenfor oppløsningen blir forbundet med en vakuuminnretning. Ytterligere en avgjørende forskjell mellom disse fremgangsmåter av en annen type, som arbeider med vakuum og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består i at overgangen av oppløsningens flytende bestanddel som skal skilles fra, til dampfase fra den flytende fase, ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skjer på væskeoverflater som. rager inn i porene i en porøs skillevegg og dermed er utsatt for kapillarkrefter. Også når det gjelder resultatet, skiller fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen seg sterkt fra nevnte fremgangsmåter av en annen type da destillatene (kondensatene) som kan oppnås ved hjelp av oppfinnelsen har en renhetsgrad, som ved de nevnte metoder ikke oppnås med bare ett fordampningstrinn, dvs eksempelvis uten et-terfølgende rektifikasjon.eller ytterligere destillasjon.

Som kjent er en væskes kokepunkt først nådd, når væskens damptrykk er likt omgivelsens trykk. En væskes damptrykk stiger med stigende væsketemperatur. Ved et bestemt omgivelsestrykk kan kokepunktet således nås ved økning av væskens temperatur; ved en fastlagt temperatur, oppnås kokepunktet ved reduksjon av omgivelsens trykk. Ved en hvilende væskekolonne er det statiske trykk i kolonnens nedre område høyere enn på overflaten, slik at kokepunktet vil nås ved en høyere temperatur i kolonnens nedre område enn ved overflaten. Hvis man forbinder en væskekolonne med en undertrykkskilde, vil kokepunktet - forutsatt at temperaturen er jevnt fordelt i kolonnen - oppnås ved oppnåelse av et bestemt undertrykk på væskekolonnens overflate, men ikke i de lavereliggende områder. Det betyr at man ved ren opprettelse av undertrykk ovenfor en væskekolonne ved jevn temperaturfordeling ikke oppnår koketilstand i hele søylen. Eksempelvis er trykket i en 10 m høy vannsøyle 0,98l bar høye-re på det dypeste sted enn det høyeste. Står en 10 m høy vann-søyle under atmosfæretrykk, forhøyes dermed koketemperaturen på det dypeste sted av vannsøylen til ca. 120°C. Står en slik vannsøyle i kontakt med en vertikalt anordnet, likeledes 10 m høy hydrofob, porøs skillevegg, og bringer man denne vannsøy-le til koking ved temperaturøkning eller ved reduksjon av omgivelsestrykket, vil de nødvendige forutsetninger for størst mulig dampstrømning gjennom den porøse skillevegg således ba-re foreligge i vannsøylens.øvre område.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foreligger denne ulempe ikke, fordi kokepunktet i det minste tilnærmet blir nådd ved styring av oppløsningens trykk og/eller temperatur på oppløsningssiden og/eller på destillatsiden, i det minste i umiddelbar nærhet av om mulig hele den porøse skillevegg. Ved en vertikalt anordnet, f.eks. 10 m høy, porøs skillevegg, kan dette f.eks. skje ved at oppløsningen ledes nedenfra og opp, langs den porøse skillevegg, hvor oppløsningen allerede har den koketemperatur^ som svarer til trykket når den blir ledet mot den porøse skillevegg, og hvor den på sin vei nedenfra og oppover avkjøles slik at koketemperaturen som svarer til det lokale trykk til enhver tid blir nådd. En avkjøling vil da iallfall finne sted ved den fordampning som skjer gjennom den porøse skillevegg. Er den for sterk, slik at temperaturen i oppløsningen synker under koketemperaturen som svarer til det til enhver tid aktuelle (nivåavhengige) trykk, kan dette motvirkes ved tilførsel av varme på vedkommende sted eller ved økning av gjennomstrømningsmengden av oppløsning. Hvis fordampningsmengden derimot er for liten i forhold til gjen-nomstrømningsmengden av oppløsning, vil oppløsningen ved oppnåelse av en bestemt høyde begynne å koke intenst, under sterk dampbobleutvikling. Dette kan eksempelvis unngås ved reduksjon av den gjennomstrømningsmengde av oppløsning som er ført langs den porøse skillevegg på oppløsningsmiddelsiden.

På samme måte som ved endring av gjennomstrømningsmeng-dene kan trykkforholdene også anpasses til de eventuelt fast-lagte temperaturforhold ved montering av ekstra strømningsmot-stander.

Det samme gjelder i det tilfelle at oppløsningen blir ledet i det vesentlige horisontalt langs den i dette tilfelle likeledes horisontalt anordnede, porøse skillevegg. I dette tilfelle vil nemlig i det vesentlige bare de opptredende, eventuelt bare svært ringe trykktap (strømningstap) føre til trykkforskjeller.i oppløsningen langs den porøse skillevegg og dermed til bare lite avvikende koketemperaturer. Hvis trykkfor-skjellen langs en horisontalt anordnet, porøs skillevegg, som bare kan oppnås ved ved strømningstap, er for liten i forhold til fordampningen gjennom den porøse skillevegg og på grunn av reduksjon av oppløsningens temperatur ved eventuelt oooptre-dende varmetap, kan kokepunktet i oppløsningen ikke oppnås hhv opprettholdes langs hele den porøse skilleveggen. Også i dette tilfelle kan varmetilførsel utenfra, økning av gjennom-strømningsmengden på oppløsningsmiddel-siden eller montering av kunstige strømningsmotstander føre til slik gjensidig til-pasning av temperaturtapet i oppløsningen og trykkforløpet i denne at det oppløsningens aktuelle kokepunkt, eller i det minste området for dette kokepunkt oppnås i det minste i et delområde.

Dersom den porøse skillevegg eksempelvis dannes av ett eller flere rør, kan strømningsmotstanden i rørene f. eks.økes ved at rørenes indre diameter gjøres tilsvarende liten eller ved at rørene blir fylt med fyllegemer. Dette trekk kan dessuten medføre ytterligere fordeler, idet f.eks. oppholdstiden av væsken som strømmer gjennom rørene, blir redusert, at det ved ringe gjennomstrømningsmengder i det minste oppnås en kva-siturbulent strømning i rørene, at forstyrrende grensesjikt på rørenes innervegger lettere blir brutt opp osv. For samme formål kan også rommet som omgir rørene som virker som porøs skillevegg fylles med fyllegemer.

Når det gjelder spørsmålet om hva slags styring som er mest egnet, må det tas hensyn til at det ved høyere temperaturer på oppløsningssiden i alminnelighet oppnås høyere fordamp-ningsmengder. Dersom varmetilførsel samtidig med overføring av i det minste en flytende bestanddel av oppløsningen i dampfase ikke er mulig eller bare kan skje i begrenset omfang, kan kokepunktet oppnås og opprettholdes ved hjelp av den ovenfor omtalte (under-)trykkstyring på oppløsningssiden, uten samtidig varmetilførsel i oppløsningen.

De ovennevnte muligheter for ved trykk- og temperaturstyring på oppløsningsmiddelsiden å holde oppløsningen i det minste så- nær kokepunktet som mulig langs hele den porøse skillevegg, som angitt ifølge oppfinnelsen, kan realiseres ved hjelp av måle- og reguleringsinnretninger for styring av trykket og temperaturen på oppløsningsmiddelsiden og av gjennomstrømnings- mengden av oppløsning. Fortrinnsvis reguleres også temperaturene, trykkene og gjennomstrømningsmengdene på destillatsiden med tilsvarende innretninger. Under bestemte, nedenfor omtalte omstendigheter, kan kan man gi avkall på ovenfor omtalte gjensidig avstemte trykk-temperatur-regulering for oppnåelse av kokepunktet og like fullt oppnå en sammenligningsvis bare lite redusert destillatstrømning.

Det har nemlig, overraskende nok, vist seg at det - med utgangspunkt i de hittil kjente fremgangsmåter - er mulig å oppnå er betydelig økning av destillatmengden allene ved at det nødvendige trykk (undertrykk) for opprettelse av kokepunktet bare opprettes i den porøse skilleveggens porer. Dette kan f.eks. på en enkel måte bevirkes ved at bare den porøse skillevegg blir umiddelbart forbundet med en trykk-(undertrykk) genererende innretning. Selv om oppløsningen og destillatet (kondensatet) f.eks. har atmosfæretrykk og begge deler oppvi-ser en temperatur under den vanlige koketemperatur ved dette trykk, kan det da likevel, ved et tilsvarende trykk (undertrykk) i den porøse skilleveggens porer, oppnås i det minste et tilnærmet kokepunkt i oppløsningen i skilleveggens umiddelbare nærhet.

Ofte er denne utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen så effektiv at man kan gi avkall på i tillegg å opprette tilsvarende koketrykk (undertrykk) på oppløsningssi-den. Dermed utgjør denne fremgangsmåte en særlig foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Avhengig av den porøse skilleveggens størrelse og type kan det være hensiktsmessig å forbinde den porøse skillegegg med innretningen for generering av (under-)trykk på flere steder .

Opprettelse av det damptrykk i den porøse skilleveggens porer som svarer til oppløsningens temperatur på ovenfor omtalte måte, er da mulig, hvis den porøse skillevegg er nett-lignende konstruert, dvs hvis det foreligger et poresystem hvor porene står i forbindelse med hverandre via gass- hhv dampgjennomslippelige åpninger , kanaler, porer osv. Denne ut-førelsesform av oppfinnelsen kan gjennomføres på en særlig effektiv måte, har formen av et mikroporøst, celleformet legeme av en termoplastisk polymer, valgt fra gruppen olefin-polyme-rer, kondensasjonspolymerer og oksydasjonspolymerer eller blandinger derav. Legemet har da en isotrop stryktur med et flertall sfæriske celler, som er jevnt fordelt i hele struk-turen, og de mot hverandre grensende cellene.er innbyrdes forbundet ved porer, som har mindre diameter enn de førstnevn-te celler. Fortrinnsvis har de sfæriske celler i det slikt mikroporøst, celleformet legeme en gjennomsnittsdiameter C på 0,5 til 100 u, skarphetsfaktor ("Schårfefaktor") Sl - 30 og et forhold mellom gjennomsnittlig cellestørrelse og gjennomsnittsdiameter P av de porer som forbinder cellene C/P 2:1

til 200:1, og log C/P er 0,2 til 2,4 og log S/C er -1,4 til 1. Skarphetsfaktoren "S" (S-faktoren) bestemmes da ved analyse av en kvikksølv-intrusjonskurve. Et slikt mikroporøst, celleformet legeme, som for gjennomføring av foreliggende oppfinnelse kan foreligge i form av minst en flat skillevegg, en flat membran, et rør, en slange eller en hul tråd, samt en fremgangsmåte for fremstilling av dette er kjent fra tysk Offenlegungsschrift 27 37 745- I denne publikasjon beskrives også beregningsmåten av S-faktoren (side 53).

Andre legemer som egner seg for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,til bruk som porøs skillevegg, og som på grunn av sin spesielle porestruktur er særlig egnet for gjennomføring av den sist omtalte utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvor det bare innstilles et trykk i den porøse skilleveggens porer, som i høy grad svarer til oppløsningens damptrykk, samt fremgangsmåter for deres fremstilling er kjent fra tysk Offenlegungsschrift 28 33 493, tysk Offenlegungsschrift 28 33 623 og tysk Offenlegungsschrift 30 49 557.

En porøs skillevegg, eksempelvis av biaksialt forstruk-ket polytetrafluoretylen (PTE) er bare begrenset egnet for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, idet den sist omtalte utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke kan gjennomføres med slikt materiale eller eventuelt bare med dårlig resultat. Det skyldes den annerledes form og anordning av porene og den avvikende oppbygning av dette porø-se materiale.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres slik at det på oppløsningssiden, i den porøse skilleveggens porer hhv på destillatsiden (kondensatsiden) råder trykk som er lik, større eller mindre enn atmosfæretrykket, hvor det som regel vil råde forskjellige trykk lokalt. Det betyr at det på opp-løsningssiden f.eks. innstilles et trykk som ligger høyere enn atmosfæretrykket og oppløsningens damptrykk, at det i den po-røse skilleveggens porer - under de beskrevne forutsetninger

- innstilles et trykk som i høy grad svarer til oppløsningens damptrykk, hvor også dette kan være høyere enn atmosfæretrykket, og at det på destillatsiden innstilles et trykk, som er

høyere enn trykket på oppløsningssiden. Til opprettholdelse av den nødvendige damptrykk-gradient må (den lokale) temperaturen av destillatet (kondensatet) være lavere enn (den lokale) temperaturen av oppløsningen. Også ved denne utførelsesform av

fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil det i umiddelbar nærhet av den porøse skillevegg oppnås iallfall tilnærmet kokepunkt i oppløsningen, som omtalt ovenfor, at oppløsningen står under atmosfæretrykk og det innstilles et undertrykk i skilleveggens porer som i høy grad svarer til oppløsningens damptrykk.

En viktig forutsetning for oppnåelse av høye perpeatstrøm-ninger er at det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke arbeides med en transportgass på destillatsiden. Det har nemlig vist seg at de høye destillatstrømninger som er karakte-ristiske for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke blir nådd ved nærvær av en transport- eller fremmed-gass.

Den effektøkning som kan oppnås med foreliggende oppfinnelse, overfor de hittil kjente fremgangsmåter, dvs øk-ningwn av destillatmengden som diffunderer gjennom den porøse skillevegg pr. flateenhet av membranoverflaten og pr tidsenhet, utgjør ofte mer en den 7-dobbelte.

Kondensering av dampen som fra oppløsningen trer gjennom den porøse skilleveggen, kan skje umiddelbart, på den overflate av skilleveggen som vender mot destillatsiden, slik at det dannede, flytende kondensat står i berøringskontakt med den porøse skillevegg. Destillatet kan imidlertid også først ledes bort fra den porøse skilleveggen i dampform og kondenseres på et annet sted. Da vil det flytende destillat (kondensat) ikke komme i berøring med skilleveggen. Denne type kondensering kan skje i en vanlig kondensator. For å fremme bortledningen av det dampformede destillat til en slik kondensator, er et trykkfall, generert av en undertrykk-kilde, f.eks. en vakuum-pumpe, særlig effektivt. I stedet for den vanlige kondensering kan man også benytte seg av i og for seg kjent dampfortetning. Den energetiske virkningsgrad' av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan økes betydelig på denne måten, f.eks. ved mekanisk dampfortetning med rotasjonsstempel-fortettere eller radial-vifter.

Når destillatet skal ledes bort fra den porøse skillevegg i dampformet tilstand, må dette skje uten transportgass, eller hvis kondensering av destillatet skal skje på en kondenser-ingsflate overfor den porøse skillevegg, må det mellomliggende .rom som er fylt med destillatdamp ikke i tillegg inneholde en gass som ikke kondenserer ved de gitte temperatur- og trykkfor-hold.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ikke bare egnet for behandling av såkalte ekte oppløsninger, som saltvann, sy-rer eller lign., men.også for væskeblandinger og væsker som inneholder organiske eller uorganiske partikler i uoppløst form, . også i det sub-mikroskopiske område, mikroorganismer o.l. og for ekstrakter, emulsjoner o.l. Alle væsker hvor det med fremgangsmåten som omtalt ifølge oppfinnelsen skjer i det minste en delvis fraseparering av i det minste en flytende bestanddel av væsken, gjelder dermed som oppløsninger i oppfinnelsens forstand. Det betyr at det ønskede produkt ikke til enhver tid må være det kondenserte destillat, men også kan være den konsentrerte oppløsningen eller begge deler.

Oppløsningers kokepunkt er ofte forskjellig fra det rene løsningsmidlets hhv de forskjellige flytende blandingskomponen-tenes i ren form. Av denne grunn endres ofte oppløsningens kokepunkt, som er avhengig av konsentrasjonen, under gjennomfø-ringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Dette må man ta hensyn til ved styringen av trykk hhv temperatur.

Den porøse skilleveggen kan bestå av porøse eller mikro-porøse materialer som har den egenskap at de er gjennomslippelige utelukkende for dampen, men ikke for oppløsningen hhv

kondensatet.

Porøse skillevegger, som har vist seg å være egnet for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og som og-så kan foreligge i membranform, består av nylon, celluloseace-tat, polypropylen, polytetrafluoretylen, polyetylen, polyvi-nylidenfluorid, polyvinylklorid, cellulose, asbest, silikater, mineralstoffer. eller blandinger derav.

Disse materialer er fortrinnsvis ikke fuktbare av en av de to væsker. Denne egenskap av den porøse skillevegg må vanligvis bare foreligge ved de betingelser under hvilke fremgangsmåten blir gjennomført. Den kan eventuelt oppnås ved tilsvarende forbehandling av den porøse skillevegg.

Overraskende nok kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennomføres med stort hell, delvis endog med oppløsninger, hvor oppløsningen, men ikke kondensatet fører til væting av den porøse skillevegg ved atmosfæretrykk, idet det bare innstilles et undertrykk tilsvarende oppløsningens damptrykk på oppløsningssiden.

Den porøse skillevegg kan foreligge i plan eller ikke plan, f.eks. buet, korrugert eller lukket form, dvs f.eks. som flat membran (flat folie), slangemembran (slangefolie), rør eller hultråd hhv hulfiber.

For gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil en kunstig fremstilt, porøs eller mikroporøs membran som regel foretrekkes som porøs skillevegg.

Ved en fordelaktig videreføring av oppfinnelsens fremgangsmåte strømmer oppløsningen og/eller kondensatet langs den porøse skillevegg, hvor den foreliggende oppløsningsmengde og/ eller kondensatmengde eller bare en del av dem beveges en eller flere ganger langs den porøse skillevegg ved naturlig kon-veksjon eller tvangsmessig, f.eks. ved naturlig trykkforskjell eller i og for seg kjente transportorganer, som pumper osv. Løsningen og kondensatet kan strømme i samme retning, i mot-strøm, kryssende strøm eller i et hvilket som helst blandings-strøm-forhold.

Den eventuelt nødvendige oppvarming eller avkjøling av oppløsningen og/eller kondensatet kan skje umiddelbart i området for den porøse skillevegg eller i atskilte trinn. En i det minste delvis gjenvinning av den varmemengde som er over-ført fra oppløsningen til kondensatet som følge av kondensering av destillatdampen og ved varmeoverføring gjennom den po-røse skillevegg, er også mulig på andre måter enn ved de nevn- . te forholdsregler og kan også være fordelaktig slik, f. eks. ved hjelp av varmepumper.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres i ett eller flere trinn, dvs oppløsningen kan etter tur ledes langs flere og eventuelt forskjellige porøse skillevegger og samtidig kondenseres trinnvis og/eller det kondenserte destillat- av et forutgående trinn kan brukes som oppløsning i et et-terfølgende trinn, når det på denne måte kan oppnås et enda renere destillat enn ved en en-trinns fremgangsmåte.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan dessuten benyttes som foregående, mellomliggende eller avsluttende trinn i en fler-trinns fremgangsmåte, hvor det av forskjellige grunner er koplet andre destillerings-,inndampings- eller lignende fremgangsmåter før eller etter.

Ved høyere temperaturer på oppløsningssiden hhv større temperaturdifferanser mellom løsningen og kondensatet er den destillatmengde som passerer gjennom den porøse skilleveggen større på grunn av det rådende større damptrykkfall, enn ved lavere temperaturer hhv temperaturdifferanser. Dette gjelder også når kokepunktet enda.ikke er nådd i oppløsningen. Av denne grunn vil en trykksenkning på oppløsningssiden eller i den porøse skilleveggens porer, til kokepunktet er nådd, i disse tilfelle bevirke en mindre økning av destillatmengden. Ved vandige oppløsninger og vann som kondensat og en temperatur i oppløsningen på f.eks. bare 25°C og en temperatur i kondensatet på f.eks. l4°C derimot, vil destillatmengden ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utgjøre mer enn det 7,5-dobbelte, sammenlignet med en driftsmåte ved atmosfæretrykk, f.eks. ved 23%-ig NaCl-oppløsning.

For oppnåelse av kokepunktet av oppløsningen, i det minste i umiddelbar nærhet av den porøse skillevegg, er det i alminnelighet ikke ubetinget nødvendig å opprette et undertrykk også på destillatsiden, hvis destillatet foreligger i flytende form der, dvs som kondensat. Men hvis dette er ønskelige av andre grunner, har det vist seg fordelaktig å innstille et høyere hydrostatisk trykk på kondensatsiden, enn på oppløs-ningssiden for å hindre at en plutselig lekkasje i den porøse skillevegg fører til at oppløsning kommer inn i kondensatet, hvis dette skal utvinnes i reneste form.

En lekkasjestrømning som måtte oppstå ved en slik lekkasje som følge av denne forholdsregel, og gå fra kondensatsiden til oppløsningssiden (tilbakestrømning), vil rett nok redusere den erholdte destillatmengde, men vil som regel ikke forstyrre fremgangsmåten, inntil en viss grense, da kondensatet ikke er artsfremmed for oppløsningen.

På den annen side kan en differanse mellom det hydrostatiske trykk på oppløsningssiden og på kondensatsiden føre til en mekanisk deformering eller endog til brudd på den po-røse skilleveggen. Dette kan spesielt skje, når den porøse skillevegg har formen av en eller flere svært tynne membraner. For å unngå slike uønskede deformeringer som skyldes hydrostatisk trykkforskjell, kan det benyttes vanlige organer og forholdsregler for avstøtting eller forsterkning av den porøse skillevegg. Som følge av disse forholdsregler/organer bør det dog ikke skje en nevneverdig svekkelse av den spesifikke fordampningseffekt av den porøse skillevegg. I mange tilfelle har det dog vist seg langt mer fordelaktig å innstille det hydrostatiske trykk (undertrykk) på omtrent samme lave nivå på begge sider av den porøse skilleveggen. Den hydrostatiske trykkforskjell som da er virksom på den porøse skillevegg vil være null eller tilnærmet null. Ifølge oppfinnelsen betegnes de hydrostatiske trykk som omtrent like, når differansen mellom de to trykk ligger i området 0-10% av det laveste av de to trykk.

På grunn av den høye renhetsgrad av destillatet som kan oppnås med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, den gode ter-miske virkningsgrad og fordi fremgangsmåten også kan gjennom-føres ved lave temperaturer i kokeområdet, er det eksempelvis svært godt egnet til utvinning av drikkevann og endog av kjel-fødevann (fullstendig avsaltet vann), til og med fra saltvann, slik at det er egnet til bruk om bord på skip. Andre områder, hvor fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med fordel kan tas i bruk, er oppredning av galvaniseringsavvann, også som prelimi-nært trinn ved metall-gjenvinning, konsentrasjon av natronlut, fruktsaft, sukkerholdig saft ved sukkerutvinning, melk o.l., behandling av myse, fremstilling av sterilt vann for og i la-boratorier, forbehandling eller fremstilling av farmasøytiske produkter, utvinning av drikkevann fra urin ved romfart, inn-damping av spinneribad, f.eks. i rayonspinnerier og andre sammenlignbare fremgangsmåter.

Anordningen ifølge oppfinnelsen, som er egnet for gjen-nomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, består i det vesentlige av minst en beholder, som ved hjelp av minst en po-røs skillevegg er delt i minst to kamre, av hvilke det ene kammer er bestemt for opptagelse av oppløsningen og det andre til opptagelse av destillatet eller kondensatet. Ifølge oppfinnelsen er kamret for opptagelse av oppløsningen og/eller kamret for opptagelse av destillatet og/eller den porøse skillevegg forsynt med organer, ved hjelp av hvilke hver av de nevnte deler kan koples til en innretning for opprettelse av undertrykk (vakuum) eller overtrykk.

I det minste de deler av anordningen som ifølge oppfinnelsen drives med undertrykk eller overtrykk, er utført i en utad lukket konstruksjon.

For opprettelse av undertrykket for oppnåeøse av kokepunkt ved lave temperaturer, som foreslått ifølge oppfinnelsen, kan beholderen med de to kamre også være barometrisk oppstilt og tilkoplet. Det betyr at beholderen anordnes på et nivå som svarer til det ønskede koketrykk og at tilførsels-og utløpsledningene er utført som stige- hhv fall-ledninger, som munner i kar, som er anordnet på et lavere nivå enn beholderen og er fylt med væske (oppløsning hhv kondensat), s. k. nedsenkningskar. Ledningene munner under væskenivået i disse kar og danner dermed en såkalt barometrisk lås.

Kamrene skal da utformes i en utad lukket form og kan eksempelvis, på samme måte som den porøse skillevegg, for lufting være koplet til en felles eller egen undertrykk- eller vakuuminnretning.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter videre de alt etter behov nødvendige og i og for seg vanlige måle-, juste- rings- og overvåkningsanordninger. Disse blir ikke nærmere omtalt da de vil være kjent for fagfolk og gir seg selv, når man har kjennskap til de krav som blir stilt.

Ved en fidereføring omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen mateorganer for tilførsel og fjernelse av oppløsning og/eller destillat hhv kondensat til hhv fra de aktuelle kamre, samt eventuelt tilbakeløpsledninger med tilsvarende regu-ler ingsorganer , som muliggjør gjentatt sirkulasjon av hele eller deler av oppløsnings- og/eller kondensatstrømmen.

Videre kan anordningen ifølge oppfinnelsen omfatte anordninger f or varming og/eller avkjøling av oppløsningen og/ eller kondensatet. Disse anordninger kan etter behov eller ønske være anordnet innenfor eller utenfor kamrene for opp-løsningen hhv destillatet eller kondensatet.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kan. videre omfatte flere kamre for oppløsningen og/eller flere kamre for destillatet hhv kondensatet. Kamrene for oppløsningen og kamrene for destillat hhv kondensat kan strømningsteknisk være koplet i pa-rallell eller i serie. Ved seriekopling av både kamrene for oppløsningen og kamrene for kondensat, kan oppløsning og kondensat fortrinnsvis ledes i motstrøm, slik at det, dersom det ikke skjer en mellomoppvarming eller mellomavkjøling av de to væsker, i hvert kammerpar riktignok innstiller seg et forskjellig temperaturnivå. Om ønsket kan det innstilles en like stor, men bare lite forskjellig temperaturdifferanse mellom oppløs-ning og kondensat i hvert kammerpar.

Skal fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennomføres intermitterende, dvs charge-vis, kan man gi avkall på sirkulasjonspumper o.l. For at oppløsning og kondensat like fullt skal holdes i bevegelse, kan det anordnes røre- eller blande-innretninger for dette formål. Også oppvarmings- og avkjø-lingsinnretninger kan være fordelaktige..

Dersom det ønskes så høye koketemperaturer at de krever overtrykk, kan kamrene forbindes med tilsvarende høye stigeledninger, slik at de ønskede overtrykk kan innstilles ved hjelp av tilsvarende høye væskesøyler. Det samme.kan oppnås uten stigeledninger, ved hjelp av gassputer eller med tilsvarende dimensjonerte sirkulasjonspumper og strupeorganer. Ved beholdere med lukket konstruksjon, vil det damptrykk som svarer til væskens temperatur og som ved fravær av gasser svarer til koketrykket, innstille seg selv.

Fortrinnsvis omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen

en porøs skillevegg, som har en nett-lignende konstruksjon,

dvs hvor porene som munner på oppløsnings- og destillatsiden og er gjennomgående åpne, slik at dampformet destillat fra oppløsningssiden kan diffundere gjennom porene til destillatsiden, er forbundet med hverandre ved hjelp av gass- hhv dampgjennomslippelige åpninger, kanaler, kapillarrør, porer o.l. tverrforbindelser, som utførlig omtalt ovenfor, i forbindelse med den generelle beskrivelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Hvis gasser er oppløst i oppløsningen, kan det være hensiktsmessig å frigjøre oppløsningen for gasser på i og for seg kjent måte allerede før den bringes i kontakt med den porøse skillevegg. Dette kan særlig være fordelaktig, når oppløsnin-gens kokepunkt oppnås først i området for skilleveggen og ikke før. For dette formål anordnes en tilsvarende avgassingsinnret-ning foran kamret som skal oppta oppløsningen.

Dersom anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter en nett-lignende oppbygget, porøs skillevegg, som egner seg for innstilling av et trykk i porene som i største utstrekning svarer til det aktuelle.damptrykk av oppløsningen, er med fordel i det minste denne skillevegg koplet til . en under- og overtrykk-anordning.

Oppfinnelsen samt resultater som kan oppnås med denne skal nå beskrives nærmere under henvisning til utførelsesek-sempler av apparatet ifølge oppfinnelsen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som er gjengitt i tegningen., •

I figurene 1-10 er noen utførelsesformer av apparatet ifølge oppfinnelsen og forskjellige måleinnretninger vist i forenklede, skjematiske gjengivelser, delvis i snitt eller i avsnitt.

I fig. 11-18 er måleresultatene gjengitt grafisk. I detalj viser

fig. 1 en utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen som egner seg for kontinuerlig drift,

fig. 2 en seriekopling av fire destillasjonsanordninger ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 en utførelsesform, hvor anordningen ifølge oppfinnelsen er barometrisk oppstilt,

fig. 4 en utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen med varmeenergi-gjenvinning, egnet for kontinuerlig drift,

fig. 5 en spesielt foretrukket utførelsesform av destillasjonsapparatet ifølge oppfinnelsen, som gjør det mulig å innstille forskjellig trykk i porene av den porøse skillevegg overfor oppløsningssiden og/eller kondensatsiden,

fig. 5a en utførelsesform av destillasjonsapparatet ifølge fig. 5,

fig. 5b en måleinnretning for måling av trykket i den porøse skilleveggens porer ved hjelp av trykkmålesonder,

fig. 6 et sideriss av en utførelsesform av destillasjonsapparatet ifølge oppfinnelsen, egnet for kontinuerlig drift, med en ikke rørformet, porøs skillevegg, som gjør det mulig å innstille et avvikende trykk i skilleveggens porer, overfor oppløsningssiden og/eller kondensatsiden,

fig. 7 er et oppriss av anordningen ifølge fig. 6,

fig. 7a og 7b utførelsesformer av målesteder for registrering av trykket i porene i en porøs skillevegg, som den anordning som er vist i fig. 6 og 7,

fig. 8 en måleanordning for registrering av trykket hhv trykkfordelingen i porene av en (rørformet) porøs skillevegg,

fig. 9 et destillasjonsapparat ifølge oppfinnelsen, som er egnet for kontinuerlig og intermitterende drift, med et røreverk,

fig. 10 en destillasjonsanordning ifølge oppfinnelsen med to røreverkt og egnet for intermitterende drift,

fig. 11 en grafisk gjengivelse av den ved ellers like betingelser oppnåelige økning av den transmembrane destilla-sjonsstrømning ved senkning av de trykk som påvirker den po-røse skillevegg under atmosfæretrykk inntil kokepunktet oppnås i oppløsningen,

fig. 12 en grafisk gjengivelse for sammenligningsformål av oppnåelige transmembrane destillasjonsstrømmer ved forskjel-

lige temperaturer og atmosfæretrykk hhv ved oppnåelse av kokepunktet på oppløsningssiden,

fig. 13 en grafisk gjengivelse av den ved ellers like betingelser oppnåelige økning av den transmembrane destilla-sjonsstrømning ved reduksjon av trykket på oppløsningssiden til oppnåelse av kokepunktet i oppløsningen,

fig. 14 for sammenligningsformål en grafisk gjengivelse av den oppnåelige økning i den transmembrane destillasjons-strømning ved stigende temperaturer, ved atmosfæretrykk på oppløsningssiden og et trykk i den porøse skilleveggens porer som svarte til trykket på oppløsningssiden, og alternativt ved et trykk i porene som svarer til oppløsningens aktuelle damptrykk,

fig. 15 en grafisk gjengivelse av oppnåelige transmembrane destillasjonsstrømninger ved ellers lik driftsmåte som angitt for fig. 14, dog med en porøs skillevegg av en annen beskaffenhet,

fig. 16 for sammenligningsformål den grafiske gjengivelse av oppnåelige transmembrane destillasjonsstrømninger ved en driftsmåte som ikke er ifølge oppfinnelsen og forskjellige driftsmåter ifølge oppfinnelsen,

fig. 17 en grafisk gjengivelse av trykkfordelingen i porene i forskjellig store (lange) (rørformede) porøse skillevegger,

fig. 18 for sammenligningsformål den grafiske gjengivelse av de oppnåelige transmembrane destillasjonsstrømnin-ger ved en driftsmåte som ikke er ifølge opp finnelsen og en driftsmåte ifølge oppfinnelsen med to forskjellige løsninger.

Ved de utførelsesformer av anordningen ifølge oppfinnelsen som er vist i fig. 1-10, vedrører alle posisjonstall med tillegg "a" deler på oppløsningssiden og alle posisjonstall med tillegget "b" deler av destillat- hhv kondensatsiden. Like deler har samme posisjonstall i alle figurer. I fig. 1 er følgende deler av anordningen ifølge oppfinnelsen gjengitt: Beholderen 1, som ved hjelp av den porøse skillevegg 2 er delt i de to kamrene la; lb (la for oppløsning, lb for kondensat), ringledningene 3a; 3b, tilførselsledningen 4a for oppløsningen, utløpsledningene 5a; 5b, varmevekslerne 6a; 6b, pumpene 7a; 7b, ventilen 8a, tilkoplingene 9a; 9b til en felles eller atskilt, dog ikke vist, innretning for generering av undertrykk (vakuum) eller overtrykk, samt strupeorganene

13a; 13b. Gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med denne anordning fremgår av ovenstående beskrivelse av fremgangsmåten. De enkelte piler angir strømningsretningene i de enkelte rørledninger. Pumpene 7a; 7b gjør det mulig å sir-kulere en eventuelt langt større volumstrøm gjennom ringledningene 3a; 3b enn det som svarer til oppløsningsmengden som er tilført gjennom tilførselsledningen 4a hhv kondensatmengden som ledes bort gjennom utløpsledningen 5b. Den oppløs-ningsmengde som blir tilført anordningen, kan ved hjelp av ventilen 8a innstilles på den ønskede verdi. Temperaturene av oppløsning hhv kondensat kan ved hjelp av varmevekslerne 6a hhv 6b bringes på ønsket nivå. Trykknivået i kamrene la og lb kan innstilles på like eller forskjellige verdier ved hjelp av de ikke viste innretninger for generering av under- eller overtrykk via forbindelsesledningene 9a hhv 9b. Gjennom ut-løpsledning 5a ledes den konsentrerte oppløsning bort, mens det dannede destillat (kondensat) ledes bort gjennom utløps-ledningen 5b. Varmevekslerne 6a hhv 6b kan også anordnes i kamrene la hhv lb. I stedet for vanlige varmevekslere, kan det også benyttes andre, f.eks. elektrisk drevne oppvarmings-eller kjøleanordninger (peltierelementer). De vil på en særlig fordelaktig måte også muliggjøre varmetilførsel hhv varme-bortledning i umiddelbar nærhet av den porøse skilleveggen. Veggen av selve beholderen 1 kan også benyttes som varmeover-føringsflate. Det kan videre opprettes et undertrykk på den porøse skillevegg 2 uten de ikke viste undertrykk-innretninger og f orbindelsesledningene 9a.'; 9b til dem. Dette kan skje ved at det ved tilsvarende justering av strupeorganene 13a; 13b på sugesiden av pumpene 7a; 7b genereres et tilstrekkelig høyt undertrykk som også blir virksomt i kamrene la; lb. Ved den utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen som er vist i fig. 1, strømmer oppløsningen og destillatet i mot-strøm langs den porøse skilleveggen 2. Ved at strupeanordnin-gene 13a; 13b anbringes bak kamrene la hhv lb kan det genere-

res et overtrykk i kamrene la; lb ved hjelp av pumpene 7a; 7b.

I fig. 2 er fire kammerpar la; lb vist koplet i serie. Oppløsningen strømmer gjennom de fire kamrene la etter tur, fra venstre mot høyre i bildeplanet..Destillatet (kondensatet) strømmer gjennom kamrene lb fra høyre mot venstre. De to væskene strømmer således i motstrøm. Oppløsningens inngangstemperatur t^er høyere enn dens utgangstemperatur t^, kondensatets inngangstemperatur er lavere enn dets utgangstemperatur t^. Dessuten er t^høyere enn og t^høyere enn t-^. Det er mulig å velge innstillingen av væskestrømmene slik at man får tilnærmet t^ - t2= tj, - t-^, dvs at det i hvert av de fire trinn råder tilnærmet samme temperaturdifferanse mellom oppløsning og destillat (kondensat). Det er også mulig, på ett eller flere steder å lede bort en kondensat-delstrøm som f.eks. kan svare til den kondensatmengde som produseres i hvert trinn. Likeledes er det mulig å iblande fersk oppløsning i valgfri mengde i oppløsningsstrømmen mellom de enkelte trinn (kammerpar). Om ønsket, kan det også være anordnet varmevekslere for oppvarming eller avkjøling av væskestrømmene mellom de enkelte trinn. Da denne figur bare skal illustrere muligheten av en seriekopling av flere porøse skillevegger på en skjematisk må-te, er ytterligere innretninger, som koplingene for tilkopling av innretninger som genererer undertrykk eller overtrykk, pumper, måle- og reguleringsinstrumenter og organer m.v. ikke vist.

I fig. 3 ses den barometriske oppstilling av beholderen

1 med kamrene la; lb og den porøse skillevegg 2. Beholderne lea; 12b og 14a er utformet som nedsenkningskar, hvor stigeledningen 10a for oppløsning og fall-ledningene 11b hhv lia for kondensat hhv den konsentrerte oppløsning munner under væske-speilet i disse kar og hvor de nevnte bholdere via ledningene 4a4b hhv 15a kan fylles hhv tømmes kontinuerlig eller intermitterende. Undertrykket som råder i kammer la; lb avhenger av høyden av stigeledningen 10a hhv fall-ledningene lia; 11b. Pumpene 7a; 7b virker som sirkulasjonspumper for oppløs-ning hhv kondensat. Den mengde fersk oppløsning som tilføres kamret la avhenger av nivåforskjellen mellom nedsenkningska-rene 12a og l4a og kan strupes ved hjelp av ventilen 13a. Beg ge kamrene la; lb kan i tillegg være koplet til undertrykk-innretninger, selv om det bare er for lufting. Det kan også anordnes varmevekslere i stigeledningen 10a, ringledningene 3a; 3b og/eller fall-ledningene lia; 11b. Videre kan oversiden av kammer la for oppløsningen f.eks. være utformet som sol-kollektor og undersiden av kammer lb for kondensat kan være forsynt med kjøleribber. Endelig kan det anordnes føde- eller doseringspumper i stigeledning 10a og/eller fall-ledningene . Ila; 11b.

Dersom beholderne 12a; 12b og 14a ikke anordnes under, men ovenfor beholderen 1 (høynivå-beholdere), kan kamrene la og lb drives med overtrykk. Overtrykkets høyde fremkommer da av nivåforskjellen mellom væskespeilene i (høynivå-)beholderne 12a; 12b hhv l4a og den porøse skillevegg 2. Fall-ledningene 10a; lia og 11b fra fig. 3 blir til stigeledninger ved denne anordning. (Høydenivå-)beholderne 12a; 12b og 14a kan ved tilstrekkelig store volum virke som forrådsbeholdere, eller de kan bare virke som nivå-kar ved mindre volum. Dette gjelder tilsvarende for anordningen av de tre beholderne som nedsenkningsbeholdere ifølge fig. 3.

Den Utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen som er vist i fig. 4 omfatter foruten de deler som også inngår i den utførelsesform som er vist i fig. 1 og som av denne grunn også har tilsvarende henvisningstall, også følgende deler: En tilførselspumpe 16a for oppløsning, et filter 17a for oppløsning og en varmeveksler 18, ved hjelp av hvilken gjenvinning av en del, eventuelt størstedelen av den energi som er overført til destillatet (kondensatet) fra oppløsningen ved transmembran-destillasjonen (fordampningsvarme) er mulig. Den nødvendige varmemengde for oppnåelse av den nominelle inngangstemperatur av oppløsningen blir tilført oppløsningen umiddelbart før den trer inn i kamret la ved hjelp av varmeveksle-ren 6a. Også ved denne utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen blir oppløsningen og kondensatet pumpet i kretsløp gjennom ringledningene 3a hhv 3b ved hjelp av sirkulasjons-pumpene 7a hhv 7b. Den destillatmengde som trer ut av krets-løpet gjennom utløpsledning 5b svarer til den destillatmengde som passerer gjennom den porøse skilleveggen 2. Den oppløs- ningsmengde som trer ut av kretsløpet gjennom utløpsledningen 5a svarer til den oppløsningsmengde som er tilført kretsløpet gjennom tilførselsledningen 4 minus kondensatmengden som trer ut gjennom utløpsledningen 5b. Som fig. 4 videre viser, blir den konsentrerte oppløsning ved denne utførelsesform tatt ut på et sted hvor oppløsningens konsentrasjon er størst og dens temperatur er lavest. Uttagning av kondensat skjer på et sted hvor kondensatet har lavest temperatur.

I fig. 5 er en særlig foretrukket utførelsesform av beholderen 1 for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vist. Ved denne utførelsesform dannes den porøse skillevegg av et flertall rør. Rørene som danner den porøse skillevegg er i endene leiret i rørbunner 21, som eksempelvis kan bestå av en støpemasse som er vanlig for slike formål og virker som virker som skillevegger mellom de enkelte kamre. Beholderen 1 har videre en innløpsåpning 24a (24b) og en ut-løpsåpning 25a (25b) for oppløsning (eller for destillat hhv kondensat) og en innløpsåpning 22b (22a) og en utløpsåpning 23b (23a) for destillat hhv kondensat (eller oppløsning). Opp-løsningen kan således ledes gjennom rørene. Da vil destillatet (kondensatet) strømme rundt rørene, men det kan også ordnes omvendt. I fig. 5 er denne angitt ved at den alternative be-tydning, også for de to kamrene la hhv lb ved omvendt driftsmåte er angitt i parentes. Rørene som danner den porøse skilleveggen og dermed beholderen 1 kan ha valgfri lengde og være anordnet horisontalt, som vist i fig. 5, eller vertikalt. Ved en vertikal anordning oppnås en differanse av det hydrostatiske trykk som svarer til rørlengden og dermed også av koketemperaturene mellom høyeste og laveste sted, mens det ved horisontal anordning opptrer en trykkdifferanse mellom innløps-og utløpsside, i det vesentlige bare som følge av de uunngåe-lige strømningstap. For fullstendighetens skyld skal også nev-nes at også en skråstilt anordning - dvs en anordning mellom den horisontale og vertikale - av beholderen 1 som er vist i fig. 5 og også i andre figurer, kan være fordelaktig.Hvis det velges en utførelsesform, hvor beholderen 1 kan svinges fra horisontal til vertikal anordning og omvendt., kan trykkforholdene på en enkel måte endres, eventuelt under apparatets drift. Dette kan eksempelvis være svært fordelaktig for for-søks- eller laboratorie-apparater, særlig fordi det ved slike anlegg ofte arbeides med slanger i stedet for med stive rør-ledninger .

Et vesentlig trekk ved beholderen 1 som er vist i fig. 5 og 5a er (under-)trykk-kamret 19, som via koplingen 9c kan forbindes med en innretning for generering av undertrykk eller overtrykk. Ved hjelp av denne innretning 19; 9c kan man på en særlig fordelaktig måte opprette et trykk i skilleveggens porer, som i høyeste grad svarer til oppløsningens damptrykk, selv om det i kamrene la og lb råder et høyere trykk enn det som svarer til damptrykket. En forutsetning for dette er at veggen av rørene som danner den porøse skillevegg består av et materiale som er egnet for denne driftsmåte, dvs at veggen f. eks. er nettlignende konstruert. Det er allerede tidligere nevnt, hva som forstås med dette i foreliggende sammenheng. Eventuelt kan det være hensiktsmessig å anordne flere korte beholdere etter hverandre i stedet for en lang beholder 1 med et (under-)trykk-kammer 19. Et slikt kammer 19 kan også anordnes på begge sider av beholderen 1, dvs to kamre 19 for en beholder 1. Endelig kan også fler enn to slike kamre 19 være anordnet i en beholder 1. For de kamre 19 som ikke er anordnet i endene av rørene, må det anordnes en omstyring 35 for den væske som strømmer rundt rørene, slik det er vist i fig. 5. Til kontroll av trykket (undertrykket) som råder i den porøse skilleveggens 2 porer, anbefales å anordne et manometer 20, som er forbundet med ett av rørene. I fig. 8 er det vist de-taljer ved en slik forbindelse mellom et porøst rør og et manometer. Ved den utførelsesform av beholderen 1 som er vist i fig. 5 kan oppløsning og destillat (kondensat) føres som vist i (kryssende) motstrøm, eller ved reversering av strømnings-retningen for en av de væskene i (kryssende) felles retning.

En inngående beskrivelse av fig. 5 med henblikk på henvisningstallene vil være overflødig. Henvisningstall 36 angir for øvrig fyll- hhv fortrengningslegemer.

Ved vætende væsker, strømmer disse fortrinnsvis rundt rørene, da det ellers er fare for at en slik væske blir suget gjennom rørveggene og inn i kamret 19.

Figurene 6 og 7 viser en utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen i to forskjellige riss. Her er den porøse skillevegg 2 utført som en plan plate eller membran og består av et materiale som tillater generering av damptrykket alene i den porøse skilleveggens 2 porer. (Under-)trykk-kamret 19 har her formen av en ringkanal, hvor den porøse skilleveggen 2 munner med sine fire sider. Det ringkanalformede kammer 19 er gasstett forseglet mot kamrene la og lb. De øvrige deler av

denne utførelsesform fremgår av henvisningstallene, slik at en gjentatt beskrivelse av disse deler er unødig. Genereringen av (under-)trykket som svarer til oppløsningens damptrykk alene i den porøse skilleveggens 2 porer har den ekstra fordel at det mellom oppløsningssiden la og kondensatsiden lb i det minste ikke opptrer en nevneverdig trykkforskjell, som eventuelt kun-ne bli farlig for den porøse skilleveggen 2.

I fig. 8 er en måleinnretning vist, ved hjelp av hvilken forskjellige trykk (undertrykk) kan innstilles i. porene i en porøs skillevegg med tilsvarende porestruktur. De trykk som da oppstår i forskjellige avstander fra trykk-tilkoplingsstedet 26 kan også måles. På tilkoplingsstedet 26 er den porøse, rør-formede skillevegg 2 omgitt av en ring 27 med en ringkanal 28, hvor ringkanalen 28 ved hjelp av pakninger 29 er.gasstett forseglet mot omgivelsene. Via rørledningen 30 kan den ringformede kanal 28 forbindes med en (under-)trykk-genererende innretning (ikke vist). På målestedet 31 er de samme deler 27; 28; 29; 30 anordnet, som ved tilkoplingsstedet 26. Rørledningen 30 er dog forbundet med et manometer 20. Målestedet 31 er for-skyvbart anordnet på den rørformede, porøse skillevegg 2, slik at man i valgfrie avstander fra tilkoplingsstedet 26 kan måle

det (under-)trykk som råder i porene i den porøse skillevegg

2 og som opprettes når det i tilkoplingsstedets 26 ringformede kanal 28 produseres et under- eller overtrykk av valgfri stør-relse. Til måling blir den porøse skillevegg 2 senket i en væske, f.eks. vann, som ikke væter skilleveggen, dvs ikke trenger inn i porene, og som kan befinne seg i en beholder 32. Væsken vil da også trenge inn i rørets indre på grunn av den væskeavvisende egenskap (ikke vætbarhet) av den porøse skillevegg, men ikke i skilleveggens porer. Den anordning som er vist som eksempel i fig. 8 for måling av trykket i skilleveggens 2 porer, kan også benyttes for utførelsesformer av apparatet ifølge oppfinnelsen som svarer til den som er vist i fig. 5. Por plane, porøse skillevegger 2, som f. eks. vist i fig. 6 og 7j må måleinnretningen 27, 28, 29 omformes tilsvarende og tilpasses den flate form av skilleveggen 2, f.eks. som vist i fig. 7a og 7b. Disse figurer trenger ingen nærmere omtale.

Trykket i den porøse skilleveggens 2 porer, som er målt med måleinnretningen som vist i fig. 8, er en middelverdi av de faktisk lite varierende trykk som råder i de enkelte porene. Det har dog vist seg at registreringen av denne middelverdi ved gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hhv drift av anordningen ifølge oppfinnelsen som regel til-fredsstiller de stilte krav og muliggjør god kontroll og overvåkning av fremgangsmåten. Det er imidlertid også mulig å finne ut trykkene som råder i porene svært stedlig begrenset ved hjelp av trykkmålesonder 37 med dimensjoner som bare utgjør en brøkdel av den porøse skilleveggens 2 tykkelse. Por dette formål kan det på ønsket sted anordnes en fordypning (boring), som svarer til sondens dimensjoner (diameter) til en dybde i den porøse skilleveggen 2, hvor trykket skal registreres. I denne fordypning (boring) innføres sonden 37 og fordypningen (boringen) blir gasstett forseglet utad med sonden på plass.

Fig- 5b viser en slik måleanordning.

Ved den utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen som er vist i fig. 9, består den porøse skilleveggen 2 av minst ett spiralformet rør (rørslange), gjennom hvilket destillatet (hhv kondensatet eller oppløsningen) kan ledes. Kamret lb for destillat hhv kondensat (hhv kamret la for oppløs-ning ved omvendt driftsmåte) dannes her av det indre av den porøse skilleveggens 2 rør. Kammer la for oppløsning hhv lb for destillat hhv kondensat ved omvendt driftsmåte dannes av beholderens 1 indre rom. For å holde væsken i beholderen 1 i bevegelse, er røreanordningen 34 anordnet. Driften av denne røreanordning 34 er ikke vist. Dessuten er beholderen 1 utført med dobbelt vegg i nedre område, og det dannede mellomrom 33 kan etter behov betjenes med et kjøle- eller oppvarmingsflui-dum. Denne utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet for intermitterende drift, dvs s.k. charge-drift. På denne måte muliggjøres en svært skånsom konsentre-ring av en oppløsning som deretter hensiktsmessig blir fylt på beholderen 1. Om ønsket, kan beholderen 1 også betjenes kontinuerlig med oppløsning (eller med destillat hhv kondensat ved omvendt driftsmåte). For dette formål kan inn- og utløpsåpnin-gene 24a (24b) 25a (25b) benyttes, som ellers brukes til fyl-ling og tømming av beholderen 1. Hvis destillatet hhv kondensatet ved denne type apparat ifølge oppfinnelsen blir ledet gjennom rørledningen, kan kokepunktet i den umiddelbare omgivelse av skilleveggen 2 på oppløsningssiden la oppnås på en enkel måte, f.eks. ved at det på destillat- hhv kondensatsiden lb, dvs i rørledningen, innstilles et lavest mulig trykk, f. eks. et (under-)trykk som svarer til kondensatets damptrykk. Skal destillatet ledes bort i dampform, kan det innstilles et enda lavere trykk i rørledningen. Dessuten er denne utførel-sesform i tilsvarende forminsket form også svært godt som la-boratorieapparat, hvor temperaturen av oppløsningen i beholderen (karet) 1 kan bringes nær kokepunktet med en bunsenbrenner eller en elektrisk varmeplate og røret som danner skilleveggen 2 kan koples til en vannledning, når destillatet ikke må sam-les opp separat.

Den utførelsesform av apparatet.ifølge oppfinnelsen som er vist i fig. 10 er likeledes egnet for intermitterende drift. Beholderen 1 blir her ved hjelp av den plane, hvelvede eller valgfritt utformede porøse skillevegg 2 delt i de to kamre la og lb for oppløsning hhv kondensat. I begge, kamre la og lb er det montert røreorganer 34a hhv 34b, som holder oppløsningen hhv kondensatet i bevegelse. Dessuten er det i kammer la anordnet en oppvarmingsanordning 6a, f.eks. en varmeveksler, og i kammer lb er det anordnet en kjøleinnretning 6b. For igangsetting av denne anordning kan det være hensiktsmessig at kamret lb i begynnelsen i det minste blir delvis fylt med kondensat eller en kondensatlignende væske. Kamret lb kan forsynes med overløp øverst (ikke vist), slik at det blir mulig til enhver tid å holde kammer lb helt fylt med kondensat og dermed holde den porøse skillevegg helt dekket.

I stedet for de varmeoverføringsinnretninger 6a hhv 6b kan kamrene la og lb også forsynes med en varme- hhv kjøle-mantel, som vist i fig. 9 (betegnet som 33). Omvendt kan det også monteres andre varme- eller kjøleinnretninger ved anordningen ifølge fig. 9.

Ifølge oppfinnelsen kan kamrene la og lb, samt den po-røse skillevegg 2 i utførelsesformene ifølge fig. 9 og 10 også være koplet til en innretning som genererer undertrykk eller overtrykk. Likeledes kan det anordnes måleinnretninger for overvåkning av trykket i den porøse skilleveggens 2 porer, som vist i fig. 5-8 og omtalt i forbindelse med disse figurer.

I fig. 1 til 7, 9 og 10 er kamrene la og lb utført i en lukket konstruksjon. Et kammer som ikke drives med under-eller overtrykk, kan dog også være utformet som et åpent kar. Av oversiktlighetshensyn er eventuelt nødvendige , ytterligere måle-, regulerings- eller overvåkningsorganer for trykk, temperatur, væskegjennomstrømningsmengder, konsentrasjoner m v heller ikke vist.

Ved første igangsetting av apparatet ifølge oppfinnelsen foreligger som regel ikke noe kondensat, slik at kondensatsiden lb i første omgang bør fylles med en væske som er lik kondensatet, såfremt destillatet ikke skal ledes bort i dampform. Det har ofte vist seg særlig fordelaktig å fylle destillatsiden lb med en kjøligere væske først.

I fig. 11 er den kondensatmengde som oppnås ved reduksjon av trykket på oppløsnings- og kondensatsiden under atmosfæretrykk vist grafisk som prosentandel av den kondensatmengde som kan oppnås ved atmosfæretrykk. Dette gjelder for det tilfelle at det på begge sider av den porøse skillevegg råder omtrent samme undertrykk. Man kan se at den destillatmengde som dif funderer gjennom den porøse skillevegg som svarer til den oppnåelige kondensatmengde, stiger omtrent til det femdobbelte, når trykket på begge sider av skilleveggen blir redusert til ca. 200 mbar, og stiger til omtrent det sjudob-belte ved et trykk på ca. 100 mbar. Denne sammenheng er fun-net tilnærmet for forskjellige porøse skillevegger og forskjellige oppløsninger. Målingene ble eksempelvis gjennomført med 45%-ig LiCl-oppløsning og med en anordning, hvor den po-røse skillevegg var anordnet på et høyere nivå enn forråds- beholderen for oppløsningen og samlebeholderne for kondensat hhv den konsentrerte oppløsning. Anordningen lignet den som er vist i fig. 3, men de nevnte beholderne var utført i en lukket konstruksjon med kortere stige- hhv fall-ledninger. Kamret for opptagelse av oppløsningen og kamret for opptagelse av kondensatet var koplet til hver sin separate undertrykk-innretning. Den porøse skillevegg besto av 6 rør av en nett-lignende konstruert, porøs polypropylen, som utførlig beskrevet ovenfor. Rørene var 420 mm lange og hadde en utvendig diameter på 6,1 mm og en innvendig diameter på 4,2 mm. Oppløs-ningen strømmet rundt rørene og kondensatet gjennom rørene. Ved hjelp av sirkulasjonspumper ble 250 l/time av oppløsning og kondensat sirkulert ved pumping og ført langs den porøse skillevegg. Ved atmosfæretrykk utgjorde kondensatmengden som passerte gjennom skilleveggen 103 ml/time og ved 100 mbar ab-solutt trykk utgjorde den 720 ml/time. Oppløsningens temperatur lå på ca. 77°C, på kondensatsiden var temperaturen i middel ca. 15°C. Oppløsningens kokepunkt ved 100 mbar var på ca. 77°C

Fig. 12 viser en oppstilling av kondensatmengder som

kan oppnås med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og ved en annen fremgangsmåte, uttrykt i l/m h. Nedre kurve fremkom ved at transmembran-destillasjonen ble gjennomført ved atomosfære-trykk og forskjellige temperaturer. Det kan tydelig ses at økningen av kondensatmengden som passerer gjennom den porøse skilleveggen først øker lite ved stigende temperatur av opp-løsningen. Påfallende er den overproporsjonalt sterke økning i kondensatmengde ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,

dvs når det i oppløsningen nås en temperatur som maksimalt ligger lite under koketemperaturen, som definert ovenfor. Nedre kurve gjengir således fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bare i ytterste høyre parti. Øvre kurve ble oppnådd ved at det på oppløsningessiden ifølge oppfinnelsen til enhver tid ble innstilt et damptrykk som hørte til hver temperatur av oppløs-ningen, slik at det på oppløsningssiden ved alle temperaturer ble oppnådd kokepunkt. Ved ca. 100°C går de to kurvene over i hverandre (ikke vist), da kokepunktet nås ved begge driftsmåter ved denne temperatur. En sammenligning av de to kurvene

gjør det dessuten klart at det i de nedre temperaturområder, f.eks. ved 50°C, oppnås en dobling av kondensatmengden ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (øvre kurve), mens differansen i kondensatmengder ved høyere temperaturer riktignok er større, men prosentvis mindre. Kondensatets temperatur ble her innstilt konstant på ca. 20°C.

Fig. 13 viser den kondensatmengde som kan oppnås ved en konstant oppløsningstemperatur på 55°C ved forskjellige undertrykk på løsningssiden. Også dette diagram viser den store stigning av kondensatmengde som passerer gjennom den porøse skillevegg umiddelbart før og ved oppnåelse av kokepunktet i oppløsningen, dvs ved gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I dette diagram betyr f. eks. "-600 mbar" at det innstilte trykk på oppløsningssiden lå 600 mbar under atmosfæretrykk.

I fig. lH er det grafisk gjengitt resultater som ble oppnådd med en anordning ifølge oppfinnelsen, som.vist i fig.

5. Nedre kurve gjengir kondensatmengden ved atmosfæretrykk og forskjellige oppløsnings-temperaturer. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen trer i kraft over 90°C. Dette kan ses av den overproporsjonale økning i kondensatmengde som oppnås når man ifølge oppfinnelsen i det minste på oppløsningssiden når iallfall .området nær kokepunktet, som definert ovenfor. Øvre kurve gjengir de oppnåelige kondensatmengder ved forskjellige opp-løsningstemperaturer, når det i den porøse skilleveggens porer innstilles det damptrykk som svarer til den til enhver tid aktuelle temperatur, sammenlignet med atmosfæretrykk således et undertrykk, slik at man ifølge oppfinnelsen i det minste i umiddelbar nærhet av den porøse skillevegg (i det minste tilnærmet) når.kokepunktet. En sammenligning av de to kurvene viser også her meget klart at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (øvre kurve) ved lavere temperaturer medfører en forholds-vis større økning av den oppnåelige kondensatmengde enn ved høyere temperaturer. Ved 50°C ble det således oppnådd en fire-dobling av kondensatmengden overfor fremgangsmåter som ikke er ifølge oppfinnelsen, ved 70°C ble det nådd en tredobling og ved 90°C noe mer enn en fordobling. Den absolutte stigning av kondensatmengden 1 l/m h utgjorde vesentlig mer ved høyere temperaturer enn ved lave. Økningen i kondensatmengde som føl-ge av.fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (øvre kurve) utgjorde således, sammenlignet med en annen fremgangsmåte 30 l/m ph ved 90°C, men bare ca. 9 1/m^h ved 50°C. Er man henvist til lave oppløsnings-temperaturer, vil fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen således gi betydelige tekniske og økonomiske fordeler.

Men selv ved høyere temperaturer vil en eksempelvis nådd dobling av kondensatmengden ved drift ifølge oppfinnelsen bety en ikke ubetydelig bedring.

Resultatene som er grafisk vist i figurene 12-14 ble oppnådd med en vandig 0,1%-ig NaCl-oppløsning. Den porøse skillevegg besto av 420 mm lange rør med utvendig diameter 6,2 mm og innvendig diameter 4,1 mm og dermed en veggtykkelse på 1,05 mm. Rørveggen besto av en nettaktig konstruert, porøs polypropylen, som utførlig omtalt ovenfor. Porevolumet var 80% og største porediameter var 0,85 U. Totalt var 18 slike, paral-lell-koplede rør forbundet til en enhet (modulbygging, jfr. fig. 5). Oppløsningen passerte her gjennom rørene, mens kondensatet strømmet rundt rørene på utsiden. Den Oppløsningsmengde som ble tilført denne destillasjonsenhet utgjorde 250 l/t,

det samme gjorde kondensatmengden, og oppløsningsmengden som forlot destillasjonsenheten var redusert med den destillatmengde som diffunderte til kondensatet gjennom den porøse skillevegg, og kondensatmengden var økt med samme mengde.

De resultater som er grafisk gjengitt i fig. 15 ble oppnådd under ellers samme betingelser som de som er gjengitt i fig. 14, men det ble brukt en annen, porøs skillevegg. De her benyttede rør hadde nemlig en utvendig diameter på 8,6 mm, en indre diameter på 5>5mm, dvs en veggtykkelse på 1,55 mm, et porevolum på bare 75% og en maksimal porediameter på bare 0,55 U • Alle øvrige parametre var uforandret. Kondensatmeng-dene som ble oppnådd under disse forhold var betydelig lavere. Dette kan føres tilbake på det lavere porevolum den større rørveggtykkelsen og de mindre porer (porediameter). De slutninger som må trekkes av dette er evidente.

Fig. 16 viser en sammenstilling av de kondensatmengder som kan oppnås under forskjellige driftsbetingelser. For denne grafiske fremstilling er de tilsvarende verdier som ble oppnådd fra flere målerekker midlet. Oppløsningens inngangstemperatur var til enhver tid 50°C, kondensafcets inngangstemperatur var l6°C. De øvrige parametre svarer til dem som også forelå ved resultatene ifølge fig. 12-14. Ved de nevnte betingelser ble kondensatmengden "1" oppnådd ved en fremgangsmåte som ikke var ifølge oppfinnelsen, idet det ble innstilt atmosfæretrykk på oppløsningssiden, kondensatsiden og i porene i den porøse skillevegg. Kondensatmengden "2" ble oppnådd, da det på oppløsningssiden ble generert et undertrykk som svarte til oppløsningens undertrykk, dvs når kokepunktet ble oppnådd og opprettholdt på oppløsningssiden. Kondensatmengden "3" ble oppnådd, når det bare i porene i den porøse skillevegg ble opprettet et trykk (undertrykk) som svarte til oppløsningens damptrykk ved 50°C, mens det på oppløsnings- og kondensatsiden ble innstilt atmosfæretrykk. Kondensatmengden "4" ble oppnådd, når det på oppløsningssiden og i porene i den porøse skillevegg ble innstilt et trykk (undertrykk) som svarte til oppløsningens damptrykk ved 50°C .

Disse resultater viser svært tydelig at det med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan oppnås en betydelig stigning av kondensatmengden. Ved innstilling av et trykk som svarer til oppløsningens temperatur utelukkende i den porøse skilleveggens porer, kan det allerede nås en slik økning av den oppnåelige kondensatmengde at man eventuelt kan gi avkall på generering av tilsvarende (under-)trykk på oppløsningssi-den, selv om også dette medfører en økning av kondensatmengden, skjønt sistnevnte økning er mindre utpreget. Det betyr at den maksimalt mulige kondensatmengde i realiteten eventuelt allerede kan oppnås, iallfall tilnærmet, når man ifølge oppfinnelsen, i det minste på oppløsningssiden og i umiddelbar nærhet av den porøse skillevegg, når det aktuelle kokepunkt av oppløsningen, i det minste området for dette kokepunkt.

Fig. 17 viser trykkfallet i porene av rør, som er koplet til en innretning som genererer undertrykk og som riktignok besto av samme materiale og hadde samme diameter som rørene som er omtalt i forbindelse med fig. 12-14, men som hadde avvikende lengde. Det ene røret hadde en total lengde på 0,5 m, det andre en total lengde på 2 m. De to trykkfallkurver ble registrert med måleinnretningen som er vist i fig. 8 og omtalt ovenfor, ved værelsestemperatur og i vann. I den ene en-den av rørene ble det generert et undertrykk som lå 930 mbar under atmosfæretrykk. Undertrykket som dannes i porene ble målt ved forskyvning av målestedet (31 i fig. 8) til forskjellige avstander fra rørenden. Resultatene fra disse målinger viser at rørlengden har stor innflytelse på trykkfallet i rø-renes porer. Dette gjelder tilsvarende for plane plater, sta-ver eller annerledes utformede legemer med en tilsvarende nettlignende konstruert porestruktur. Det betyr at undertrykket som ved korte rør hhv plater med liten flate genereres på ett sted, f.eks. i en rørende, i en valgfri avstand fra dette sted virker sterkere enn ved et langt rør hhv en plate med stor flate.

Avhengig av det temperaturprofil som ved gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen opprettes ved den porø-se skillevegg, og det derav følgende damptrykkprofil, kan en trykkfordeling som gjengitt ved nedre kurve føre til at man på oppløsningssiden, i umiddelbar nærhet av hele den porøse skillevegg oppnår oppløsningens aktuelle kokepunkt, i det minste området for dette som oppfinnelsen foreskriver. Er temperaturdifferansen på oppløsningssiden mellom innløps- og utløpssiden, og dermed damptrykkdifferansen imidlertid liten, kan det for oppnåelse av et trykk i skilleveggens porer som i høy grad svarer til oppløsningens damptrykk være hensiktsmessig å forbinde den porøse skillevegg med en innretning for generering av undertrykk med korte lengde-avstander, slik det er vist eksempelvis i fig. 5a.

De grafisk gjengitte måleverdier i fig. 18 ble registrert ved gjennomføring av transmembran-destillasjonsmetoden ved en drift som ikke var ifølge oppfinnelsen og ved drift ifølge oppfinnelsen. Øvre kurve ble oppnådd med 43%-ig CaC^-oppløsning, nedre kurve med 33%-ig LiCl-oppløsning. Målingene ble gjennomført ved trykk på oppløsningssiden som lå over atmosfæretrykk, dvs ved 1065 mbar for øvre kurve (CaC^-oppløs-ning) og ved .1040 mbar for nedre kurve (LiCl-oppløsning). Koketemperaturene lå over 120°C. Også disse målinger viser at man bare ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, dvs i området umiddelbart rundt kokepunktet, som definert ovenfor, kan nå tilstrekkelig høye kondensatmengder,. dersom transmembran-destillasjonsmetoden skal utnyttes økonomisk. Den porøse skillevegg som ble brukt ved disse målinger var den samme som ble brukt ved registrering av de måleverdier som er gjengitt i fig. 15 og som er beskrevet ovenfor.

Ytterligere eksempler:

Med en anordning ifølge oppfinnelsen som i alle vesentlige deler svarte til anordningen ifølge fig. 4, ble det gjen-nomført måle-serier for forskjellige gjennomstrømningsmengder på oppløsningssiden og kondensatsiden. De til enhver tid innstilte hhv oppnådde temperaturer t, gjennomstrømningsmengder

Q og trykk P ble målt på stedene A til D i fig. 4 (bokstavene er innsirklet der). Resultatene er angitt i tabell 1.

Den porøse skillevegg besto her av seks 9, 2 m lange rør av porøs polypropylen med en nettlignende porestruktur. Røre-nes ytre diameter var 9 mm, deres indre diameter 6 mm. Målestedet A lå på innløpssiden for oppløsning i destillasjonsapparatet, målested B ved utløpsstedet for oppløsningen, målested C ved innløpsstedet for kondensat og målested D ved utløps-stedet for kondensat fra destillasjonsapparatet.

Ved registrering av gjennomstrømningsmengden Q ble til enhver tid bare den oppløsnings- hhv kondensatmengde som trer inn i destillasjonsapparatet målt. Kondensatet som gikk ut av overløpsledningen (5b i fig. 4) ble samlet opp og veiet. Med de dermed oppnådde verdier ble det regnet ut, hvor mye destillat som ble oppnådd pr. time og pr. m porøs skillevegg. Denne destillatmengde D er angitt i siste spalte av tabellen. Oppløsningen strømmet da gjennom rørenes indre (lumen), mens kondensatet strømmet rundt utsiden av rørene. Kondensatsiden sto via overløpsledningen 5b i forbindelse med omgivelsene, dvs med atmosfæretrykk, mens oppløsningssiden var koplet til en innretning for generering av undertrykk.

Måleverdisymbolenes betegnelser i tabell 1 angir på hvilket sted vedkommende verdi ble målt. Således betyr t„ B den temperatur som ble målt ved B, dvs temperaturen av oppløs-ningen som forlater destillasjons-apparatet.

Måleseriene som er oppstilt i tabell 1 viser tydelig påvirkningen av gjennomstrømningsmengdene på oppløsnings- hhv kondensatsiden på den destillatmengde som kan oppnås.

Dessuten viser måleseriene at ffremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også medfører gode resultater når det på oppløs-ningssiden opprettes trykk som delvis ligger over atmosfæretrykk, så lenge oppløsningens kokepunkt eller i det minste området for dette blir nådd i det minste stedvis.

I tabell 2 har man av sammenligningshensyn sammenstilt analyseverdiene for ledningsvann, for destillat oppnådd fra ledningsvann ved transmembran-destillasjonsmetoden ifølge oppfinnelsen, av destillat erholdt.fra 0, 1%- ig NaCl-oppløsning og av fullstendig avsaltet (VE) vann, slik det brukes i labo-ratorier .

For at misforståelser skal unngås, vises her igjen til at en sammenligning mellom driftsmåter som ikke er ifølge oppfinnelsen og driftsmåter ifølge oppfinnelsen bare kan gi ut-sagn under den forutsetning at det på destillatsiden (kondensatsiden) råder sammenlignbare temperaturforhold, dvs at særlig inngangs- og utløpstemperaturen av destillat hhv kondensat er i høy grad lik ved de driftsmåter som skal sammenlig-nes. At alene økning av oppløsningemengden ved konstant inngangstemperatur for oppløsningen eller, økning av gj ennomstrøm-ningsmengden på destillatsiden, ved konstant inngangstemperatur på denne side, på grunn av de dermed oppnåelige, høyere gjennomsnitts-temperaturdifferanser mellom oppløsningsside og destillatside,også medfører økt destillatstrømning gjennom den porøse skillevegg, er alminnelig kjent og selvsagt. En ob-jektiv sammenligning av andre fremgangsmåter med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ville således ikke være mulig uten at det tas hensyn til disse forhold. Når man således f.eks. ved innstilling av et undertrykk svarende til damptrykket på opp-løsningssiden eller ved temperaturøkning på oppløsningssiden ifølge oppfinnelsen når kokepunktet, slik at det oppnås en høyere transmembran destillatstrømning, vil kondensatets ut-løpstemperatur stige ved uforandret gjennomstrømningsmengde på destillatsiden (kondensat), da den økte destillatmengde nå blir tatt opp av samme kondensatmengde og kondenseres og det går tilsvarende økt kondensasjons-varmeenergi over i kondensa- tet. Som følge av denne driftsmåte reduseres således den midlere temperaturdifferanse mellom oppløsningssiden og kondensatsiden, slik at en sammenligning av de to beskrevne driftsmåter måtte føre til feilaktige slutninger. En sammenligning er derimot mulig, når gjennomstrømningsmengden på kondensatsiden, ved den omtalte fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen blir innstilt så høyt at kondensatets utløpstemperatur forblir uforandret og den midlere temperaturdifferanse mellom oppløs-ningssiden og kondensatsiden således heller ikke endres.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte for i det minste delvis fraseparasjon av minst en flytende bestanddel av en oppløsning ved at denne overføres i dampfase, hvor oppløsningen og destillatet holdes adskilt av en porøs skillevegg, som bare er gjennomtrengelig for det dampformede destillat og eventuelt foreliggende gasser, og med hjelp av hvilken oppløsning og destillat blir holdt i berøringskontakt, hvor overføring til dampfase skjer på oppløsningssiden av den porøse skilleveggens porer, og det dampformede destillat diffunderer gjennom porene til destillatsiden, karakterisert ved at man under fraseparasjonens varighet, ved trykk- og/eller temperaturstyring til enhver tid, i det minste i et delområde av den umiddelbare omgivelse av den porøse skillevegg på løsningssiden, i det minste når området for oppløsningens aktuelle kokepunkt.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at man i det minste i den umiddelbare nærhet av den porøse skillevegg, på oppløsningssiden i det minste når området for oppløsningens aktuelle kokepunkt.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at det på destillatsiden av den porøse skillevegg innstiller et hydrostatisk trykk, som er høyere enn damptrykket på destillatsiden, og at destillatet bringes på en temperatur som ved dette trykk ligger under dets koketemperatur, slik at kondensering av det dampformede destillat skjer på destillatsiden av den porøse skilleveggens porer.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at det i det minste på oppløsningssi-den av den porøse skillevegg innstilles et hydrostatisk trykk som er lavere enn atmosfæretrykket.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at det også på destillatsiden av den porøse skillevegg innstilles et hydrostatisk trykk som er lavere enn atmosfæretrykket.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-5»karakterisert ved at det i det minste i den porøse skil leveggens porer innstilles et trykk, som i maksimal grad svarer til oppløsningens aktuelle damptrykk.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at det på destillatsiden av den porøse skillevegg innstilles et høyere hydrostatisk trykk enn på oppløs-ningssiden av den porøse skillevegg.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at oppløsningen og/eller det eventuelt kondenserte destillat strømmer langs den porøse«skillevegg.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at den porøse skillevegg er en kunstig fremstilt membran.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at oppløsningen blir tilført varmeenergi før og/eller samtidig med at minst en flytende bestanddel av opp-løsningen blir overført i dampfase.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-10, karakterisert ved at det trekkes varmeenergi fra destillatet (kondensatet) etter og/eller samtidig med.at minst en flytende bestanddel av oppløsningen blir overført i dampfase.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-11, karakterisert ved at en del av den varmeenergi som blir tilført oppløsningen, blir trukket ut av destillatet hhv kondensatet .

13. Apparat som er egnet for gjennomføring av fremgangsmåten som angitt i krav 1-12 og 20, som består av minst en beholder, som ved hjelp av minst en porøs skillevegg er delt i minst to kamre, av hvilke det ene kammer er bestemt for opptagelse av oppløsningen og det andre for opptagelse av destillatet, karakterisert ved at kamret (la) for opptagelse av oppløsningen og/eller kamret (lb) for opptagelse av destillatet og/eller den porøse skillevegg (2) omfatter organer (9a; 9b; 9c), ved hjelp av hvilke hver av de nevnte deler (la; lb; 2) kan koples til en innretning for generering av undertrykk (vakuum) eller overtrykk.

14. Anordning som angitt i krav 13, karakterisert ved at bare den porøse skillevegg (2), som egner seg for innstilling av et trykk i porene som i høyest mulig grad svarer til det aktuelle damptrykk av oppløsningen, kan koples til en innretning for generering av undertrykk (vakuum) eller overtrykk.

15. Anordning som angitt i krav 13 og l1!, karakterisert ved at kamret (la) for opptagelse av oppløs-ningen kan koples til en innretning for generering av undertrykk (vakuum) eller overtrykk.

16. Anordning som angitt i krav 13-15, karakterisert ved at beholderen (1) med de to kamre (la; lb) og den porøse skillevegg (2) er barometrisk oppstilt og tilkoplet.

17. Anordning som angitt i krav 13-16, karakterisert ved at det på oppløsningssiden er anordnet en innretning (6a) for overføring av varmeenergi til oppløsningen.

18. Anordning som angitt i krav 13-17, karakterisert ved at det på destillatsiden (kondensatsiden) er anordnet en innretning for uttrekking av varmeenergi fra destillatet (kondensatet).

19. Anordning som angitt i krav 13-18, karakterisert ved at det foran kamret (la) for opptagelse av oppløsningen og bak kamret (lb) for opptagelse av destillatet (kondensatet) er anordnet en varmeoverførings-innretning (18), ved hjelp av hvilken varmeenergi fra kondensatet kan overføres til oppløsningen for avkjøling av kondensatet og oppvarming (forvarming) av oppløsningen.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-12, karakterisert ved at det brukes en nettaktlg konstruert, porøs skillevegg, hvor de gjennomgående .åpne porene, som munner på oppløsningssiden og destillatsiden, er forbundet med hverandre ved gass- hhv dampgjennomslippelige åpninger, kanaler, porer e.l. tverrforbindelser.

21. Anordning som angitt i krav 13-15, karakterisert ved en nettaktig konstruert, porøs skillevegg, hvor de gjennomgående åpne porer, som munner på oppløsnings-siden og på destillatsiden, er forbundet med hverandre ved gass- hhv dampgjennomslippelige åpninger, kanaler, porer o.l. tverrforbindelser.